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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch l.
Für das Kühlen von Räumen, beispielsweise Fahrgasträumen von Fahrzeugen, Laderäumen von Kühlfahrzeugen, oder Innenräumen von Kühlgeräten, Kühlboxen od. dgl. sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Bekannt sind auch Vorrichtungen, die das Erwärmen oder Kühlen mit Hilfe von Thermoelementen mit einer warmen und einer kalten Lötstelle ausführen, indem die warme bzw. kalte Lötstelle dem zu temperierenden Raum zugeordnet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, die wirksam temperiert und bei Bedarf ohne Fremdenergieversorgung arbeiten kann.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist je nach Polung des wenigstens einen Thermoelementes ein Temperieren, also das Erwärmen oder Kühlen eines geschlossenen oder wenigstens weitgehend geschlossenen Raumes ohne Fremdenergiezufuhr, d. h. ohne Stromversorgung von einer Stromquelle, beispielsweise einem Akkumulator, möglich.
Besonders vorteilhaft ist es bei der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass diese als kompakte Einheit ("Modul") ausgebildet sein kann, die an unterschiedlichen Einsatzorten zum Einsatz gelangen kann. Beispielweise ist es möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung in einen entsprechend geformten Ausschnitt in einer der Umgrenzungswände des zu temperierenden Raumes, z. B. in den Ausschnitt des Daches eines Fahrzeuges einzusetzen, wenn dessen Fahrgastraum zu erwärmen oder zu kühlen ist.
Wenn mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung beispielsweise ein Kühlschrank oder eine Kühlbox zu temperieren ist (Kühlen, wenn Speisen, Getränke oder sonstige Waren gekühlt aufbewahrt werden sollen, Erwärmen, wenn warme Speisen oder Getränke warm gehalten werden sollen), dann kann die (mobil ausgeführte) erfindungsgemässe Vorrichtung in
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sen oder Getränke), beispielsweise der Kühlbox, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zum Klimatisieren (Erwärmen und/oder Kühlen) von Räumen, wie Fahrgasträumen von Land-, Luft-oder Wasserfahrzeugen, von Laderäumen von Lastfahrzeugen, insbesondere Kühlfahrzeugen, oder auch von ortsfesten
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Räumen, wie Telefonzellen u. dgl. eingesetzt werden. In gleicher Weise vorteilhaft ist die Erfindung für Mobilheime, wie Wohnwagen, Wohnanhänger oder für Boxen, in welchen Waren (Speisen oder Getränke z. B.) warm oder kühl gehalten werden sollen.
Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemässen Vorrichtung, wenn diese als Kühlgerät eingesetzt wird, ist es, dass sie gleichsam selbststeuernd ist, da bei vermehrter Sonneneinstrahlung die von den Solarzellen der erfindungsgemässen Vorrichtung erzeugte Strommenge ansteigt, so dass die Kühlwirkung ohne weiteres verstärkt wird.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung kann beispielsweise der folgende sein :
In einem Gehäuse sind wenigstens zwei voneinander unabhängige (Strömungs-) Kanäle vorgesehen. In einem der Kanäle ist die eine Lötstelle des wenigstens einen Thermoelementes und im anderen Kanal die andere Lötstelle des wenigstens einen Thermoelementes vorgesehen. Wenn mehrere Thermoelemente vorgesehen sind, dann besteht die Möglichkeit, alle Lötstellen gleicher Polung, z. B. alle warmen Lötstellen, dem einen Kanal, und alle anderen Lötstellen der Thermoelemente, z. B. die kalten Lötstellen, dem anderen Kanal zuzuordnen. Es ist aber auch möglich, alle gleichartigen Lötstellen der Thermoelemente oder eine Gruppe von gleichartigen Lötstellen, z.
B. die Hälfte aller warmen oder der Hälfte aller kalten Lötstellen, einem Kanal zuzuordnen.
Jedem Kanal ist eine Einrichtung zum Erzeugen einer Zwangsströmung, beispielsweise wenigstens ein Gebläserad zugeordnet, so dass Luft über wenigstsens eine Ansaugöffnung angesaugt und über wenigstens eine Austrittsöffnung ausgeblasen wird. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, dass mehreren Kanälen ein gemeinsames Gebläse zugeordnet ist, insbesondere bei grösser ausgebildeten Vorrichtungen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, einem Kanal mehrere Gebläse zuzuordnen, um die erforderliche Strömung aufrechtzuhalten. Dabei kann jeder der beispielsweise als Gebläse ausgebildeten Vorrichtungen zum Erzeugen einer Zwangsströmung ein gesonderter Antriebsmotor zugeordnet sein. Es ist aber auch möglich, mehrere Gebläse durch einen gemeinsamen Motor oder durch mehrere gemeinsame Motoren anzutreiben.
An einer Begrenzungswand des Gehäuses, beispielsweise an
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der nach aussen weisenden Begrenzungswand, sind, vorzugsweise mehrere, Solarzellen für den Betrieb des wenigstens einen Thermoelementes und des zum Erzeugen der Zwangsströmung in den Kanälen bevorzugt eingesetzten Gebläses angeordnet.
Dabei ist die wenigstens eine Luftansaugöffnung und die wenigstens eine Luftaustrittsöffnung des einen Kanals ausserhalb des zu temperierenden Raumes angeordnet, sodass dieser Kanal mit der Umgebungsluft kommuniziert, wogegen die wenigstens eine Luftansaugöffnung und die wenigstens eine Luftaustrittsöffnung des anderen Kanals in dem zu temperierenden Raum angeordnet ist.
Vorzugsweise ist weiters vorgesehen, dass das wenigstens eine Thermoelement zur Verbesserung des Wärmeaustausches an seinen Lötstellen wärmeleitend mit Wärmeleitkörpern, die je nach Polung der Thermoelemente als Kühlkörper und als Wärmekörper dienen, verbunden ist. Wenn mehrere Thermoelemente vorgesehen sind, dann können die gleichartigen Lötstellen wärmeleitend mit einem gemeinsamen oder mit mehreren Wärmeleitkörpern verbunden sein.
Wenn das erfindungsgemässe Gerät zum Kühlen eines umschlossenen Raumes verwendet wird, wird die Polung des Thermoelementes so gewählt, dass der Wärmeleitkörper, der mit der kalten Lötstelle in wärmeleitender Verbindung steht, dem Kanal zugeordnet ist, der mit dem zu temperierenden Raum kommuniziert. Das andere Wärmeleitelement, das mit der warmen Lötstelle des wenigstens einen Thermoelementes in wärmeleitender Verbindung steht, ist dem Kanal zugeordnet, der mit der Umgebungsluft kommuniziert.
Die Wärmeleitkörper sind vorzugsweise mit die Oberfläche vergrössernden Rippen ("Kühlrippen") ausgestattet. Diese Kühlrippen können parallel zueinander angeordnet sein, es empfiehlt sich aber, diese Rippen so auszubilden, dass sie bezüglich der Ausrichtung der Kanäle, in denen sie angeordnet sind, strömungsgünstig angeordnet sind. So kann sich beispielsweise eine voneinander divergierende Ausrichtung der Rippen als vorteilhaft und strömungsgünstig erweisen.
Zusätzlich oder anstelle der Stromversorgung mit Hilfe der Solarzelle (n), die mit dem Gerät verbunden ist, kann auch eine externe Stromversorgung vorgesehen sein. Diese externe Stromversorgung kann eine Fahrzeugbatterie oder auch das Stromnetz sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Stromversorgung dadurch zu verbessern, dass eine weitere Platte mit Solarzellen vorgesehen ist, die unabhängig von dem eigentlichen Modul ausgebildet
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und an einer gesonderten Stelle angebracht werden kann. In diesem Fall werden die Gruppen von Solarzellen, die jede für sich in Serie geschaltet sind, zueinander parallel geschaltet.
Nachstehend wird mit Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsgbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung näher erläutet. Es zeigt : Fig. 1 in teilweise weggebrochener Darstellung eine Vorrichtung zum Temperieren von umgrenzten Räumen in Schrägansicht, Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. 3 die Vorrichtung in Richtung des Pfeiles 3 von Fig. 2 aus gesehen, Fig. 4 die Vorrichtung in einer Ansicht gemäss Fig. 3 in anderem Massstab, Fig. 5 die Vorrichtung von Fig. l in Richtung des Pfeiles 5 von Fig. 3 aus gesehen, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI von Fig. 3, Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII von Fig. 3, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII von Fig. 2, Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX von Fig. 2 und Fig. 10 einen Schaltplan.
Das in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist für das Einsetzen in den Ausschnitt eines Daches eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Personenkraftwagens, gedacht.
Es besitzt hiezu an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Seiten seines Gehäuses 20 Leisten 21, über die es in einem Dachausschnitt festzulegen ist. An der Oberseite des Gehäuses 20 ist vorzugsweise mit der Dachaussenfläche fluchtend eine Platte 22 mit mehreren Solarzellen 23 angeordnet.
Am oberen Rand der einen Wand 25 des Gehäuses 20 ist eine Ansaugöffnung 26 vorgesehen, durch die Aussenluft in den von dieser Öffnung 26 ausgehenden Kanal 10 eintritt, der sich nach einem Gebläse 27 in zwei Abschnitte 11,12 teilt und zu zwei Austrittsöffnungen 29 in der Wand 25 des Gehäuses 20 führt. Luft wird vom Gebläse 27 angesaugt, und über einen (bei Verwendung der Vorrichtung zum Kühlen des Innenraumes des Fahrzeuges) mit der warmen Lötstelle des wenigstens einen Thermoelementes 1 in Verbindung stehenden Wärmeleitkörper 15 (Wärmekörper), der mit mehreren im Beispiel parallel verlaufendnen Rippen 16 versehen ist, geleitet.
Die Aussenluft nimmt beim Vorbeistreichen am Wärmeleitkörper 15 Wärme auf und bewegt sich über die Abschnitte 11,12 des Kanals 10 zu den zwei Austrittsöffnungen 29, wo sie erwärmt ins Freie austritt. Der soeben beschriebene Kanal 10,11, 12 für das Kühlen des mit der warmen Lötstelle in Verbindung stehenden Wärmeleitkörpers
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15 ist im oberen Abschnitt des Gehäuses 20, also unmittelbar unter der Platte 22 mit den Solarzellen 23 angeordnet.
In der Wand 30 des Gehäuses 20, die der mit den Einbzw. Austrittsöffnungen 26,29 für Aussenluft versehenen Wand 25 des Gehäuses 20 gegenüberliegt, ist eine sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Wand 30 erstreckende Lufteintrittsöffnung 31, von welcher der zweite Kanal 32 ausgeht, vorgesehen. Durch den Kanal 32 strömt Luft aus dem zu temperierenden Innenraum des Fahrzeuges (oder des sonstigen zu temperierenden, z. B. zu kühlenden Raumes). Die durch die Lufteintrittsöffnung 31 angesaugte Luft strömt entlang des zweiten Kanals 32 über einen ebenfalls mit mehreren im Beispiel parallel ausgerichteten Rippen 33 versehenen zweiten Wärmeleitkörper 34, der - falls der Raum zu kühlen istmit der kalten Lötstelle des wenigstens einen Thermoelementes 1 in wärmeleitender Verbindung steht.
Luft wird durch das Gebläse 40, das dem zweiten Kanal 32 zugeordnet ist, durch eine an der Unterseite des Gehäuses 20 vorgesehene Austrittsöffnung 35 in den zu kühlenden Raum geblasen.
Es ist erkennbar, dass bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die beiden Gebläseräder 40 und 27 auf einer gemeinsamen Welle 41 sitzen und gemeinsam über einen Endlosriemen 42 von einem Elektromotor 43 angetrieben werden.
Bei Betrieb der beschriebenen Vorrichtung wird das wenigstens eine Thermoelement 1 und der Antriebsmotor 43 von den Solarzellen 23 mit Strom versorgt. Der Antriebsmotor 43 setzt die beiden Ventilatoren (Gebläseräder 40,27) in Betrieb, so dass der eine Ventilator Luft durch den Kühlkörper 34 (der mit der kalten Lötstelle verbundene Wärmeleitkörper) und über den Wärmekörper 15 (der mit der warmen Lötstelle verbundene Wärmeleitkörper) fördert.
Das wenigstens eine Thermoelement 1 kühlt bei Betrieb der Vorrichtung einerseits den Kühlkörper 34 ab und erwärmt anderseits den Wärmekörper 15. So wird die durch den Kühlkörper 34 und durch die Öffnung 35 in den Raum strömende Luft abgekühlt und die durch den Wärmekörper 15 und durch die Öffnungen 29 ins Freie strömende Luft erwärmt. Bei stärkerer Sonneneinstrahlung erhöht sich die Leistung des Gerätes automatisch. Somit wird nicht nur die Kühlwirkung des Thermoelementes 1, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der die Gebläse 40,27 angetrieben werden, erhöht.
Wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erwärmen eines umschlossenen Raumes verwendet werden soll, genügt es einfach, die
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Polung des Thermoelementes 1 so zu wählen, so dass die Lötstelle, die mit dem mit der Aussenluft kommunizierenden Kanal 10, 11, 12 zugeordneten Wärmeleitkörper 15 in wärmeleitender Verbindung steht, die kalte Lötstelle ist, und der Wärmeleitkörper 34 in dem mit dem zu erwärmenden Raum kommunizierenden Kanal 30 mit der warmen Lötstelle in wärmeleitender Verbindung steht. Es wird dann durch den mit dem zu temperierenden Raum in Verbindung stehenden Kanal 30 über die Austrittsöffnung 34 erwärmte Luft in den Raum abgegeben.
Durch die bevorzugte Selbsterzeugung von Strom ist das erfindungsgemässe Gerät mobil und von Fremdenergie unabhängig.
Wenn es die Rahmenbedingungen zulassen, z. B. wenn das Fahrzeug in Betrieb ist und Stromentnahme aus der Fahrzeugbatterie ohne weiteres möglich ist, kann die Stromversorgung des erfindungsgemässen Gerätes aus der Fahrzeugbatterie ergänzt werden oder ausschliesslich aus der Fahrzeugbatterie erfolgen. Sinngemässes gilt für die Stromversorgung aus dem Stromnetz.
Ein Beispiel für eine elektrische Schaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung wird an dem in Fig. 10 gezeigten Schaltplan erläutert.
Die Schaltung besteht aus drei Komponenten : Spannungsversorgung, Anzeigeteil und Last (Thermoelemente, Lüftungsmotor).
Dabei können Teile der Schaltung als gedruckte Schaltung 2 (Fig.
7) ausgeführt sein.
Die Versorgung der Thermoelemente 1 (Thl bis Th4) kann über beispielsweise zwei Spannungsquellen geschehen. Der Benützer kann wählen, ob er nur Solarbetrieb (Usol) oder ob er den grösseren Wirkungsgrad durch Hinzuschalten (Usol + Ubat) der Batterie (Netz, Akku) haben will. (Letzteres wird durch ein Kabel erreicht, welches z. B. in den Zigarettenanzünder des Fahrzeuges und in die Stromzufuhrsteckbuchse 4 der Vorrichtung gesteckt wird.)
Die beiden Stromkreise (Usol, Ubat) sind elektrisch voneinander getrennt. Die Solarzellen speisen den Motor 43 und das wenigstens eine Thermoelement 1 (Thl), die weiteren (drei) Thermoelemente 1 (Th2 bis Th4) können z. B. von der Batterie (Ubat) mit Strom versorgt werden.
Die Schaltung und in Folge die Vorrichtung sind jederzeit durch den Schalter 3 (Sl) ein-und ausschaltbar.
Der Schalter S2 ist ein vierpoliger Umschalter. Da die Vorrichtung alternativ zum Kühlen und zum Heizen geeignet sein
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soll, ist es nötig, die beiden Eingangsspannungen auch invertierbar zu machen, da die Thermoelemente 1 (Thl bis Th4) durch einfache Spannungsumkehr auch ihre Funktion ändern (kühlen -- > wärmen, wärmen -- > kühlen).
Die beiden Leuchtdioden D1 und D2 mit ihren dazugehörigen Vorwiderständen Rvl, Rv2 zur Strombegrenzung zeigen im Batteriebetrieb für den Besitzer die eingestellte Funktion an. Grün D1 bedeutet Kühlbetrieb und rot D2 Heizbetrieb.
Der Lüftungsmotor 43 (M) soll aber unabhängig von der Polarität der Eingangsspannung immer dieselbe Laufrichtung haben.
Dies wird durch Dioden in der Gleichrichterschaltung Gll und G12 erzielt.
Es ist erkennbar, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung eine kompakte, modulartige Bauform besitzt, so dass bei Bedarf auch mehrere solcher "Module" für das Temperieren ein-und desselben Raumes herangezogen werden können. Durch die kompakte modulartige Bauform ist es auch ohne weiteres möglich, wie oben erwähnt, die erfindunggemässe Vorrichtung für das Temperieren (Erwärmen oder Kühlen) verschiedener Räume je nach Bedarf und abwechselnd einzusetzen.
Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden :
Eine Vorrichtung zum Temperieren (Wärmen oder Kühlen) eines umschlossenen Raumes besitzt wenigstens ein Thermoelement 1, dessen warme und dessen kalte Lötstelle in wärmeleitender Verbindung mit je wenigstens einem Wärmeleitkörper 34 und 15 stehen. In einem die Vorrichtung umschliessenden Gehäuse 20 sind wenigstens zwei Kanäle 10,11, 12 und 33 vorgesehen. Der eine Kanal 10, 11, 12 kommuniziert über Öffnungen 26,29 mit der Umgebungsluft und der andere Kanal 32 kommuniziert über Öffnungen 31,34 mit dem zu temperierenden Raum.
Je einer der beiden Wärmeleitkörper 34,15 ist in einem der beiden Kanäle 10,11, 12 und 32 vorgesehen, so dass von einem Gebläse 40,27 durch die Kanäle 10, 11, 12 und 32 geförderte Luft an den Wärmeleitkörpern 34 und 15 vorbeistreicht.
Zur Stromversorgung des Thermoelementes 1 und des Antriebsmotors 43 für das Gebläse 40,27 sind an der oberen Abdeckung 22 des Gehäuses 20 mehrere Solarzellen 23 vorgesehen.
Bei Verwendung der Vorrichtung zum Kühlen eines Raumes wird an das Thermoelement 1 Spannung so angelegt, dass der in dem
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Kanal 32 vorgesehene Wärmeleitkörper 34 gekühlt und der mit der Umgebungsluft kommunizierende Kanal 10,11, 12 vorgesehene Wärmeleitkörper 15 erwärmt wird.
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The invention relates to a device with the features of the introductory part of claim l.
Various devices are known for cooling rooms, for example passenger compartments of vehicles, holds of refrigerated vehicles, or interiors of cooling devices, cool boxes or the like. Devices are also known which carry out the heating or cooling with the aid of thermocouples with a warm and a cold soldering point, in that the warm or cold soldering point is assigned to the room to be tempered.
The invention is based on the object of specifying a device of the type mentioned at the outset which can be operated at an effective temperature and, if required, without external energy supply.
According to the invention, this object is achieved with the features of the characterizing part of claim 1.
Depending on the polarity of the at least one thermocouple, the device according to the invention is used for tempering, that is to say heating or cooling a closed or at least largely closed room without the supply of external energy, i. H. possible without a power supply from a power source, for example an accumulator.
It is particularly advantageous in the device according to the invention that it can be designed as a compact unit (“module”) that can be used at different locations. For example, it is possible to arrange the device according to the invention in a correspondingly shaped cutout in one of the boundary walls of the room to be temperature-controlled, e.g. B. in the cutout of the roof of a vehicle when the passenger compartment is to be heated or cooled.
If, for example, a refrigerator or a cool box is to be tempered using the device according to the invention (cooling if food, drinks or other goods are to be kept refrigerated, heating if warm food or drinks are to be kept warm), then the (mobile version) device according to the invention in
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sen or beverages), for example the cool box.
The device according to the invention can be used for air conditioning (heating and / or cooling) of spaces, such as passenger compartments of land, air or water vehicles, loading spaces of trucks, in particular refrigerated vehicles, or also of stationary ones
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Rooms, such as telephone booths. Like. Be used. The invention is equally advantageous for mobile homes, such as caravans, caravans or boxes, in which goods (food or drinks, for example) are to be kept warm or cool.
A particular advantage of the device according to the invention, if it is used as a cooling device, is that it is, as it were, self-controlling, since the amount of electricity generated by the solar cells of the device according to the invention increases with increased solar radiation, so that the cooling effect is easily increased.
Preferred and advantageous embodiments of the device according to the invention are the subject of the dependent claims.
The basic structure of the device according to the invention can be, for example, the following:
At least two mutually independent (flow) channels are provided in a housing. The one soldering point of the at least one thermocouple is provided in one of the channels and the other soldering point of the at least one thermocouple is provided in the other channel. If several thermocouples are provided, then there is the possibility of all solder joints of the same polarity, e.g. B. all warm solder joints, the one channel, and all other solder joints of the thermocouples, e.g. B. assign the cold solder joints to the other channel. But it is also possible to have all the same solder joints of the thermocouples or a group of similar solder joints, for.
B. assign half of all warm or half of all cold solder joints to a channel.
A device for generating a forced flow, for example at least one fan wheel, is assigned to each channel, so that air is sucked in via at least one suction opening and blown out via at least one outlet opening. The arrangement can also be such that a common blower is assigned to a plurality of ducts, in particular in the case of larger devices of the invention, it is also possible to assign a plurality of blowers to a duct in order to maintain the required flow. A separate drive motor can be assigned to each of the devices, for example designed as fans, for generating a forced flow. However, it is also possible to drive several fans by a common motor or by several common motors.
On a boundary wall of the housing, for example
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the outward-facing boundary wall, preferably a plurality of solar cells are arranged for the operation of the at least one thermocouple and the fan which is preferably used to generate the forced flow in the channels.
The at least one air intake opening and the at least one air outlet opening of the one channel are arranged outside the room to be temperature-controlled, so that this channel communicates with the ambient air, whereas the at least one air intake opening and the at least one air outlet opening of the other channel are arranged in the room to be temperature-controlled.
It is further preferably provided that the at least one thermocouple is connected in a heat-conducting manner to improve the heat exchange at its soldering points with heat-conducting bodies which, depending on the polarity of the thermocouples, serve as a heat sink and as a heat body. If a plurality of thermocouples are provided, then the similar soldering points can be connected in a heat-conducting manner to a common or to a plurality of heat-conducting bodies.
If the device according to the invention is used to cool an enclosed space, the polarity of the thermocouple is selected such that the heat-conducting body, which is in heat-conducting connection with the cold soldering point, is assigned to the channel that communicates with the space to be temperature-controlled. The other heat-conducting element, which is in heat-conductive connection with the warm solder joint of the at least one thermocouple, is assigned to the channel which communicates with the ambient air.
The heat-conducting bodies are preferably equipped with ribs ("cooling ribs") that enlarge the surface. These cooling fins can be arranged parallel to one another, but it is advisable to design these fins in such a way that they are arranged in a streamlined manner with regard to the orientation of the channels in which they are arranged. For example, a diverging orientation of the ribs can prove to be advantageous and streamlined.
In addition to or instead of the power supply using the solar cell (s) connected to the device, an external power supply can also be provided. This external power supply can be a vehicle battery or the power grid.
Another possibility is to improve the power supply in that a further plate with solar cells is provided, which is designed independently of the actual module
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and can be attached in a separate place. In this case, the groups of solar cells, which are individually connected in series, are connected in parallel to each other.
A preferred exemplary embodiment of the device according to the invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings. 1 shows a device, partially broken away, for tempering bounded rooms in an oblique view, FIG. 2 shows a top view of the device according to the invention, FIG. 3 shows the device in the direction of arrow 3 from FIG. 2, FIG. 4 3 on a different scale, FIG. 5 the device of FIG. 1 in the direction of arrow 5 of FIG. 3, FIG. 6 a section along the line VI-VI of FIG. 3, 7 shows a section along the line VII-VII of FIG. 3, FIG. 8 shows a section along the line VIII-VIII of FIG. 2, FIG. 9 shows a section along the line IX-IX of FIG. 2 and FIG. 10 is a circuit diagram.
The exemplary embodiment of a device according to the invention shown in the drawings is intended for insertion into the cutout of a roof of a vehicle, for example a passenger car.
For this purpose, it has 20 strips 21 on at least two opposite sides of its housing, via which it is to be fixed in a roof cutout. A plate 22 with a plurality of solar cells 23 is preferably arranged in alignment with the roof outer surface on the upper side of the housing 20.
At the upper edge of the one wall 25 of the housing 20, a suction opening 26 is provided, through which outside air enters the channel 10 starting from this opening 26, which is divided into two sections 11, 12 by a blower 27 and into two outlet openings 29 in FIG Wall 25 of the housing 20 leads. Air is sucked in by the blower 27, and via a (when using the device for cooling the interior of the vehicle) with the warm solder joint of the at least one thermocouple 1 in connection with the heat conducting body 15 (heat body), which is provided with several ribs 16 running parallel in the example is directed.
The outside air absorbs heat as it passes by the heat-conducting body 15 and moves over the sections 11, 12 of the duct 10 to the two outlet openings 29, where it exits heated into the open. The channel 10, 11, 12 just described for cooling the heat-conducting body connected to the hot soldering point
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15 is arranged in the upper section of the housing 20, that is to say directly below the plate 22 with the solar cells 23.
In the wall 30 of the housing 20 which the with the Einzw. Opposed outlet openings 26,29 for outside air provided wall 25 of the housing 20, an air inlet opening 31, which extends over the entire length of the wall 30 and from which the second channel 32 extends, is provided. Air flows through the channel 32 from the interior of the vehicle to be tempered (or from the other space to be tempered, for example to be cooled). The air sucked in through the air inlet opening 31 flows along the second channel 32 via a second heat-conducting body 34, which is likewise provided with a plurality of ribs 33, which in the example are oriented in parallel and which - if the space is to be cooled - is in heat-conducting connection with the cold soldering point of the at least one thermocouple 1.
Air is blown into the space to be cooled by the blower 40, which is assigned to the second duct 32, through an outlet opening 35 provided on the underside of the housing 20.
It can be seen that in the exemplary embodiment shown, the two fan wheels 40 and 27 are seated on a common shaft 41 and are driven together by an electric motor 43 via an endless belt 42.
When the device described is in operation, the at least one thermocouple 1 and the drive motor 43 are supplied with current by the solar cells 23. The drive motor 43 puts the two fans (fan wheels 40, 27) into operation, so that the one fan delivers air through the heat sink 34 (the heat-conducting body connected to the cold soldering point) and via the heating body 15 (the heat-conducting body connected to the warm soldering point) .
During operation of the device, the at least one thermocouple 1 cools the heat sink 34 on the one hand and heats the heat body 15 on the other hand. The air flowing through the heat sink 34 and through the opening 35 into the space is cooled and that through the heat body 15 and through the openings 29 warmed air flowing outside. When the sun is more intense, the performance of the device increases automatically. This increases not only the cooling effect of the thermocouple 1, but also the speed at which the blowers 40, 27 are driven.
If the device according to the invention is to be used for heating an enclosed space, it is simply sufficient to use the
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To select the polarity of the thermocouple 1 so that the solder joint, which is in heat-conducting connection with the heat-conducting body 15 associated with the outside air channel 10, 11, 12, is the cold solder joint, and the heat-conducting body 34 in the space to be heated communicating channel 30 with the warm solder joint is in a thermally conductive connection. It is then released into the room through the channel 30 connected to the room to be temperature-controlled via the outlet opening 34.
Due to the preferred self-generation of electricity, the device according to the invention is mobile and independent of external energy.
If the framework conditions allow, e.g. B. when the vehicle is in operation and current draw from the vehicle battery is readily possible, the power supply of the device according to the invention can be supplemented from the vehicle battery or can be done exclusively from the vehicle battery. The same applies to the power supply from the power grid.
An example of an electrical circuit of the device according to the invention is explained on the circuit diagram shown in FIG. 10.
The circuit consists of three components: power supply, display part and load (thermocouples, ventilation motor).
Parts of the circuit as a printed circuit 2 (Fig.
7).
The thermocouples 1 (Thl to Th4) can be supplied via, for example, two voltage sources. The user can choose whether he wants only solar operation (Usol) or whether he wants the greater efficiency by switching on (Usol + Ubat) the battery (mains, accumulator). (The latter is achieved by a cable which is plugged, for example, into the vehicle's cigarette lighter and into the power supply socket 4 of the device.)
The two circuits (Usol, Ubat) are electrically isolated from each other. The solar cells feed the motor 43 and the at least one thermocouple 1 (Thl), the other (three) thermocouples 1 (Th2 to Th4) z. B. powered by the battery (Ubat).
The circuit and consequently the device can be switched on and off at any time by the switch 3 (S1).
Switch S2 is a four-pole switch. As the device may alternatively be suitable for cooling and heating
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, it is necessary to make the two input voltages invertible, since the thermocouples 1 (Thl to Th4) also change their function by simply reversing the voltage (cooling -> warming, warming -> cooling).
The two light-emitting diodes D1 and D2 with their associated series resistors Rvl, Rv2 for current limitation indicate the set function for the owner in battery operation. Green D1 means cooling mode and red D2 means heating mode.
The ventilation motor 43 (M) should always have the same direction of rotation regardless of the polarity of the input voltage.
This is achieved by diodes in the rectifier circuit Gll and G12.
It can be seen that the device according to the invention has a compact, modular design, so that, if necessary, several such "modules" can also be used for the temperature control of one and the same room. Due to the compact, modular design, it is also readily possible, as mentioned above, to use the device according to the invention for tempering (heating or cooling) different rooms as required and alternately.
In summary, the invention can be represented as follows, for example:
A device for tempering (heating or cooling) an enclosed space has at least one thermocouple 1, the warm and the cold soldering point of which are in heat-conducting connection with at least one heat-conducting body 34 and 15. At least two channels 10, 11, 12 and 33 are provided in a housing 20 enclosing the device. One channel 10, 11, 12 communicates with the ambient air via openings 26, 29 and the other channel 32 communicates with the room to be temperature-controlled via openings 31, 34.
One of the two heat conducting bodies 34, 15 is provided in one of the two channels 10, 11, 12 and 32, so that air conveyed by a fan 40, 27 through the channels 10, 11, 12 and 32 passes the heat conducting bodies 34 and 15 .
To supply power to the thermocouple 1 and the drive motor 43 for the blower 40, 27, a plurality of solar cells 23 are provided on the upper cover 22 of the housing 20.
When using the device for cooling a room, voltage is applied to the thermocouple 1 so that the in the
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Channel 32 provided heat-conducting body 34 is cooled and the heat-conducting body 15 provided with channel 10, 11, 12 communicating with the ambient air is heated.