WO2012016607A1 - Electrical cooling module having a peltier element for electrically cooling an air stream - Google Patents

Electrical cooling module having a peltier element for electrically cooling an air stream Download PDF

Info

Publication number
WO2012016607A1
WO2012016607A1 PCT/EP2011/002850 EP2011002850W WO2012016607A1 WO 2012016607 A1 WO2012016607 A1 WO 2012016607A1 EP 2011002850 W EP2011002850 W EP 2011002850W WO 2012016607 A1 WO2012016607 A1 WO 2012016607A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling module
frame
lamellar
cooling
heat
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/002850
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ingo Schehr
Original Assignee
Ingo Schehr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ingo Schehr filed Critical Ingo Schehr
Publication of WO2012016607A1 publication Critical patent/WO2012016607A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56Heating or ventilating devices
    • B60N2/5678Heating or ventilating devices characterised by electrical systems
    • B60N2/5685Resistance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56Heating or ventilating devices
    • B60N2/5607Heating or ventilating devices characterised by convection
    • B60N2/5621Heating or ventilating devices characterised by convection by air
    • B60N2/5635Heating or ventilating devices characterised by convection by air coming from the passenger compartment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56Heating or ventilating devices
    • B60N2/5607Heating or ventilating devices characterised by convection
    • B60N2/5621Heating or ventilating devices characterised by convection by air
    • B60N2/5657Heating or ventilating devices characterised by convection by air blown towards the seat surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56Heating or ventilating devices
    • B60N2/5607Heating or ventilating devices characterised by convection
    • B60N2/5621Heating or ventilating devices characterised by convection by air
    • B60N2/5664Heating or ventilating devices characterised by convection by air with unforced air circulation, i.e. not using a fan or the like

Definitions

  • the invention relates to an electric cooling module with Peltier element for the electric cooling of an air flow.
  • a cooling module is provided in particular for cooling and ventilating a seat, in particular in vehicles. It comprises at least one Peltier element and at least one air-throughflowable heat exchange region with heat-conducting lamellae, which are in heat-conducting connection with the Peltier element and are combined with the latter into a module.
  • Peltier elements are also referred to as thermoelectric elements.
  • a Peltier element is an electrothermal transducer that generates a temperature difference based on the Peltier effect at current flow.
  • the basis for the Peltier effect is the contact of two conductors. If a direct current is passed through two contact points of these materials one contact point becomes warm and the other one cold. For metals, however, the achievable temperature difference is below 1 K, therefore, for the economic use of the Peltier effect n- and p-doped semiconductors, which are connected by a copper bridge.
  • a Peltier element consists of two or more small cuboids each of p- and n-doped semiconductor material (bismuth telluride, silicon germanium), alternately top and bottom by metal bridges connected to each other.
  • the metal bridges also form the thermal contact surfaces and are insulated by an overlaying foil or a ceramic plate.
  • Always two different cuboids are connected to each other so that they result in a series connection.
  • the supplied electric current flows through all blocks in succession. Depending on the current and direction, the junctions on one side cool, while those on the other heat. The stream thus pumps heat from the cold side to the warm side, ie heat transport takes place and produces a temperature difference between the plates.
  • the Peltier element as an "electric heat pump", transports the heat from cold to warm.
  • Peltier elements consist of two mostly square plates of alumina ceramic with an edge length of 20 mm to 60 mm and a distance of 3 mm to 5 mm, between which the semiconductor cuboids are soldered.
  • the ceramic surfaces are provided for this purpose on their facing surfaces with solderable metal surfaces.
  • Peltier elements work noiselessly and vibration-free and are position-independent.
  • the heat transport or the thermal conductivity of all components of the temperature path determines the effectiveness of cooling with a Peltier Element. Special consideration must be given to the heat transfer between the object to be cooled and the Peltier element on the one side and between the Peltier element and the heat sink / liquid cooler / heat transferer on the other side. This can result in huge efficiency losses.
  • the cooling side When cooling the warm side of the Peltier element, e.g. By means of an attached heat sink with fan, the cooling side is even colder. Depending on the element and current, the temperature difference between the two sides can be up to approx. 70 Kelvin for single-stage elements.
  • the thermal management on the warm side of the Peltier element is the absolute determining parameter for every application. The cooler the hot side is held, the colder the cold side can become. Therefore, the amount of heat transported from the cold side of the Peltier element to the warm side has to be carried away completely from there in order to maintain a sufficiently low temperature on the cold side and to avoid overheating of the Peltier element. In this case, the amount of heat to be removed from the warm side corresponds to the sum of the heat pumped by the Peltier element plus the heat generated by the electrical operating energy received by the Peltier element.
  • the optimization of the heat removal on the warm side of the Peltier element is the most important parameter in practical application.
  • Peltier elements for cooling is known in the art.
  • Peltier coolers that are placed with their cold side on an electronic component to be cooled. The warm side of the Peltier element is then cooled by means of a stream of air.
  • the use of Peltier elements is known, for example from the following publications: US 6,119,463, DE 198 29 440 AI, DE 42 07 283 AI, DE 102 18 343 B4, WO 2009/122282 AI, DE 10 2006 046 114 AI, EP 1 660 338 Bl and WO 2009/015235 AI.
  • the known cooling devices with Peltier elements have practical disadvantages. On the one hand, their production is often complicated due to their complex structure. On the other hand, in embodiments with lamellae made of metal strip hardly several cooling modules in series be arranged one behind the other, because due to manufacturing tolerances, the folded lamellae are not aligned in a row, so that in the flow direction one behind the other slats are laterally offset from each other, thereby increasing the flow resistance for the air passed through and thus the pressure loss. Furthermore, a significant disadvantage is that the known cooling devices can not be disassembled unaufwendig in disposal, so they must be disposed of as a whole.
  • the present invention has the object, an electric cooling module of the initially mentioned th way to improve, for example, in terms of ease of installation, in terms of the required installation space, for example in a seat, with regard to the possibility of sequentially arranging several cooling modules, in terms of easy disassembly during disposal, with respect to the bathleitankopplung the Peltier element on the fins to the heat exchange area air flowing through, in terms of a high cooling capacity with low pressure drop and in terms of a free shape design of the heat exchange region, preferably with a round outer contour.
  • a cooling module for electrically cooling an air stream, in particular for cooling and ventilating a seat, with at least one Peltier element and at least one heat-exchangeable heat exchange area with heat-conducting fins, which are in heat-conducting connection with the Peltier element and are combined with this to form a module
  • the lamellae of the cooling module comprise both at least one lamella strip and at least one fixed lamellar profile arranged in the heat exchange area, the lamella strip being arranged in the central area of the heat exchange area within a frame arranged transversely to the flow direction is, the lamellar profile is arranged in the outer region of the heat exchange region and the cooling module has spring elements which si for compressing the lamellar band or lamellar band module, the Lamellenproflls and the Peltier element si nd.
  • the present invention improves the properties of the previously known electric cooling modules of the type mentioned so by a combination of lamellar strips with lamellar profiles and a specific arrangement of these heat-conducting elements, which are held together by means of spring elements with the Peltier element and a frame, wherein different thermal expansions of the components be enabled.
  • the invention is based on the knowledge that only through an optimized heat transfer, i. from the cold air flow over the fins to the Peltier element and from the Peltier element via the fins to the warm air flow and to the environment, an efficient cooling module can be realized.
  • an efficient cooling module can be realized.
  • this is particularly well achieved with the inventive arrangement of lamellar bands in the central region of the heat exchange region within a frame and lamellar profiles in the outer region of the heat exchange region outside the frame, because a particularly good heat transfer between the Peltier element and the heat-emitting or heat-absorbing surfaces of the fins of the cooling module is made possible.
  • a cooling module makes it possible in this regard an optimized heat extraction from the cooled air flow in the Peltier element and from the Peltier element in the warm air flow and thus a better cooling performance.
  • the heat transport takes place through the Peltier element from the cold air flow to the warm air flow by means of the lamellar bands and the lamellar profiles, between which the Peltier element is clamped by means of the spring elements.
  • a symmetrical design of the heat transfer can be achieved, wherein the heat dissipation from the arranged inside the frame lamellar bands to the Peltier elements in about as high as the heat transfer from the Peltier elements to the outside of the frame. mens arranged lamellar profiles and both varnishleithub are optimized.
  • the electrical power generated by the operating current of the Peltier element is also dissipated.
  • the Peltier element is arranged or operated in such a way that it cools the lamellar bands in the interior of the frame and heats the lamellar profiles on the outside of the frame.
  • An air stream guided through the lamellar belts can thereby be cooled, and the waste heat arising in the cooling module is dissipated via the lamellar profiles, for example to a further air stream guided by the lamella profiles or to other external components which are in heat-conducting connection with the lamella profiles.
  • Preferred embodiments are those in which the thinner lamellae strips for cooling an airflow and the thicker lamellar profiles serve to dissipate the waste heat, since it has been found that the cooling capacity of the lamellar bands is sufficient and good heat conduction of the lamellar profiles is advantageous.
  • the Peltier elements are preferably clamped between two rigid, high surface area, thermal contact surfaces, with some material rigidity to prevent bending during assembly. If the surface quality is worse than 10 ⁇ m, a leveling layer, such as a thermal compound or a film between the contact surfaces, is generally used. This should also different temperatures on the contact surfaces of the Peltier element can be prevented, which can lead to the destruction of the Peltier element in operation.
  • a heat-conducting tende compensation layer is arranged, in particular a thermally conductive wax, a heat-conducting phase-change wax, a heat-conducting film, in particular of copper or aluminum, a heat-conducting adhesive film or a heat-conducting phase-change film.
  • a leveling layer can improve the thermal contact and bring about a surface compensation.
  • phase-change or phase-changing interface materials are generally characterized by the phase change of the material from the solid state to the soft state above a certain temperature, the so-called phase-change temperature.
  • phase change materials By softening phase change materials when the phase change temperature is exceeded for the first time, air pockets are already expelled from the micropores at the contact surfaces during this process, and the surface is completely and actively wetted by the phase change material. By pressure and softening of the material, the layer thickness is very small. As a result of these processes, the thermal contact resistance becomes minimal. The thermal contact and thus the total thermal contact resistance remain permanently very low over all temperature cycles, even if the temperature drops below the phase change temperature again.
  • the dimensioning and number of Peltier elements of a cooling module according to the invention and their operating parameters and operating mode can be selected depending on the desired application in the usual way taking into account the cooling capacity, the temperature difference to be achieved, the total heat output and the efficiency. Further, in the design of the cooling module usual quality factors of Peltier elements such as thermal cycle life, life, maximum temperature, compliance with the smallest possible dimensional tolerances, surface quality (flatness, parallelism, waviness, roughness) of the thermal contact surfaces, mechanically stress-free structure and corrosion protection (Coating and / or sealing). If several Peltier elements are arranged in a cooling module, they can be designed the same or different and can be electrically or differently charged in order to achieve a desired temperature or temperature distribution.
  • the cooling module is assembled and held together by means of spring elements, preferably clamps, in particular spring clips, which provide a preload. This results in a contact pressure between the slats and the Peltier element, which improves the heat transfer.
  • spring elements preferably clamps, in particular spring clips
  • a particularly efficient and advantageous production of the electric cooling module according to the invention is made possible when the lamellae are held by means of the spring elements clamped in the frame;
  • the connection can be made quickly and efficiently by machine.
  • the spring elements may be made of metal or other suitable spring material, such as plastic.
  • Preferred embodiments are those in which the spring elements, which in total or at least in the region of the contact or support points on which they rest on the components of the cooling module or attack, consist of an electrically non-conductive material or are completely or partially electrically isolated, for example by a paint, coating or an insulating coating.
  • an optional PTC heating element via its metallization can take place simultaneously in a simple manner.
  • the optional PTC heating elements can all be electrically connected in parallel in the cooling module if only one heating stage is desired, or at least partially switched on separately if two or more heating stages are desired.
  • the cooling module according to the invention is held together by a spring element clamping system, wherein a good mechanical stability, an intimate mechanical connection of the Peltier elements to the fins for good heat transfer and an intimate electrical connection of optional PTC heating elements to the fins or electrical contact elements are achieved can. While in operation case with a temperature change, the metal parts of the cooling module are always subject to thermal expansion, the other components, such as a plastic or paper frame or the Peltier elements or optional PTC heating elements, no practically significant thermal expansion.
  • the spring element clamping system according to the invention can absorb or compensate for or compensate for the different thermal expansions occurring in the cooling module and thereby ensure that the good thermal contacting of the Peltier elements and the good thermal and electrical contacting of optional PTC heating elements are maintained.
  • the spring elements thus make it possible for the package of lamellar bands, frames, Peltier elements and lamella profiles held together by them to expand and contract as the temperature changes, thereby ensuring that the thermal contacts are maintained.
  • a cooling module according to the invention can be made very flexible, in particular if the Peltier elements are arranged between the lamellar bands and the lamellar profiles by means of a frame surrounding the lamellar bands, preferably of plastic or paper.
  • the electrical contacting of optional PTC heating elements can be done via metallic contact plates.
  • the invention is further based on the finding that it is advantageous in cooling modules with a round outer contour of the heat exchange area, the heat absorption from the central heat exchange area in which the strip lamellae are arranged, and the heat dissipation to the peripheral outer area of the heat exchange area in which the profile lamellae are arranged are, to the flow profile of each of these to adapt to the flow of air. This is especially true when using the cooling module with an axial fan, which has a higher air flow and a higher flow velocity than in the central region in its radial outer region due to the design.
  • the invention makes it possible by appropriate design of the position, size, shape, extent and number of thinner, less heat-conducting lamellae in the central frame and the thicker, more heat-conducting lamellar profiles in the outdoor area to make a corresponding adjustment of the respective heat dissipation from these areas in order to achieve a uniform, symmetrical or overall high cooling performance of the Peltier elements despite the different air flows. Since, as described above, the optimization of the heat removal on the warm side of the Peltier element has a particularly important significance, the inventive use of good heat-conducting, thick, high wall thickness lamellar profiles on the warm side of the Peltier elements in the outer region of the cooling module is particularly advantageous to be able to deliver the heat to the environment from there.
  • the series connection of several cooling modules ie the assembly of several positioning frames with Peltier elements and lamellae to each other, makes it possible to provide a total of multi-stage cooling capacity even when using each one-stage cooling modules. Furthermore, by stringing together even in small spaces, ie in narrow flow channels, a high cooling capacity can be realized with low pressure loss when several cooling modules are cascaded to increase the overall performance in a row.
  • the can one behind the other cooling modules also have common components, for example, a two or more cooling modules connecting, common lamellar profile. In other applications, where it depends on a small depth instead, for example in vehicles, several Peltier elements or cooling modules can be arranged one behind the other or next to each other instead of one behind the other.
  • a cooling module may be composed of two cooling modules arranged one behind the other in the flow direction, wherein the lamellar bands, the lamella profiles and the frames of the individual cooling modules are aligned in alignment with each other in the flow direction.
  • it may be advantageous in the case of a cooling module according to the invention for achieving a high cooling capacity with narrow cross sections of the air-flowed housing, if it is composed of two or more cooling modules arranged one behind the other in the flow direction, wherein the lamellar bands, the lamella profiles and the frames of the individual cooling modules each in the flow direction aligned in a row to achieve a low flow resistance and a simple structure.
  • the series-connected cooling modules may be a common frame and / or common Peltier elements to save while preserving the flexible, resiliently held together by the spring elements construction components. Furthermore, it may be advantageous for this reason if at least two of the lamellar profiles arranged one behind the other on one side of the frame or of the frame are combined to form a common, one-piece lamella profile. Also in this case, the two other lamellar profiles opposite the combined lamellar profile can carry out thermal compensation movements independently of one another on account of their separate spring elements.
  • An inventive cooling module can be produced inexpensively. This applies both to the simple production and to the components used.
  • the cooling module in particular, it is possible to construct the cooling module "symmetrically", wherein some parts are installed in an identical form several times in a cooling module, for example, lamellar bands, lamellar profiles, frame parts, Peltier elements or spring elements. This requires a total of a few components for a cooling module and saves manufacturing costs.
  • a cooling module according to the invention for disposal can be easily disassembled, with reusable components, such as the lamellar bands or lamellar profiles, can be recovered for reuse.
  • the advantages of a cooling module according to the invention consist in the ease of installation, the low installation space required, the possibility of sequentially arranging several cooling modules, easy disassembly during disposal, the improved heat conduction coupling of the Peltier element on the fins to the heat exchange region air flowing through, achieving a high Cooling capacity with low pressure loss, the free design of the heat exchange area, preferably with a round outer contour, and the adaptability to inhomogeneous air flows, especially when used with a preferred axial fan.
  • the cooling module according to the invention is very advantageous, flexible, safe and inexpensive. The ability to easily and flexibly adapt and optimize its electrical, thermal and mechanical properties to practical or customer specific requirements creates the basic requirement for a cost-effective cooling module.
  • cooling modules according to the invention can be designed such that they pass the so-called nail test.
  • the nail test is a practical test for equipment that simulates a user with a nail in the test Device stings. The tested device must not be damaged in order to pass the test.
  • a cooling module can also be used for heating.
  • a cooling module can also have at least one PTC heating element, which is preferably arranged in the frame or in the interior of the frame between two adjacent lamella tapes.
  • PTC elements are semiconductor resistors made of ceramic whose ohmic resistance is temperature-dependent.
  • the resistance-temperature characteristic is not linear; the resistance of a PTC heating element initially decreases slightly with increasing component temperature, in order then to rise very steeply at a characteristic temperature (so-called reference temperature).
  • This generally positive slope coefficient (PTC positive temperature coefficient) results in a PTC heating element having self-regulating properties with respect to the temperature setting at current flow.
  • the PTC heating element has a low resistance, so that correspondingly high currents can be passed through. If good heat removal from the surface of the PTC heating element is taken care of, a corresponding amount of electrical power is absorbed and dissipated as heat. However, as the temperature of the PTC heater rises above the reference temperature, the PTC electrical resistance also increases rapidly, limiting the electrical power consumption to a very low level. The component temperature then approaches an upper limit, which depends on the heat release to the environment of the PTC heating element. Under normal ambient conditions, the component temperature of the PTC heating element can therefore not rise above a characteristic maximum temperature, even if in the Incidentally, the desired heat dissipation from the PTC heating element is completely interrupted to the environment.
  • PTC heating elements for use in Walkerungssec. Air conditioning systems or in other applications for air flow heating predestined, especially in vehicles. For safety reasons, vehicles may not cause a flammable temperature in the heating element even in the event of a fault, although a high heat output is nevertheless required in normal operation.
  • heating modules or cooling modules with optional heating option with PTC heating elements are ideal, especially as they with the same security can give much higher heat output than the mats conventionally used in seat heaters with electrical resistance wires whose power consumption must be very limited for safety reasons.
  • cooling module according to the invention when replacing the Peltier element or the Peltier elements by one or more PTC heating elements in a cooling module according to the invention with the features of the attached main claim and / or in a cooling module having the features of one or more dependent claims and or in a cooling module according to the present description, embodiments and drawings with otherwise unchanged or substantially the same structure, the cooling module according to the invention to a heating module with comparable advantages.
  • the structural design of a cooling module according to the invention thus has further advantageous applications as a heating module.
  • the lamellae serve for heating the air stream flowing through and the heat generated by the PTC heating elements is removed from the air flow
  • the lamellas serve to cool the air flow passing through them a cooling module according to the invention of a corresponding heating module characterized in that the cooling module allows heat conduction to dissipate the waste heat of the Peltier element.
  • a cooling module according to the invention is integrated in an air-flowable housing, i. fastened in a housing through which air can flow.
  • a fan may be attached to the housing or inserted into this, preferably an axial fan.
  • the housing can be provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with optionally switchable airflow cooling of a vehicle.
  • the electric cooling module according to the present invention when it is used as a fan in a ventilated seat, in particular in a vehicle seat, or in an air duct, wherein, if necessary, by the Peltier element and the heat-conducting fins enabled airflow cooling can be switched on as seat cooling, if necessary stepwise or continuously.
  • a cooling module according to the invention can be advantageously used in many fields, for example for cooling lamps, for example halogen or LED lamps, car headlights, seats, chairs, beds, small control cabinets, control panels, screens, flat screens and housings with electrical or electronic parts (eg power supplies, Routers, servers, PCs, industrial PCs).
  • the cooling module can be flanged on the outside to a corresponding housing whose interior is to be cooled by the cooling module, and the cold air generated by the cooling module is passed by a fan, for example, the fan on the upstream side of the cooling module through a housing opening in the housing.
  • a cooling module according to the invention can replace a conventional fan, which conveys ambient air into or out of a housing for cooling, with the difference that the cooling module is not housed in the housing because of the required dissipation of its heat output, ie outside heat-dissipating lamellar profiles are outside of the housing, but instead of the ambient air cooled air is conveyed into the housing.
  • the operating temperature of a cooled or tempered room or component can be set in the range between -10 ° C and +50 ° C or regulated to such a temperature.
  • the cooling module or its housing according to the invention can be provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with optionally switchable airflow cooling or air conditioning of a vehicle.
  • Very particular advantages are obtained with the electric cooling module according to the present invention in applications in vehicles, for example for cooling lamps, in particular LED lamps, headlamps (especially headlights), the engine control, a seat, an electronic control unit, the dashboard, a in the vehicle built-in device or in the close-fitting air conditioning.
  • close-to-air conditioning to achieve energy savings, especially in electric vehicles, only a small area around the occupant's body is cooled or conditioned and not the entire vehicle interior.
  • close-fitting air outlet nozzles are used, from which tempered air flows out, for example from in the seat, seat belt, side or door trim, carpet trim and dashboard.
  • a cooling module according to the invention which can be used optionally not only for cooling, but also for heating, especially when using a PTC element in the cooling module, comes into play.
  • a PTC element in the cooling module
  • the heat-conducting lamellae serve as heat-dissipating elements, with which the at least one Peltier element with its cold side in heat-conducting compound lintels deprives heat and heated with its warm side in thermally conductive fins, whereby the air flowing through the heat exchange area in the area of the cooled fins cooled and heated in the heated lamellae.
  • the lamellae consist of a good heat-conducting material, preferably of metal, in particular copper, brass or preferably aluminum.
  • the lamellae, in particular the lamellar profiles 6, can also be made of a thermally conductive plastic. Such plastics are available, for example, from Lati Industria Termoplastici SpA, Vedano Olona, Italy.
  • plastics PP and PA12 include, for example, types with an electrically conductive adjustment based on polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide 6 (PA6) and polyurethane (PUR) as well as electrically insulating compounds (basic plastics PP and PA12).
  • PP polypropylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PA6 polyamide 6
  • PUR polyurethane
  • basic plastics PP and PA12 include, for example, types with an electrically conductive adjustment based on polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide 6 (PA6) and polyurethane (PUR) as well as electrically insulating compounds (basic plastics PP and PA12).
  • special fillers for example, up to 70 percent by weight of graphite, the plastics reach a thermal conductivity of up to 15 W / mK and are therefore suitable for heat-conducting Applications that traditionally used metals such as aluminum.
  • the slats are realized in two different ways, namely either as a deformed, in particular folded and / or bent slat strip, e.g. a meander-shaped, rectangular, z-shaped or s-shaped metal strip metal strip folded to form slats, which forms an elongated heat exchanger lamella belt module, or as ribs of a fixed lamella profile, in particular an aluminum extruded profile.
  • An aluminum extruded part has a particularly high thermal conductivity, so that the heat flow typical of the functioning of the electric cooling module, which takes place from the Peltier element into the heat dissipating fin profiles, is particularly high.
  • a lamellar band according to the invention may also be a fine profile with very thin inner ribs.
  • a cooling module is preferably arranged in a corresponding airflow-conducting channel and its heat exchange region is flowed through by means of at least one fan, which is also referred to as a fan, with air, which can be cooled by means of the Peltier element.
  • a fan which is also referred to as a fan
  • air which can be cooled by means of the Peltier element.
  • Fan because of the limited space in vehicles for air-flow channels space are usually used in the art as fans in cooling modules with Peltier elements radial fans. However, they are rather less suitable for this purpose, since they produce a high pressure at correspondingly high outflow velocities. More advantageous are axial fans, which provide a high flow rate of air (high volume flow) with small dimensions. Their lower pressure increase compared to a centrifugal fan is not significant for most automotive applications.
  • the cooling modules comprise a plurality of Peltier elements which are in the air flow with their narrow side and which are thermally conductively connected to lamellae at their flat upper and lower sides.
  • the to the Peltier elements adjacent heat-emitting areas have lamellae, for example, meandering arranged metal fins, which are also with their narrow side in the air flow and thermally contact the Peltier elements on its broad side at regular intervals for heat transfer.
  • thermal adhesive or other bonding techniques can be used; However, it has proved to be the most efficient solution to put the Peltier elements and the heat-conducting lamellae in a module summarizing this frame and provide at least one spring element, whereby the heat-conducting fins, frames and the Peltier elements are held together.
  • An inventive cooling module can be realized for example in types that can be referred to simply as a round or square design.
  • the electrical cooling modules of the round design have an annular contour in their outer contour, in particular circular heat exchange region in which the lamellar bands, the frame and the lamellar profiles are arranged. This simplifies assembly, particularly when it is to be automated, and increases the efficiency of the heat transfer from the Peltier element to the airflow routed through the heat exchange region (s).
  • a circular heat exchange region is streamlined and therefore preferred in terms of flow conditions.
  • the electric cooling modules of the angular design have an angularly shaped in their outer contour, in particular rectangular heat exchange region in which the lamellar bands, the frame and the lamellar profiles are arranged.
  • the rectangular shape is not optimal in terms of flow for the purpose of controlling air flow, especially when the space for corresponding air-flow channels is very limited, as in a motor vehicle.
  • a cooling module of the rectangular type may be preferred because, in comparison with the The design of a particularly large mass of thermally conductive material and thus particularly high heat transport or cooling capacity in the outer region, ie in the region of the lamellar profiles may have.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a cooling module according to the invention
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a further perspective exploded view of FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a perspective view of the cooling module of FIG. 1 in a housing with a round cross-section and a rectangular air outlet, as seen from the air outlet side,
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of FIG. 4;
  • FIG. 6 is an axial view of FIG. 4,
  • FIG. 7 shows a longitudinal section to FIG. 4,
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a second embodiment of a cooling module according to the invention.
  • FIG. 9 is an axial view of FIG. 8;
  • FIG. 10 is a perspective view of a third embodiment of a cooling module according to the invention in a housing or air duct with rectangular cross-section,
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of FIG. 10;
  • FIG. 12 shows an axial view of FIG. 11,
  • FIG. 13 is an axial view of FIG. 10;
  • FIG. 14 is a radial plan view of FIG. 10;
  • FIG. 15 is a side view of the spring clip of FIG. 11;
  • FIG. 16 shows a first modification to FIG. 15
  • FIG. 17 shows a second modification to FIG. 15.
  • FIG 1 to 3 show a first exemplary embodiment of a cooling module 1 according to the invention, specifically in FIG. 1 in a perspective view, in FIG. 2 in a perspective exploded view to FIG. 1 and in FIG. 3 in a further perspective exploded view to FIG. 1.
  • FIG 1 is a perspective view of an electric cooling module 1 for electrically cooling an airflow 3 flowing in a flow direction 2, in particular for cooling and ventilating a seat, according to a first exemplary embodiment of the present invention, comprising an air-throughflowable heat exchange region 4 with heat-conducting fins arranged therein.
  • the lamellae comprise two different embodiments in combination, namely two lamellae bands 5, which are formed as lamellar band modules arranged side by side, and two fixed lamellar profiles 6.
  • the lamellae bands 5 can be meandering, rectangular, z-shaped or s-shaped, for example Be folded flap band modules. Particularly advantageous lamellar folds are described in the document WO 2009/087106 A1 and in the German patent application DE 10 2010 033 309.3.
  • the lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat exchange region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2.
  • the lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat exchange region 4. In particular, it can be provided as shown, according to a further advantageous feature, that the lamellar profiles 6 outside of Frame 7 are arranged in order to achieve an optimized structure and a good cooling capacity of the cooling module 1.
  • the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in heat-conducting connection with one or more Peltier elements 10, which can be seen in FIG. 2, and are combined with these and the frame 7 to form the module 1.
  • the electrical contacting of the Peltier elements 10 takes place by means of feed lines 8.
  • the individual parts of the cooling module 1 are held together with spring elements 9 which compress the lamellae bands 5, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
  • the air flow 3 through the heat exchange region 4 of the cooling module 1 comprises two regions, namely the inner air flow through the inner region, which flows through the lamella belts 5, and the outer air flow through the outer region, which flows through the lamellar profiles 6.
  • the Peltier elements 10 are switched so that heat is removed from the lamellar bands 5 and this heat is released via the lamellar profiles 6 to the environment. This cools the inner airflow and heats the outer airflow.
  • the inner air flow will usually be generated by a fan.
  • the outer air flow can be generated by a fan, which may be the same fan as the inner air flow or another fan, but it may also be without a fan due to the thermals of the air formed between the warm ribs of the fin profiles 6 to form automatically.
  • the inner and the outer air flow can be separated from each other by optional flow guide elements, for example partitions, air ducts, nozzles, air flaps, etc., in particular in order to obtain a spatially firmly delimited inner air flow.
  • optional flow guide elements for example partitions, air ducts, nozzles, air flaps, etc., in particular in order to obtain a spatially firmly delimited inner air flow.
  • the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. Furthermore, it is advantageous if, as shown in FIG. 1, the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 in the cooling module 1 do not extend in the radial direction (transverse to the flow direction 2) but as a chord or secant in the heat exchange region 4. This means that the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 do not extend in the radial direction, relative to a center of the heat exchange region 4, but to a certain extent transversely in the heat exchange region 4.
  • the slats in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations.
  • Another advantage is that in the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passage openings with rectangular and at least partially uniformly equal cross-sections can be realized, which is advantageous both for a low air resistance of the cooling module 1 as for a high cooling capacity.
  • a further advantageous embodiment can be provided as shown to avoid turbulence that the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 are mutually parallel, preferably that the narrow sides of the lamella belts 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to each other.
  • cooling module 1 results when it has a plurality of each lamella band 5 combined into a lamellar band module and the lamellar band modules lying in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane adjacent to each other and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other.
  • the embodiment shown in Figures 1 to 3 has two such slat band modules.
  • the frame 7 can in principle have any shape, for example, round, square or polygonal. To simplify the manufacture and assembly, it is preferred if the frame 7 has a rectangular shape. An almost maximum area of the part of the heat exchange area 4 covered by the frame 7 is achieved if, as shown in FIG. 1, the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the cooling module 1. In the embodiment shown in Figure 1, the outer contour of the heat exchange region 4 is annular, i. essentially round, circular, elliptical or stadium-shaped.
  • Ribs of the lamellar profile 6 are in the embodiment of Figure 1 in its outer region open and not connected in pairs. This open, slotted formation of the ribs of the lamellar profile 6 is preferred, for example, when the cooling module 1 is inserted into a housing or a flow channel with a tapering or widening cross-section in the region of the cooling module 1, that is to say into a conical housing.
  • the air flow is namely compressed and namely can, since the flow is not hindered by cross-connections at the end of the ribs, better flow between the fins of the fin profile 6, wherein the fin profile 6 may continue to have a cylindrical or rectangular outer shape.
  • one or more webs may be provided on the outside of the lamellar profile 6 with lamellar profiles 6 open towards the edge be, which engage in corresponding guide grooves in the housing, or the housing has on its inside one or more webs which engage between the ribs, thus forming associated guide grooves.
  • the cooling module 1 has two lamellar profiles 6, which are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7. As a result, heat removal from the lamellar bands 5 of the core to two sides outside the frame 7 is possible. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar bands 5 are arranged in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 on the outside of the frame 6.
  • the frame 7 is advantageously made of an electrically non-conductive material, such as plastic.
  • the frame 7 is preferably formed from a thermally insulating material. This serves for the thermal insulation of the cooled core with the lamellar bands 5 and thus also the protection against moisture. Preferred thermally insulating materials from which the frame 7 can be formed and which in particular can also be easily removed.
  • plastics preferably deformable soft plastics, high temperature fibers, fiber products (nonwovens), paper products, polystyrene or polypropylene, in particular polystyrene (EPP) -extruded, ie expanded polypropylene (EPP).
  • EPP polystyrene
  • EPP expanded polypropylene
  • Particularly suitable high-temperature fibers, fiber products or paper products are, for example, Insulfrax® paper products of the manufacturer Unifrax. They are made from virgin fiber, alkaline earth silicate wool and specially selected organic binders. This produces flexible papers with good strength and flexibility, uniform structure with low thermal conductivity, good processing properties, easy stampability, smooth surface, high temperature resistance (up to 1200 ° C), low weight and good thermal and acoustic insulation properties.
  • Another preferred material for the frame 7 is polypropylene or polystyrene, especially polystyrene (EPP) extruded, i. expanded polypropylene (EPP), preferably as a molded part. It is a particle foam based on polypropylene. Processing in the so-called molding process takes place in special molding machines. EPP is increasingly gaining importance outside of its initial application areas (automotive and high-quality returnable packaging). It has a good strength, a uniform structure with low thermal conductivity, a smooth surface, is well processed and machinable, a high temperature resistance (up to 200 ° C), a low weight and good thermal and acoustic insulation properties.
  • EPP polystyrene
  • EPP expanded polypropylene
  • the Peltier elements 10 are arranged in the frame 7, that is inserted into openings 11 in the frame 7, and are available both with the arranged inside the frame 7 slats bands 5 as well as arranged on the outside of the frame 7 fin profiles 6 in thermally conductive connection. This can be done by the Peltier element
  • the frame 7 accommodates, as it were, the Peltier elements 10 in a dividing plane or dividing wall, which is formed by the frame 7 between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6.
  • the frame 7 preferably forms a supernatant in and against the axial flow direction 2 via the Peltier elements 10 inserted therein. As a result, the Peltier elements 10 in the openings
  • the frame 7 is divided into two parts in this embodiment, wherein both frame halves are each U-shaped.
  • the Peltier elements 10 are preferably mounted in the U-back 12 of the frame halves.
  • the U-legs 13 of the frame halves face each other.
  • the U-legs 13 of the frame halves can be displaced in the direction of each other and against each other in order to compensate for thermal expansions, where they can be guided by the insides of the lamellar profiles 6.
  • this displaceability is not required in all embodiments, especially when the frame 7 is made of a deformable material.
  • the opposite ends of the frame members may also be interconnected, for example, as shown in Figure 2 by a dovetail guide, wherein a cam of one end engages in a corresponding groove of the opposite end.
  • grooves may be formed. These can be useful on the one hand in the assembly of the frame 7, for example, if it is made of a fiber or paper product to be able to fold it at the given crimping can.
  • the grooves can also serve as drainage or collecting channel 24, in which accumulates condensate formed during cooling operation. They can also serve for water drainage. If the water is conducted to the lamellar profiles 6, it can evaporate there, resulting in an additional advantageous cooling of the lamellar profiles 6.
  • the two lamellar profiles 6 are in the form of an arc, ie arc-shaped, arc-shaped or approximately arc-shaped on the outside of the frame 7 is arranged. They are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat exchange region 4 in order to make optimum use of the available space can.
  • the lamellar profiles 6 have on their inner side facing the frame 7 rounded inner corners 15, which make the lamellar profiles 6 stable and stress-free.
  • the central area of the heat exchange area 4 enclosed by the frame 7 is completely or almost completely filled with lamellar bands 5.
  • the height of the lamella bands 5 will be less than about 15 mm for manufacturing reasons or because of the stability of the lamella bands 5 usually. Therefore, a plurality of lamellar bands 5 are arranged next to one another in the frame 7, in order to bridge or close the space between the Peltier elements 10 in the frame 7 closely adjacent to the Peltier elements 10. to fill. Further, in each case one of the U-back 12, a Peltier element 10 is arranged (see also Figure 3).
  • a support element 14 in the form of a support plate is arranged, which is thermally conductive, i. preferably made of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of forces is used.
  • An optional PTC heating element can be used in the interior of the frame 7 between two adjacent lamellae bands 5, in particular instead of the middle of the three support elements 14 shown, possibly with associated electrical contact plate, if the cooling module 1 should also serve for heating.
  • a PTC heating element can also be arranged in the frame 7, possibly instead of a Peltier element 10 and optionally with electrical contact plates.
  • the electrical connections of the Peltier elements 10, i. their leads 8, or the electrical connections of optional PTC heating elements, i. the terminal lugs associated contact elements, which are formed for example for attaching cable lugs, are arranged in all embodiments advantageously on the air inlet side of the cooling module 1 in order to avoid problems due to their heating.
  • a cooling module 1 the thermal expansions can be compensated and compensated by a displacement of lamellar bands 5, lamellar profiles 6 and optionally the Peltier elements 10 and / or the frame 7, wherein both the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and Lamella bands 5 and the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and the lamellar profiles 6 is maintained.
  • This also applies to the good electrical contacting of an optionally used PTC heating element.
  • the cooling module 1 according to the invention Spring elements 9 which are formed for compressing the lamellar bands 5 or lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
  • the spring elements 9 engage in the lamellar profiles 6 and compress them under prestress, the lamellar profiles 6 compressed by the spring elements 9 in each case on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7 are arranged.
  • the structure is easy to manufacture and easy to disassemble in the event of disposal, and it will be in a simple and reliable way with few spring elements
  • the required components including lamellae bands 5, frame 7, lamellar profiles 6, Peltier elements 10, support elements 14 and optional PTC heating elements optional electrical contact elements spring-loaded held together.
  • the spring elements 9 act, for example, on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the cooling module 1, which results in a higher manufacturing outlay.
  • the action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the cooling module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the cooling module 1 in thermal expansion in the cooling module 1.
  • the spring elements 9 as shown in Figure 1 are arranged transversely to the flow direction 2 adjacent to the frame 7.
  • the spring elements 9 as shown in Figure 1 are preferably formed as a spring clip or spring clip made of a flat spring material and engage at opposite ends of the lamellar profiles 6 at.
  • a particularly advantageous feature, in particular in the case of an annular or round outer contour of the heat exchange region 4, as shown in FIG. 1, is that the Peltier elements 10 are not arranged in the core or flow center of the heat exchange region 4, but are offset transversely to the flow direction 2 to the outside In this way, an optimal bilateral air flow around the Peltier elements 10 is made possible, namely both on its side facing the lamellar bands 5 and on the side of the respective adjacent lamella profile 6. Furthermore, a good double-sided heat coupling of the Peltier elements 10 to the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can thereby be realized, which is expedient in particular when using the cooling module 1 with an axial fan.
  • the cooling module 1 comprises Peltier elements 10 which are arranged in two opposite sides of the frame 7. This results in a symmetrical design of the cooling module 1, which is advantageous in relation to the cooling of the lamella bands 5, the heat dissipation via the lamellar profiles 6 and the pairwise use of the same components in the cooling module 1.
  • the frame 7 forms a separation between a cold air flow through the central region with the lamellar bands 5 and a warm air flow through the outer region with the lamellar profiles 6, wherein the cold air flow is guided by fins, which in thermally conductive connection with the cold side of the Peltier element 10, and wherein the warm air flow is guided by fins, which are in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10.
  • the cooling module 1 is preferably designed such that in the standard mode the lamellar strip 5 is in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10 and the lamellar profile 6 is in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10.
  • the frame 7 preferably encloses a cold air stream, which can be conducted through fins, which are in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10.
  • the cold air flow thus flows axially through the interior of the frame 7, ie perpendicular to the cross-sectional area of the cooling module 1 formed by the frame 7. Accordingly, it is preferred if the cooling module 1 is designed such that a warm air flow can be conducted through a lamellar profile 6 is arranged on the outside of the frame 7, wherein the slat profile 6 is in heat-conducting connection with the Peltier element 10.
  • the warm air flow thus flows through the heat exchange area 4 axially on the outside of the frame.
  • FIGS. 4 to 7 show the cooling module 1 of FIGS. 1 to 3 in a housing 16 with a round cross-section and rectangular air outlet, specifically in FIG. 4 in a perspective view from the air outlet side, in a perspective exploded view to FIG 4, in FIG. 6 in an axial view to FIG. 4 and in FIG. 7 in a longitudinal section to FIG. 4.
  • the cooling module 1 with the lamella tapes 5, the frame 7, the lamellar profiles 6 and the spring elements 9 is integrated into the housing 16 through which air can flow.
  • the housing 16 is fastened with a flange 17 to a component or device to be cooled.
  • the housing 16 may have a non-illustrated protective grid on the air inlet and / or the air outlet side.
  • a fan 18 is attached to the housing 16 or inserted into this.
  • This is preferably an axial fan.
  • the fan 18 is, with respect to the flow direction 2, preferably arranged upstream of the cooling module 1, ie on the air inlet side of the cooling module. 1
  • the ends of some ribs of the lamellar profiles 6 are formed as webs or serve as such to guide the cooling module 1 against rotation in corresponding guide grooves in the housing 16.
  • the webs engage in corresponding guide grooves on the inside of the housing 16, which can be formed for example by noses or webs.
  • the fan 18 is mounted and fixed in a two-part rubber mounting 19, which rests in two annular halves around the fan 18 and is held with locking cams 20 in corresponding detent openings 21 of the housing 16.
  • the axial positioning of the cooling module 1 in the housing 16 can also be done by means of resiliently deflectable latching hooks, which first spread when inserting the cooling module 1 in the housing 16 by their bevel and then snap back.
  • a two-piece ring as a rubber mount 19 is easier to manufacture and assemble than a one-piece, closed ring.
  • the housing ring of the fan 18 may be slightly conical.
  • the rubber mounting 19 serves both the vibration-damped mounting of the fan 18 in the housing 16 and the prevention of backflow of air against the flow direction 2 due to a flow resistance on the air outlet side by the rubber mounting the annular gap around the fan 18 between the housing 16 and the fan 18 seals.
  • the axial fan 18 is arranged in such a way that its radially inner air stream flows through the lamellar belts 5 and its radially outer air flow passes through the lamellar profiles 6.
  • the outer air flow is heated and the inner air flow is cooled.
  • these two air streams are separated by the frame 7.
  • the housing 16 On the outlet side of the cooling module 1, the housing 16 has a partition wall 22 formed here by a rectangular connecting piece, which forms a separation between a hot and a cold air flow, whereby the separating wall 22 in the flow direction 2 downstream of the frame 7 connects or the frame 7 forms part of the partition 22.
  • the cold air flows out of the housing 16 within the nozzle and the warm air outside.
  • the warm air is thereby deflected by a housing part, so that they do not get together with the cold air from the nozzle in the cooled air flow or in the space to be cooled.
  • the outlet openings 23 are thus upstream of the flange 17, through which the cold air emerges.
  • the housing 16 thus has outlet openings 23 for discharging hot air from the housing 16. They are preferably arranged on the outlet side of the cooling module 1.
  • the size, arrangement and extent of the outlet openings 23 can be adapted to the respective practical requirements. In some applications, they can also be arranged directly around the lamellar profiles 6, ie the housing 16 arranged around the lamellar profiles 6 can be open there, in order to enable good heat dissipation to the environment. This can be expedient, for example, in small embodiments in which a cooling module 1 with fan 18 and a housing 16 is arranged directly above a component to be cooled, for example by means of stud bolts over an electronic power element.
  • cooling module 1 differs from the cooling module 1 shown in Figures 1 to 3, characterized in that the U-legs 13 of the opposite frame halves not fixed by dovetail guides, but by the step-like design of the interlocking ends can be displaced in the direction of one another and against one another in order to be able to compensate for thermal expansions, whereby they can be guided through the insides of the lamellar profiles 6.
  • FIGS. 10 to 14 show a third exemplary embodiment of a cooling module 1 according to the invention in an air duct or housing 16 with a rectangular cross section
  • FIG. 10 is a perspective view
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of FIG. 10
  • FIG. 12 is an axial view of FIG. 11
  • FIG 13 is an axial view of FIG. 10
  • FIG. 14 is a radial plan view of FIG. 10.
  • the outer contour of the heat exchange region 4 is rectangular. Accordingly, the outer contour of the heat exchange region 4 may be generally rectangular or polygonal.
  • the cooling module 1 is provided for electrically cooling an air stream 3 flowing through the lamellar bands 5 in a flow direction 2, in particular for cooling and ventilating a seat, and comprises a heat-exchanging area through which air can flow 4 arranged therein with heat-conducting fins.
  • the lamellae comprise two different embodiments in combination, namely two lamellar bands 5, which are formed as a side-by-side lamellar band modules, and two fixed lamellar profiles 6.
  • the lamella bands 5, for example, meander-shaped, rectangular, z-shaped or s-shaped folded into slat band modules be, for example, as described in WO 2009/087106 AI or in the German patent application DE 10 2010 033 309.3.
  • the lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat exchange region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2.
  • the lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat exchange region 4. In particular, according to a further advantageous feature, as shown, it can be provided that the lamellar profiles 6 are arranged outside the frame 7 in order to achieve an optimized structure and a good cooling capacity of the cooling module 1.
  • the rectangular frame 7 of FIGS. 10 to 14 comprises two longitudinal frame members of a solid plastic extending in the longitudinal direction of a lamellar band module, each forming a frame half, each frame half comprising a U Back 12 and two short U-legs 13 includes.
  • the frame longitudinal members can be displaced relative to one another under the bias of the spring elements 9 transversely to the flow direction of the air stream 3, wherein by means of a detent between the adjoining U-legs 13 may possibly be ensured that the U-back 12 can not exceed a maximum distance ie the frame 7 can only be opened up to a maximum size.
  • the frame halves are connected at the opposite ends of the U-legs 13 by a detent at a fixed distance from each other, i.
  • the frame halves are not mutually displaceable.
  • the thermal expansion of the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can be done in round and angular embodiments of the cooling module 1 even with a rigid, non-movable frame, since the Peltier elements 10 in openings in the frame longitudinal parts, the U-back 12 of the embodiments Figures 1 to 9 correspond, are housed and attack the spring elements on the lamellar profiles 6 and thus compress the lamellar bands 5, the Peltier elements 10 and the lamellar profiles 6.
  • This design is particularly advantageous for very compact cooling modules 1 and cooling modules 1 for rectangular flow cross sections or housing 16.
  • the frame 7 in the angular or round design of a cooling module 1 could also be rectangular and have four straight frame parts, comprising two in longitudinal direction. tion of a lamellar belt module extending, opposite longitudinal frame members and two frame longitudinal parts connecting at their ends frame connecting parts, wherein the frame longitudinal members under the bias of the spring elements 9 against each other slidably guided in the frame connecting parts.
  • the frame connecting parts may for example have locking lugs, which engage behind corresponding webs in the frame longitudinal parts.
  • the cooling module 1 may advantageously comprise two straight lamellar profiles 6, which are arranged on the outside of the frame 7 and are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat exchange region 4.
  • ribs of the lamellar profile 6 are closed in pairs in their outer region, so that a particularly high stability of the ribs results here.
  • This embodiment is preferred, for example, when the cooling module 1 is placed in a housing 16 or a flow channel with constant, i. is used in the region of the cooling module 1 is not used in the flow direction 2 tapered or widening cross-section, i. in the round design, for example, in a cylindrical housing or in a cylindrical flow channel.
  • one or more webs can be provided, for example, on the outside of the lamellar profile 6, which engage in corresponding guide grooves in the housing 16, or the housing 16 has on its inside one or more webs 18 which engage between the ribs, which thus form associated guide grooves.
  • the spring elements 9 can advantageously be arranged offset in the flow direction 2 in front of and / or behind the frame 7 in order to provide a good clamping effect of the spring elements 9 and a compact, the space available well-exploiting structure to achieve.
  • the spring elements 9 as a spring clip, flat spring or spring clip of a flat spring material (shown in Figures 1 to 9) or of a round spring material (shown in Figures 10 to 14) may be formed.
  • FIG. 15 shows the spring element of FIGS. 10 to 14, FIGS. 16 and 17 modified embodiments.
  • FIGS. 10 to 14 can be carried out as described with reference to FIGS. 1 to 9. This applies in particular to the following features.
  • the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in thermally conductive connection with one or more Peltier elements 10 and are combined with these and the frame 7 to form the module 1.
  • the individual parts of the cooling module 1 are held together with spring elements 9, which compress the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
  • the air flow 3 through the heat exchange region 4 of the cooling module 1 comprises two regions, namely the inner air flow through the inner region, which flows through the lamella belts 5, and the outer air flow through the outer region, which flows through the lamellar profiles 6.
  • the Peltier elements 10 are switched so that heat is removed from the lamellar bands 5 and this heat is released via the lamellar profiles 6 to the environment. This cools the inner airflow and heats the outer airflow.
  • the inner air flow will usually be generated by a fan.
  • the outer air flow can be generated by a fan, which is the same fan as the inner air flow or another fan can act, but it can also form without a fan due to the formed between the warm ribs of the lamellar profiles 6 thermals of the air automatically.
  • the inner and outer air flow can be separated from each other by optional flow guide elements, for example partitions, air guide channels, nozzles, louvers, etc., in particular in order to obtain a spatially firmly delimited inner air flow.
  • optional flow guide elements for example partitions, air guide channels, nozzles, louvers, etc.
  • the Peltier elements 10 of the cooling module 1 are reversed, the lamellar profiles 6 are cooled and the lamella belts 5 are heated.
  • the inner air flow flowing through the lamellar belts 5 is heated, and the cooling module 1 thus becomes a heating module in this operating mode, since the inner air flow is heated instead of being cooled.
  • the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. Furthermore, it is advantageous if, as shown in FIG. 1, the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 in the cooling module 1 do not extend in the radial direction (transverse to the flow direction 2) but as a chord or secant in the heat exchange region 4. This means that the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 do not extend in the radial direction, relative to a center of the heat exchange region 4, but to a certain extent transversely in the heat exchange region 4.
  • the slats in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations.
  • Another advantage is that in the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passage openings with rectangular and at least partially uniformly equal cross-sections can be realized, which is advantageous both for a low air resistance of the cooling module 1 as for a high cooling capacity.
  • a further advantageous embodiment can be as shown to avoid be provided by turbulence that the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 are each parallel to each other, preferably that the narrow sides of the lamella belts 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to each other.
  • a simple construction of the cooling module 1 results when it has a plurality of each lamella band 5 combined into a lamellar band module and the lamellar band modules lying in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane adjacent to each other and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 10 to 14 has two such slat band modules.
  • the frame 7 can in principle have any shape, for example, round, square or polygonal. To simplify the manufacture and assembly, it is preferred if the frame 7 has a rectangular shape. An almost maximum area of the portion of the heat exchange portion 4 covered by the frame 7 is achieved when, as shown in FIG. 10, the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the cooling module 1.
  • the cooling module 1 has two lamellar profiles 6 which are arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7 in each case. are net. As a result, heat removal from the lamellar bands 5 of the core to two sides outside the frame 7 is possible. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar bands 5 are arranged in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 on the outside of the frame 6.
  • the frame 7 is advantageously made of an electrically non-conductive material, such as plastic.
  • the frame 7 is preferably formed of a thermally insulating material. This serves for the thermal insulation of the cooled core with the lamellar bands 5 and thus also the protection against moisture.
  • Preferred thermally insulating materials from which the frame 7 can be formed and in particular also easy to process are plastics, preferably deformable soft plastics, and high-temperature fibers or paper products. In addition, deformable plastics and high-temperature fibers or paper products compensate for dimensional deviations or thermal expansions.
  • the Peltier elements 10 are arranged in the frame 7, ie inserted into openings 11 in the frame 7, and are in heat-conducting both with the arranged inside the frame 7 slats bands 5 and arranged on the outside of the frame 7 fin profiles Connection.
  • the frame 7 accommodates, as it were, the Peltier elements 10 in a dividing plane or dividing wall, which is formed by the frame 7 between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6.
  • the frame 7 is divided into two parts in this embodiment, wherein both frame halves are each U-shaped.
  • the Peltier elements 10 are preferably mounted in the U-back 12 of the frame halves.
  • the U-legs 13 of the frame halves face each other.
  • the U-legs 13 of the frame halves can be displaced in the direction of each other and against each other in order to compensate for thermal expansions, where they can be guided by the insides of the lamellar profiles 6.
  • the frame can also be rigid.
  • the central area of the heat exchange area 4 enclosed by the frame 7 is completely or almost completely filled with lamellar bands 5.
  • the height of the lamella bands 5 will be less than about 15 mm for manufacturing reasons or because of the stability of the lamella bands 5 usually. Therefore, in the frame 7 a plurality of lamellar bands 5 are arranged side by side to closely adjacent to the Peltier elements 10, the space between the Peltier elements 10 in the frame 7 to bridge or fill.
  • a support element 14 is arranged in the form of a support plate which is thermally conductive, ie preferably consists of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of Serves forces.
  • An optional PTC heating element can be used in the interior of the frame 7 between two adjacent lamellar bands 5, in particular instead of the support element 14, possibly with an associated electrical contact plate, if the cooling module 1 should also serve for heating.
  • a PTC heating element can also be arranged in the frame 7, possibly instead of a Peltier element 10 and optionally with electrical contact plates.
  • the thermal expansions can be compensated and compensated by a displacement of lamellar bands 5, lamellar profiles 6 and optionally the Peltier elements 10 and / or the frame 7, wherein both the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and the lamellae 5 and the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and the lamellar profiles 6 is maintained.
  • This also applies to the good electrical contacting of an optionally used PTC heating element.
  • the spring elements 9 engage in the lamellar profiles 6 and push them under bias loaded together, wherein the pressed together by the spring elements 9 lamellar profiles 6 are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside of the frame 7.
  • the structure is easy to manufacture and easy to disassemble in the event of disposal, and there are in a simple and reliable way with a few spring elements 9, the required components, including lamellae 5, frame 7, lamellar profiles 6, Peltier elements 10, support members 14 and for optional PTC heating elements optional electrical contact elements spring-loaded movably held together.
  • the spring elements 9 act, for example, on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the cooling module 1, which results in a higher manufacturing outlay.
  • the action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the cooling module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the cooling module 1 in the thermal expansion in the cooling module 1.
  • the Peltier elements 10 are not arranged in the core or flow center of the heat exchange region 4, but are offset transversely to the flow direction 2 to the outside, namely in the U-back 12. This is an optimal two-sided air flow around the Peltier elements 10 allows, namely both their side facing the lamellar bands 5 side as well as on the respective adjacent lamellar profile 6 side facing. Furthermore, a good double-sided heat coupling of the Peltier elements 10 to the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can thereby be realized.
  • Another advantageous feature may consist in that the Peltier element 10 is cuboid-shaped and arranged in the cooling module 1 such that its longitudinal side extends transversely to the flow direction 2.
  • the Peltier element 10 is parallel to the lamellar bands 5 and the U-back 12 of the frame 7 and the narrow sides of the thermal contact surfaces of the Peltier element 10 are axially in the flow direction 2. This results in a very small overall depth of the cooling module 1 in its axial flow direction 2, which is very advantageous for use in confined spaces.
  • the cooling module 1 comprises Peltier elements 10 which are arranged in two opposite sides of the frame 7. This results in a symmetrical design of the cooling module 1, which is advantageous in relation to the cooling of the lamella bands 5, the heat dissipation via the lamellar profiles 6 and the pairwise use of the same components in the cooling module 1.
  • the frame 7 forms a separation between a cold air flow through the central region with the lamellar bands 5 and a warm air flow through the outer region with the lamellar profiles 6, wherein the cold air flow is guided by fins, in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier Elements 10 are, and wherein the warm air flow is guided by fins, which are in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10.
  • the cooling module 1 is preferably designed such that in the standard mode the lamellar strip 5 is in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10 and the lamellar profile 6 is in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10.
  • the frame 7 preferably encloses a cold air stream, which can be conducted through fins, which are in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10. The cold air flow thus flows axially through the interior of the frame, i. perpendicular to the cross-sectional area of the cooling module 1 formed by the frame.
  • the cooling module 1 is designed so that a warm air flow through a slat profile 6 can be conducted, which is arranged on the outside of the frame 7, wherein the slat profile 6 in heat-conducting Connection with the Peltier element 10 is.
  • the warm air flow thus flows through the heat exchange area 4 axially on the outside of the frame.
  • the cooling module 1 with the lamellar bands 5, the frame 7, the lamellar profiles 6 and the spring elements 9 of Figures 10 to 14 is integrated into a luft barnströmbares housing 16 with rectangular cross section and rectangular air outlet.
  • the ends of some ribs of the lamellar profiles 6 are formed as webs or serve as such to guide the cooling module 1 in corresponding guide grooves in the housing 16.
  • the webs engage in corresponding guide grooves on the Inside the housing 16, which can be formed for example by noses or webs.
  • the cooling module 1 is flown by an air flow, which is generated by a fan.
  • the inner air flow flows through the lamellar bands 5 and the radially outer air flow through the lamellar profiles 6.
  • the outer air flow is thus heated and the inner air flow is cooled.
  • these two air streams are separated by the frame 7.
  • the housing 16 On the outlet side of the cooling module 1, the housing 16 may have a partition which forms a separation between a hot and a cold air flow, wherein the partition in the flow direction 2 downstream of the frame 7 connects or the frame 7 forms part of the partition.
  • the cold air flows out of the center of the cooling module 1 and the warm air flows out of the edge area.
  • the warm air can be deflected by a housing part, so that they do not get along with the cold air in the cooled air flow or in the space to be cooled.

Abstract

The invention proposes an electrical cooling module (1) for cooling an air stream (3), in particular for cooling and ventilating a seat, having improved mechanical and thermal properties. Said electrical cooling module comprises at least one Peltier element and at least one heat exchange region (4) through which air can flow and which has thermally conductive lamellae which form a thermally conductive connection with the Peltier element. The lamellae of the cooling module (1) comprise both at least one lamella strip (5) and at least one fixed lamella profile (6), which lamella strip and lamella profile are arranged in the heat exchange region (4), wherein the lamella strip (5) is arranged in the central region of the heat exchange region (4) within a frame (7) which is arranged transverse to the direction (2) of flow, the lamella profile (6) is arranged in the outer region of the heat exchange region (4), and the cooling module (10) has spring elements (9) which are designed to compress the lamella strip (5), the lamella profile (6) and the Peltier element. The Peltier element is preferably arranged in the frame (7).

Description

Elektrisches Kühlmodul mit Peltier-Element  Electric cooling module with Peltier element
zum elektrischen Kühlen eines Luftstroms  for electrically cooling an air stream
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kühlmodul mit Peltier-Element zum elektrischen Kühlen eines Luftstroms. Ein solches Kühlmodul ist insbesondere zum Kühlen und Belüften eines Sitzes, insbesondere in Fahrzeugen, vorgesehen. Es umfasst mindestens ein Peltier-Element und mindestens einen luftdurchströmbaren Wärmeaustauschbereich mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem Peltier-Element in wärmeleitender Verbindung stehen und mit diesem zu einem Modul zusammengefasst sind. The invention relates to an electric cooling module with Peltier element for the electric cooling of an air flow. Such a cooling module is provided in particular for cooling and ventilating a seat, in particular in vehicles. It comprises at least one Peltier element and at least one air-throughflowable heat exchange region with heat-conducting lamellae, which are in heat-conducting connection with the Peltier element and are combined with the latter into a module.
Peltier-Elemente werden auch als thermoelektrische Elemente bezeichnet. Ein Peltier-Element ist ein elektrothermischer Wandler, der basierend auf dem Peltier-Effekt bei Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz erzeugt. Grundlage für den Peltier-Effekt ist der Kontakt von zwei Leitern. Leitet man einen Gleichstrom durch zwei hintereinanderliegende Kontaktstellen dieser Materialien, wird eine Kontaktstelle warm und die andere kalt. Bei Metallen liegt die erreichbare Temperaturdifferenz jedoch unter 1 K, daher verwendet man für die wirtschaftliche Nutzung des Peltier-Effekts n- und p-dotierte Halbleiter, die durch eine Kupferbrücke verbunden sind. Peltier elements are also referred to as thermoelectric elements. A Peltier element is an electrothermal transducer that generates a temperature difference based on the Peltier effect at current flow. The basis for the Peltier effect is the contact of two conductors. If a direct current is passed through two contact points of these materials one contact point becomes warm and the other one cold. For metals, however, the achievable temperature difference is below 1 K, therefore, for the economic use of the Peltier effect n- and p-doped semiconductors, which are connected by a copper bridge.
Ein Peltier-Element besteht aus zwei oder mehreren kleinen Quadern jeweils aus p- und n-dotiertem Halbleitermaterial (Bismut-Tellurid, Silizium-Germanium), die abwechselnd oben und unten durch Metallbrücken miteinander verbunden sind. Die Metallbrücken bilden zugleich die thermischen Kontaktflächen und sind durch eine aufliegende Folie oder eine Keramikplatte isoliert. Immer zwei unterschiedliche Quader sind so miteinander verbunden, dass sie eine Reihenschaltung ergeben. Der zugeführte elektrische Strom durchfließt alle Quader nacheinander. Abhängig von Stromstärke und -richtung kühlen sich die Verbindungsstellen einer Seite ab, während sich die der anderen Seite erwärmen. Der Strom pumpt somit Wärme von der kalten Seite auf die warme Seite, d.h. es findet ein Wärmetransport statt, und erzeugt eine Temperaturdifferenz zwischen den Platten. Mit Hilfe einer elektrischen Leistung transportiert das Peltier-Ele- ment als "elektrische Wärmepumpe" die Wärme von kalt nach warm. A Peltier element consists of two or more small cuboids each of p- and n-doped semiconductor material (bismuth telluride, silicon germanium), alternately top and bottom by metal bridges connected to each other. The metal bridges also form the thermal contact surfaces and are insulated by an overlaying foil or a ceramic plate. Always two different cuboids are connected to each other so that they result in a series connection. The supplied electric current flows through all blocks in succession. Depending on the current and direction, the junctions on one side cool, while those on the other heat. The stream thus pumps heat from the cold side to the warm side, ie heat transport takes place and produces a temperature difference between the plates. With the help of electrical power, the Peltier element, as an "electric heat pump", transports the heat from cold to warm.
Die gebräuchlichste Form von Peltier-Elementen besteht aus zwei meist quadratischen Platten aus Aluminiumoxid-Keramik mit einer Kantenlänge von 20 mm bis 60 mm und einem Abstand von 3 mm bis 5 mm, zwischen denen die Halbleiter-Quader eingelötet sind. Die Keramikflächen sind hierzu an ihren zugewandten Flächen mit lötbaren Metallflächen versehen. The most common form of Peltier elements consists of two mostly square plates of alumina ceramic with an edge length of 20 mm to 60 mm and a distance of 3 mm to 5 mm, between which the semiconductor cuboids are soldered. The ceramic surfaces are provided for this purpose on their facing surfaces with solderable metal surfaces.
Die größten Vorteile eines Peltier-Elements sind die geringe Größe, die kompakte Bauform, das geringe Gewicht und die Vermeidung jeglicher bewegter Bauteile, Gase und Flüssigkeiten; eine Kältemaschine benötigt dagegen immer ein Kältemittel und in den meisten Fällen einen Kompressor. Ferner ist mit Peltier-Elementen durch eine einfache Umkehr der Stromrichtung sowohl Kühlen als auch Heizen möglich. Durch Umpolen des elektrischen Stromes wird beim Peltier-Element die Kalt- und Warmseite gewechselt. Damit kann eine Temperaturregelung erreicht werden, wenn die Umgebungstemperatur oberhalb oder auch unterhalb der Solltemperatur liegt. Zudem arbeiten Peltier-Elemente geräusch- und erschütterungsfrei und sind lageunabhängig. The biggest advantages of a Peltier element are the small size, the compact design, the low weight and the avoidance of any moving components, gases and liquids; a chiller, on the other hand, always requires a refrigerant and, in most cases, a compressor. Further, with Peltier elements, both cooling and heating are possible by simply reversing the direction of the current. By reversing the polarity of the electric current, the cold and warm sides of the Peltier element are changed. Thus, a temperature control can be achieved when the ambient temperature is above or below the set temperature. In addition, Peltier elements work noiselessly and vibration-free and are position-independent.
Der Wärmetransport bzw. die Wärmeleitfähigkeit aller Komponenten des Temperaturweges bestimmt die Effektivität des Kühlung mit einem Peltier- Element. Besondere Beachtung erfordern die Wärmeübergänge zwischen dem zu kühlenden bzw. temperierenden Objekt und dem Peltier-Element auf der einen Seite und zwischen dem Peltier-Element und dem Kühlkörper/Flüssigkeitskühler/Wärme-Transferer auf der anderen Seite. Hier können gewaltige Wirkungsgrad-Verluste entstehen. The heat transport or the thermal conductivity of all components of the temperature path determines the effectiveness of cooling with a Peltier Element. Special consideration must be given to the heat transfer between the object to be cooled and the Peltier element on the one side and between the Peltier element and the heat sink / liquid cooler / heat transferer on the other side. This can result in huge efficiency losses.
Kühlt man die warme Seite des Peltier-Elements, z.B. mittels eines aufgesetzten Kühlkörpers mit Ventilator, so wird die kühlende Seite noch kälter. Die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten kann, je nach Element und Strom, bei einstufigen Elementen bis ca. 70 Kelvin betragen. Das thermische Management auf der warmen Seite des Peltier-Elements ist der absolut bestimmende Parameter für jede Anwendung. Je kühler die Warmseite gehalten wird, desto kälter kann die Kaltseite werden. Deshalb muss die von der kalten Seite des Peltier-Elements zur warmen Seite transportierte Wärmemenge in vollem Umfang von dort weggeführt werden, um auf der kalten Seite eine ausreichend tiefe Temperatur zu erhalten und um eine Überhitzung des Peltier-Elements zu vermeiden. Dabei entspricht die von der warmen Seite wegzuführende Wärmemenge der Summe der vom Peltier-Element gepumpten Wärme plus der Wärme, die durch die vom Peltier-Element aufgenommene elektrische Betriebsenergie erzeugt wird. When cooling the warm side of the Peltier element, e.g. By means of an attached heat sink with fan, the cooling side is even colder. Depending on the element and current, the temperature difference between the two sides can be up to approx. 70 Kelvin for single-stage elements. The thermal management on the warm side of the Peltier element is the absolute determining parameter for every application. The cooler the hot side is held, the colder the cold side can become. Therefore, the amount of heat transported from the cold side of the Peltier element to the warm side has to be carried away completely from there in order to maintain a sufficiently low temperature on the cold side and to avoid overheating of the Peltier element. In this case, the amount of heat to be removed from the warm side corresponds to the sum of the heat pumped by the Peltier element plus the heat generated by the electrical operating energy received by the Peltier element.
Die Optimierung der Wärmeabfuhr auf der warmen Seite des Peltier-Elements ist der bedeutsamste Parameter in der praktischen Anwendung. Je besser die warme Seite gekühlt, d.h. die von dem Peltier-Element erzeugt Abwärme abgeführt werden kann, desto kälter kann die kalte Seite werden und desto höher ist die erzielte Kühlleistung. Daher muss dafür Sorge getragen werden, dass die mittels des Peltier-Elements von der kalten Seite zur warmen Seite transportierte Wärme, wie auch die elektrische Betriebsenergie des Peltier-Elements, bestmöglich abgeleitet wird, um eine Überhitzung des Peltier-Elements zu vermeiden und auf der kalten Seite eine möglichst tiefe Temperatur oder eine maximale Kühlleistung zu erzeugen. The optimization of the heat removal on the warm side of the Peltier element is the most important parameter in practical application. The better the warm side cooled, ie the heat generated by the Peltier element waste heat can be dissipated, the colder can be the cold side and the higher the cooling performance achieved. Therefore, care must be taken that the heat transported by the Peltier element from the cold side to the warm side, as well as the electrical operating energy of the Peltier element, is dissipated as best as possible in order to avoid overheating of the Peltier element and on the cold Page to produce the lowest possible temperature or maximum cooling capacity.
Die Verwendung von Peltier-Elementen zum Kühlen ist im Stand der Tech- nik bekannt. Beispielsweise gibt es Peltier-Kühler, die mit ihrer kalten Seite auf ein zu kühlendes elektronisches Bauelement aufgesetzt werden. Die warme Seite des Peltier-Elements wird dann mittels eines Luftstroms gekühlt. Auch für die Kühlung eines Luftstroms in Fahrzeugen ist die Anwendung von Peltier-Elementen bekannt, beispielsweise aus folgenden Druckschriften : US 6,119,463, DE 198 29 440 AI, DE 42 07 283 AI, DE 102 18 343 B4, WO 2009/122282 AI, DE 10 2006 046 114 AI, EP 1 660 338 Bl und WO 2009/015235 AI. The use of Peltier elements for cooling is known in the art. For example, there are Peltier coolers that are placed with their cold side on an electronic component to be cooled. The warm side of the Peltier element is then cooled by means of a stream of air. For the cooling of an air stream in vehicles, the use of Peltier elements is known, for example from the following publications: US 6,119,463, DE 198 29 440 AI, DE 42 07 283 AI, DE 102 18 343 B4, WO 2009/122282 AI, DE 10 2006 046 114 AI, EP 1 660 338 Bl and WO 2009/015235 AI.
Aus den Druckschriften US 2006/0137358 AI, DE 196 51 279 AI und WO 2009/097572 AI sind elektrische Kühleinrichtungen zum Kühlen eines Luftstroms in Fahrzeugen bekannt, bei denen ein warmer und ein kalter Luftstrom in benachbarten Kanälen verlaufen und in einer diese beiden Luftströme trennenden Grenzfläche ein Peltier-Element angeordnet ist. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs zwischen dem Peltier-Element und den Luftströmen sind dabei jeweils auf der kalten und warmen Seite des Peltier-Elements wärmeleitende Lamellen in Form von Lamellenbändern vorgesehen, die mit dem Peltier-Element in wärmeleitender Verbindung stehen und von der Luft angeströmt bzw. durchströmt werden. Der Bereich um das Peltier-Element und die Lamellen bildet einen Wärmeaus- tauschbereich, in dem mittels des Peltier-Elements Wärmeenergie von der kalten auf die warme Seite, d.h. von dem gekühlten zu dem erwärmten Luftstrom transportiert wird. From the documents US 2006/0137358 AI, DE 196 51 279 AI and WO 2009/097572 AI electrical cooling devices for cooling an air stream in vehicles are known in which a warm and a cold air flow in adjacent channels and in one of these two air streams separating Interface a Peltier element is arranged. To improve the heat exchange between the Peltier element and the air streams heat-conducting fins are provided in the form of lamellar bands respectively on the cold and warm side of the Peltier element, which are in thermally conductive connection with the Peltier element and impinged by the air or be flowed through. The area around the Peltier element and the lamellae forms a heat exchange area in which, by means of the Peltier element, heat energy from the cold to the warm side, i. is transported from the cooled to the heated air flow.
Die bekannten Kühleinrichtungen mit Peltier-Elementen weisen jedoch praktische Nachteile auf. Zum einen ist ihre Fertigung aufgrund ihres komplexen Aufbaus oft aufwendig. Zum anderen können bei Ausführungsformen mit Lamellen aus Metallband kaum mehrere Kühlmodule in Serie hintereinander angeordnet werden, weil aufgrund von Fertigungstoleranzen die gefalteten Lamellenbänder nicht gleichfluchtend hintereinander angeordnet sind, sodass in Strömungsrichtung hintereinander liegende Lamellen seitlich gegeneinander versetzt sind, wodurch sich der Strömungswiderstand für die durchgeleitete Luft und damit der Druckverlust erhöhen. Ferner besteht ein erheblicher Nachteil darin, dass die bekannten Kühleinrichtungen bei der Entsorgung nicht unaufwendig demontiert werden können, sodass sie als Ganzes entsorgt werden müssen. Schließlich erfordert ihre meist rechteckige Außenform auch einen rechteckigen Querschnitt des luftdurchströmten Kanals, zumindest an der Stelle, an der sie darin eingesetzt werden, d.h. in dem Wärmeaustauschbereich. Aber auch in Bezug auf die Kompaktheit und die Erzielung einer optimalen Kühlung des zu kühlenden Luftstroms mit hohem Wirkungsgrad erfüllen die bekannten Kühleinrichtungen mit Peltier-Elementen noch nicht die Anforderungen, weshalb sie selten praktisch eingesetzt werden. However, the known cooling devices with Peltier elements have practical disadvantages. On the one hand, their production is often complicated due to their complex structure. On the other hand, in embodiments with lamellae made of metal strip hardly several cooling modules in series be arranged one behind the other, because due to manufacturing tolerances, the folded lamellae are not aligned in a row, so that in the flow direction one behind the other slats are laterally offset from each other, thereby increasing the flow resistance for the air passed through and thus the pressure loss. Furthermore, a significant disadvantage is that the known cooling devices can not be disassembled unaufwendig in disposal, so they must be disposed of as a whole. Finally, their generally rectangular outer shape also requires a rectangular cross-section of the air-flow channel, at least at the point where they are inserted therein, ie in the heat exchange area. But also with regard to the compactness and the achievement of optimum cooling of the air flow to be cooled with high efficiency, the known cooling devices with Peltier elements do not meet the requirements, which is why they are rarely used practically.
Ferner hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass bei Ausführungsformen von Kühlmodulen, bei denen die kalte Seite des Peltier-Ele- ments in direktem wärmeleitendem Kontakt mit einem zu kühlenden Bauteil steht und die warme Seite des Peltier-Elements Kühlrippen aufweist, die die Funktion von Kühllamellen haben und mit einem Ventilator gekühlt werden, der auf die Kühlrippen aufgesetzt ist und die Kühlrippen mit Kühlluft anströmt, wobei diese Ausführungsform gewissermaßen einen Wärmeaustauschbereich mit einer runden Außenkontur aufweist, die Wärmeauskopplung aus dem Peltier-Element über die Kühlrippen an die die Kühlrippen durchströmende Luft nicht optimal ist, insbesondere wenn ein bevorzugter Axialventilator verwendet wird, sodass die mit dem Peltier- Element theoretisch mögliche Kühlleistung in der Praxis nicht erreicht wird. It has also been found within the scope of the invention that in embodiments of cooling modules in which the cold side of the Peltier element is in direct heat-conducting contact with a component to be cooled and the warm side of the Peltier element has cooling fins, the function of cooling fins and are cooled by a fan which is mounted on the cooling fins and the cooling fins flows with cooling air, this embodiment has a kind of heat exchange area with a round outer contour, the heat extraction from the Peltier element via the cooling fins to the cooling fins flowing through Air is not optimal, especially if a preferred axial fan is used, so that the theoretically possible with the Peltier element cooling performance is not achieved in practice.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Kühlmodul der eingangs genann- ten Art zu verbessern, beispielsweise hinsichtlich seiner Montagefreundlichkeit, hinsichtlich des benötigten Einbauraums, beispielsweise in einem Sitz, hinsichtlich der Möglichkeit zum hintereinander Anordnen mehrerer Kühlmodule, hinsichtlich der einfachen Zerlegbarkeit bei der Entsorgung, hinsichtlich der Wärmeleitankopplung des Peltier-Elements über die Lamellen an den Wärmeaustauschbereich durchströmende Luft, hinsichtlich einer hohen Kühlleistung bei geringem Druckverlust und hinsichtlich einer freien Formgestaltung des Wärmeaustauschbereichs, vorzugsweise mit einer runden Außenkontur. Based on this prior art, the present invention has the object, an electric cooling module of the initially mentioned th way to improve, for example, in terms of ease of installation, in terms of the required installation space, for example in a seat, with regard to the possibility of sequentially arranging several cooling modules, in terms of easy disassembly during disposal, with respect to the Wärmeleitankopplung the Peltier element on the fins to the heat exchange area air flowing through, in terms of a high cooling capacity with low pressure drop and in terms of a free shape design of the heat exchange region, preferably with a round outer contour.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kühlmodul mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den nebengeordneten und abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mit zugehörigen Zeichnungen. This object is achieved by a cooling module with the features of the attached claim 1. Preferred embodiments, developments and uses of the invention will become apparent from the independent and dependent claims and the following description with accompanying drawings.
Ein erfindungsgemäßes Kühlmodul zum elektrischen Kühlen eines Luftstroms, insbesondere zum Kühlen und Belüften eines Sitzes, mit mindestens einem Peltier-Element und mindestens einem luftdurchströmbaren Wärmeaustauschbereich mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem Peltier-Element in wärmeleitender Verbindung stehen und mit diesem zu einem Modul zusammengefasst sind, weist also die Besonderheit auf, dass die Lamellen des Kühlmoduls sowohl mindestens ein Lamellenband als auch mindestens ein festes Lamellenprofil umfassen, die in dem Wärmeaustauschbereich angeordnet sind, wobei das Lamellenband im zentralen Bereich des Wärmeaustauschbereichs innerhalb eines Rahmens angeordnet ist, der quer zur Strömungsrichtung angeordnet ist, das Lamellenprofil im Außenbereich des Wärmeaustauschbereichs angeordnet ist und das Kühlmodul Federelemente aufweist, die zum Zusammendrücken des Lamellenbandes bzw. Lamellenband-Moduls, des Lamellenproflls und des Peltier-Elements ausgebildet sind. Die vorliegende Erfindung verbessert die Eigenschaften der bisher bekannten elektrischen Kühlmodule der eingangs genannten Art also durch eine Kombination von Lamellenbändern mit Lamellenprofilen und eine bestimmte Anordnung dieser wärmeleitenden Elemente, die mittels Federelementen mit dem Peltier-Element und einem Rahmen zusammengehalten werden, wobei unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Komponenten ermöglicht werden. A cooling module according to the invention for electrically cooling an air stream, in particular for cooling and ventilating a seat, with at least one Peltier element and at least one heat-exchangeable heat exchange area with heat-conducting fins, which are in heat-conducting connection with the Peltier element and are combined with this to form a module Thus, it has the peculiarity that the lamellae of the cooling module comprise both at least one lamella strip and at least one fixed lamellar profile arranged in the heat exchange area, the lamella strip being arranged in the central area of the heat exchange area within a frame arranged transversely to the flow direction is, the lamellar profile is arranged in the outer region of the heat exchange region and the cooling module has spring elements which si for compressing the lamellar band or lamellar band module, the Lamellenproflls and the Peltier element si nd. The present invention improves the properties of the previously known electric cooling modules of the type mentioned so by a combination of lamellar strips with lamellar profiles and a specific arrangement of these heat-conducting elements, which are held together by means of spring elements with the Peltier element and a frame, wherein different thermal expansions of the components be enabled.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass erst durch eine optimierte Wärmeübertragung, d.h. von dem kalten Luftstrom über die Lamellen an das Peltier-Element und von dem Peltier-Element über die Lamellen an den warmen Luftstrom und an die Umgebung, ein effizientes Kühlmodul realisiert werden kann. Im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, dass dies mit der erfindungsgemäßen Anordnung von Lamellenbändern im zentralen Bereich des Wärmeaustauschbereichs innerhalb eines Rahmens und von Lamellenprofilen im Außenbereich des Wärmeaustauschbereichs außerhalb des Rahmens besonders gut erreicht wird, weil ein besonders guter Wärmetransport zwischen dem Peltier-Element und den wärmeabgebenden bzw. wärmeaufnehmenden Oberflächen der Lamellen des Kühlmoduls ermöglicht wird. The invention is based on the knowledge that only through an optimized heat transfer, i. from the cold air flow over the fins to the Peltier element and from the Peltier element via the fins to the warm air flow and to the environment, an efficient cooling module can be realized. In the context of the invention it has been found that this is particularly well achieved with the inventive arrangement of lamellar bands in the central region of the heat exchange region within a frame and lamellar profiles in the outer region of the heat exchange region outside the frame, because a particularly good heat transfer between the Peltier element and the heat-emitting or heat-absorbing surfaces of the fins of the cooling module is made possible.
Der erfindungsgemäße Aufbau eines Kühlmoduls ermöglicht diesbezüglich eine optimierte Wärmeauskopplung aus dem gekühlten Luftstrom in das Peltier-Element und aus dem Peltier-Element in den warmen Luftstrom und somit eine bessere Kühlleistung. Der Wärmetransport erfolgt durch das Peltier-Element von dem kalten Luftstrom zu dem warmen Luftstrom mittels der Lamellenbänder und der Lamellenprofile, zwischen denen das Peltier-Element mittels der Federelemente eingeklemmt wird. Dadurch kann eine symmetrische Auslegung der Wärmeübertragung erzielt werden, wobei die Wärmeabfuhr von den im Inneren des Rahmens angeordneten Lamellenbändern an die Peltier-Elemente in etwa so hoch wie die Wärmeübertragung von den Peltier-Elementen an die außerhalb des Rah- mens angeordnete Lamellenprofile ist und beide Wärmeleitvermögen optimiert sind. Auch die von dem Betriebsstrom des Peltier-Elements erzeugte elektrische Leistung wird dabei abgeführt. The construction of a cooling module according to the invention makes it possible in this regard an optimized heat extraction from the cooled air flow in the Peltier element and from the Peltier element in the warm air flow and thus a better cooling performance. The heat transport takes place through the Peltier element from the cold air flow to the warm air flow by means of the lamellar bands and the lamellar profiles, between which the Peltier element is clamped by means of the spring elements. As a result, a symmetrical design of the heat transfer can be achieved, wherein the heat dissipation from the arranged inside the frame lamellar bands to the Peltier elements in about as high as the heat transfer from the Peltier elements to the outside of the frame. mens arranged lamellar profiles and both Wärmeleitvermögen are optimized. The electrical power generated by the operating current of the Peltier element is also dissipated.
Bevorzugt wird das Peltier-Element derart angeordnet bzw. betrieben, dass es die Lamellenbänder im Inneren des Rahmens abkühlt und die Lamellenprofile auf der Außenseite des Rahmens erwärmt. Ein durch die Lamellenbänder geleiteter Luftstrom kann dadurch abgekühlt werden, und die in dem Kühlmodul entstehende Abwärme wird über die Lamellenprofile abgeführt, beispielsweise an einen durch die Lamellenprofile geleiteten weiteren Luftstrom oder an weitere externe Bauteile, die in wärmeleitender Verbindung mit den Lamellenprofilen stehen. Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die dünneren Lamellenbänder zum Abkühlen eines Luftstromes und die dickeren Lamellenprofile zum Abführen der Abwärme dienen, da sich herausgestellt hat, dass die Kühlleistung der Lamellenbänder ausreicht und eine gute Wärmeleitung der Lamellenprofile vorteilhaft ist. Preferably, the Peltier element is arranged or operated in such a way that it cools the lamellar bands in the interior of the frame and heats the lamellar profiles on the outside of the frame. An air stream guided through the lamellar belts can thereby be cooled, and the waste heat arising in the cooling module is dissipated via the lamellar profiles, for example to a further air stream guided by the lamella profiles or to other external components which are in heat-conducting connection with the lamella profiles. Preferred embodiments are those in which the thinner lamellae strips for cooling an airflow and the thicker lamellar profiles serve to dissipate the waste heat, since it has been found that the cooling capacity of the lamellar bands is sufficient and good heat conduction of the lamellar profiles is advantageous.
Dem guten thermischen Kontakt der Peltier-Elemente zu den Lamellen, d.h. den Lamellenbändern und den Lamellenprofilen, kommt eine große Bedeutung zu. Die Peltier-Elemente werden bevorzugt zwischen zwei steifen thermischen Kontaktflächen mit hoher Oberflächengüte eingeklemmt, wobei eine gewisse Materialsteifigkeit gegeben sein muss, die ein Verbiegen beim Zusammenbau verhindert. Ist die Oberflächengüte schlechter als 10 μηη, wird in der Regel eine Ausgleichsschicht wie eine Wärmeleitpaste oder eine Folie zwischen den Kontaktflächen verwendet. Damit sollen auch unterschiedliche Temperaturen auf den Kontaktflächen des Peltier-Elements verhindert werden, die im Betrieb zur Zerstörung des Peltier-Elements führen können. The good thermal contact of the Peltier elements to the fins, i. the lamellar bands and the lamellar profiles, is of great importance. The Peltier elements are preferably clamped between two rigid, high surface area, thermal contact surfaces, with some material rigidity to prevent bending during assembly. If the surface quality is worse than 10 μm, a leveling layer, such as a thermal compound or a film between the contact surfaces, is generally used. This should also different temperatures on the contact surfaces of the Peltier element can be prevented, which can lead to the destruction of the Peltier element in operation.
Nach einem vorteilhaften Merkmal wird daher vorgeschlagen, dass auf der kalten und/oder der warmen Seite eines Peltier-Elements eine wärmelei- tende Ausgleichsschicht angeordnet ist, insbesondere ein wärmeleitendes Wachs, ein wärmeleitendes Phase-Change Wachs, eine wärmeleitende Folie, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, eine wärmeleitende Klebefolie oder eine wärmeleitende Phase-Change Folie. Eine solche Ausgleichsschicht kann den Wärmekontakt verbessern und einen Oberflächenausgleich herbeiführen. Besonders geeignet hierfür sind sogenannte Phase-Change- oder phasenwechselnde Interface-Materialien. Diese zeichnen sich allgemein durch den Phasenwechsel des Materials vom festen Aggregatzustand in den weichen Zustand ab einer bestimmten Temperatur, der sogenannten Phase-Change Temperatur, aus. Dadurch, dass Phase-Change-Materialien bei der ersten Überschreitung der Phase- Change Temperatur weich werden, werden bereits bei diesem Vorgang Lufteinschlüsse aus den Mikroporen an den Kontaktflächen ausgetrieben und die Oberfläche wird vollständig und aktiv vom Phase-Change Material benetzt. Durch Druck und Weichwerden des Materials wird die Schichtdicke sehr klein. Als Ergebnis dieser Vorgänge wird der thermische Kontaktwiderstand minimal. Der thermische Kontakt und somit der thermische Gesamtübergangswiderstand bleiben dauerhaft über alle Temperaturzyklen sehr klein, auch wenn die Temperatur wieder unter die Phase- Change Temperatur sinkt. According to an advantageous feature, it is therefore proposed that on the cold and / or warm side of a Peltier element a heat-conducting tende compensation layer is arranged, in particular a thermally conductive wax, a heat-conducting phase-change wax, a heat-conducting film, in particular of copper or aluminum, a heat-conducting adhesive film or a heat-conducting phase-change film. Such a leveling layer can improve the thermal contact and bring about a surface compensation. Especially suitable for this are so-called phase-change or phase-changing interface materials. These are generally characterized by the phase change of the material from the solid state to the soft state above a certain temperature, the so-called phase-change temperature. By softening phase change materials when the phase change temperature is exceeded for the first time, air pockets are already expelled from the micropores at the contact surfaces during this process, and the surface is completely and actively wetted by the phase change material. By pressure and softening of the material, the layer thickness is very small. As a result of these processes, the thermal contact resistance becomes minimal. The thermal contact and thus the total thermal contact resistance remain permanently very low over all temperature cycles, even if the temperature drops below the phase change temperature again.
Ferner sind unterschiedliche Klemmkräfte an den verschiedenen Stellen der Kontaktflächen des Peltier-Elements zu vermeiden, weil diese eine mechanische oder thermische Zerstörung des Peltier-Elements zur Folge haben können. Diese kann einerseits ebenfalls durch eine solche Ausgleichsschicht erzielt werden, bei einem erfindungsgemäßen Kühlmodul wird aber bereits durch die Federelemente eine gleichmäßige Klemmkraft bereitgestellt. Furthermore, different clamping forces at the different points of the contact surfaces of the Peltier element are to be avoided, because they can result in mechanical or thermal destruction of the Peltier element. On the one hand, this can likewise be achieved by means of such a compensating layer, but in the case of a cooling module according to the invention a uniform clamping force is already provided by the spring elements.
Die Dimensionierung und Anzahl der Peltier-Elemente eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls sowie ihre Betriebsparameter und Betriebsart können je nach dem gewünschten Anwendungsfall in üblicher Weise ausgewählt werden, d.h. unter Berücksichtigung der Kühlleistung, der zu erzielenden Temperaturdifferenz, der Gesamtwärmeleistung und des Wirkungsgrads. Ferner können bei der Auslegung des Kühlmoduls übliche Qualitätsfaktoren von Peltier-Elementen wie thermische Zyklenfestigkeit, Lebensdauer, maximal zulässige Temperatur, Einhaltung möglichst geringer Maßtoleranzen, Oberflächengüte (Ebenheit, Parallelität, Welligkeit, Rauigkeit) der thermischen Kontaktoberflächen, mechanisch spannungsfreier Aufbau und Korrosionsschutz (Coating und/oder Sealing) berücksichtigt werden. Wenn mehrere Peltier-Elemente in einem Kühlmodul angeordnet sind, können diese gleich oder unterschiedlich ausgelegt sowie gleich oder unterschiedlich elektrisch belastet werden, um eine gewünschte Temperatur oder Temperaturverteilung zu erzielen. The dimensioning and number of Peltier elements of a cooling module according to the invention and their operating parameters and operating mode can be selected depending on the desired application in the usual way taking into account the cooling capacity, the temperature difference to be achieved, the total heat output and the efficiency. Further, in the design of the cooling module usual quality factors of Peltier elements such as thermal cycle life, life, maximum temperature, compliance with the smallest possible dimensional tolerances, surface quality (flatness, parallelism, waviness, roughness) of the thermal contact surfaces, mechanically stress-free structure and corrosion protection (Coating and / or sealing). If several Peltier elements are arranged in a cooling module, they can be designed the same or different and can be electrically or differently charged in order to achieve a desired temperature or temperature distribution.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmodul mittels Federelementen, vorzugsweise Klammern, insbesondere Federklammern zusammengesetzt und zusammengehalten wird, die für eine Vorspannung sorgen. Hierdurch ergibt sich ein Anpressdruck zwischen den Lamellen und dem Peltier-Ele- ment, was den Wärmeübergang verbessert. Eine besonders effiziente und vorteilhafte Fertigung des erfindungsgemäßen elektrischen Kühlmoduls wird ermöglicht, wenn die Lamellenbänder mittels der Federelemente klemmend in dem Rahmen gehalten werden; neben einer hohen Stabilität dieser Verbindung ergibt sich außerdem ein sehr guter Wärmeübergang von den Lamellenbändern zu den Peltier-Elementen und von den Peltier- Elementen zu den Lamellenprofilen, wobei die Verbindung schnell und effizient maschinell hergestellt werden kann. It is particularly advantageous if the cooling module is assembled and held together by means of spring elements, preferably clamps, in particular spring clips, which provide a preload. This results in a contact pressure between the slats and the Peltier element, which improves the heat transfer. A particularly efficient and advantageous production of the electric cooling module according to the invention is made possible when the lamellae are held by means of the spring elements clamped in the frame; In addition to a high stability of this compound also results in a very good heat transfer from the lamellar bands to the Peltier elements and from the Peltier elements to the lamellar profiles, the connection can be made quickly and efficiently by machine.
Die Federelemente können aus Metall oder einem anderen geeigneten Federmaterial, beispielsweise Kunststoff bestehen. Um in manchen Ausführungsformen, beispielsweise bei der zusätzlichen Verwendung eines optionalen PTC-Heizelements, eine elektrische Verbindung bzw. einen elektrischen Kurzschluss zwischen den von den Federelementen mechanisch zusammengehaltenen Komponenten zu vermeiden, kann vorteil- hafterweise vorgesehen sein, dass die Kontakt- bzw. Auflagestellen, an denen die Federelemente an den Komponenten des Kühlmoduls aufliegen oder angreifen, elektrisch nichtleitend oder elektrisch isoliert sind, beispielsweise durch eine Beschichtung. Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Federelemente, die insgesamt oder zumindest im Bereich der Kontakt- bzw. Auflagestellen, an denen sie an den Komponenten des Kühlmoduls aufliegen oder angreifen, aus einem elektrisch nichtleitenden Material bestehen oder ganz oder teilweise elektrisch isoliert sind, beispielsweise durch eine Lackierung, Beschichtung oder einen isolierenden Überzug. In anderen Ausführungsformen, insbesondere bei der zusätzlichen Verwendung eines optionalen PTC-Heizelements, kann es aus zweckmäßig sein, mittels der Federelemente eine elektrische Verbindung zwischen den von den Federelementen mechanisch zusammengehaltenen Komponenten zu erzielen. In solchen Fällen kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Federelemente einschließlich ihrer Kontakt- bzw. Auflagestellen, an denen die Federelemente an den Komponenten des Kühlmoduls aufliegen oder angreifen, elektrisch leitend sind. The spring elements may be made of metal or other suitable spring material, such as plastic. In order to avoid an electrical connection or an electrical short circuit between the components mechanically held together by the spring elements in some embodiments, for example with the additional use of an optional PTC heating element, advantageous Proven to be provided that the contact or support points at which the spring elements rest or attack the components of the cooling module are electrically non-conductive or electrically isolated, for example by a coating. Preferred embodiments are those in which the spring elements, which in total or at least in the region of the contact or support points on which they rest on the components of the cooling module or attack, consist of an electrically non-conductive material or are completely or partially electrically isolated, for example by a paint, coating or an insulating coating. In other embodiments, in particular with the additional use of an optional PTC heating element, it may be expedient to achieve an electrical connection between the components mechanically held together by the spring elements by means of the spring elements. In such cases, it can advantageously be provided that the spring elements, including their contact or support points, on which the spring elements rest or act on the components of the cooling module, are electrically conductive.
Dabei kann gleichzeitig auf einfache Weise die elektrische Kontaktierung eines optionalen PTC-Heizelements über dessen Metallisierung erfolgen. Die optionalen PTC-Heizelemente können in dem Kühlmodul alle elektrisch parallel verschaltet werden, wenn nur eine Heizstufe gewünscht wird, oder zumindest teilweise separat zugeschaltet werden, wenn zwei oder mehr Heizstufen gewünscht werden. At the same time, the electrical contacting of an optional PTC heating element via its metallization can take place simultaneously in a simple manner. The optional PTC heating elements can all be electrically connected in parallel in the cooling module if only one heating stage is desired, or at least partially switched on separately if two or more heating stages are desired.
Das erfindungsgemäße Kühlmodul wird über ein Federelement-Klemmsystem zusammengehalten, wobei eine gute mechanische Stabilität, eine innige mechanische Verbindung der Peltier-Elemente zu den Lamellen für eine gute Wärmeübertragung und eine innige elektrische Verbindung optionaler PTC-Heizelemente zu den Lamellen oder zu elektrischen Kontaktelementen erreicht werden können. Während im Betriebsfall bei einer Temperaturänderung die Metallteile des Kühlmoduls immer einer thermischen Ausdehnung unterliegen, weisen die anderen Bauteile, beispielsweise ein Rahmen aus Kunststoff oder Papier oder die Peltier-Elemente oder optionalen PTC-Heizelemente, keine praktisch bedeutsame thermische Ausdehnung auf. Das erfindungsgemäße Federelement-Klemmsystem kann die in dem Kühlmodul auftretenden unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen aufnehmen bzw. ausgleichen oder kompensieren und dabei sicherstellen, dass die gute thermische Kontaktierung der Peltier-Elemente sowie die gute thermische und elektrische Kontaktierung optionaler PTC-Heizelemente erhalten bleibt. Die Federelemente ermöglichen also, dass sich das von ihnen zusammengehaltene Paket aus Lamellenbändern, Rahmen, Peltier-Elementen und Lamellenprofilen bei Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen kann und sie sorgen dabei für den Erhalt der thermischen Kontakte. The cooling module according to the invention is held together by a spring element clamping system, wherein a good mechanical stability, an intimate mechanical connection of the Peltier elements to the fins for good heat transfer and an intimate electrical connection of optional PTC heating elements to the fins or electrical contact elements are achieved can. While in operation case with a temperature change, the metal parts of the cooling module are always subject to thermal expansion, the other components, such as a plastic or paper frame or the Peltier elements or optional PTC heating elements, no practically significant thermal expansion. The spring element clamping system according to the invention can absorb or compensate for or compensate for the different thermal expansions occurring in the cooling module and thereby ensure that the good thermal contacting of the Peltier elements and the good thermal and electrical contacting of optional PTC heating elements are maintained. The spring elements thus make it possible for the package of lamellar bands, frames, Peltier elements and lamella profiles held together by them to expand and contract as the temperature changes, thereby ensuring that the thermal contacts are maintained.
Die Größe des Kühlmoduls und seine thermische Leistung können durch die Anzahl und Größe der Peltier-Elemente und der Lamellen nahezu beliebig an praktische Erfordernisse angepasst werden. Ein erfindungsgemäßes Kühlmodul kann sehr flexibel gestaltet werden, insbesondere wenn die Peltier-Elemente mittels eines die Lamellenbänder umgebenden Rahmens, vorzugsweise aus Kunststoff oder Papier, zwischen den Lamellenbändern und den Lamellenprofilen angeordnet werden. Die elektrische Kontaktierung optionaler PTC-Heizelemente kann über metallische Kontaktbleche erfolgen. The size of the cooling module and its thermal performance can be adjusted by the number and size of the Peltier elements and the slats almost any practical needs. A cooling module according to the invention can be made very flexible, in particular if the Peltier elements are arranged between the lamellar bands and the lamellar profiles by means of a frame surrounding the lamellar bands, preferably of plastic or paper. The electrical contacting of optional PTC heating elements can be done via metallic contact plates.
Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass es bei Kühlmodulen mit einer runden Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs vorteilhaft ist, die Wärmeaufnahme aus dem zentralen Wärmeaustauschbereich, in dem die Bandlamellen angeordnet sind, und die Wärmeabfuhr an den peripheren Außenbereich des Wärmeaustauschbereichs, in dem die Profillamellen angeordnet sind, an das Strömungsprofil der jeweils diese Berei- che durchströmenden Luft anzupassen. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung des Kühlmoduls mit einem Axialventilator, der bauartbedingt in seinem radialen Außenbereich einen höheren Luftstrom und eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als im zentralen Bereich aufweist. Die Erfindung ermöglicht es, durch eine entsprechende Gestaltung der Position, Größe, Form, Ausdehnung und Anzahl der dünneren, weniger Wärme leitenden Lamellenbänder in dem zentralen Rahmen und der dickeren, mehr Wärme leitenden Lamellenprofile im Außenbereich eine entsprechende Anpassung der jeweiligen Wärmeabfuhr aus diesen Bereichen vorzunehmen, um trotz der unterschiedlichen Luftströmungen eine gleichmäßige, symmetrische oder insgesamt hohe Kühlleistung der Peltier-Elemente zu erzielen. Da wie oben beschrieben die Optimierung der Wärmeabfuhr auf der warmen Seite des Peltier-Elements eine besonders wichtige Bedeutung hat, ist die erfindungsgemäße Verwendung von gut wärmeleitenden, dicken, hohe Wandstärken aufweisenden Lamellenprofilen auf der warmen Seite der Peltier-Elemente in dem Außenbereich des Kühlmoduls besonders vorteilhaft, um von dort die Wärme an die Umgebung abgeben zu können. Dies gilt insbesondere in Kombination mit der Verwendung eines Axialventilators, dessen radial außen liegender hoher Luftstrom die Lamellenprofile durchströmt und diese gut kühlt, wobei der innen liegende geringere Luftstrom desselben Axialventilators gleichzeitig die auf der kalten Seite der Peltier-Elemente liegende dünneren Lamellenbänder durchströmen kann, um von diesen abgekühlt zu werden. The invention is further based on the finding that it is advantageous in cooling modules with a round outer contour of the heat exchange area, the heat absorption from the central heat exchange area in which the strip lamellae are arranged, and the heat dissipation to the peripheral outer area of the heat exchange area in which the profile lamellae are arranged are, to the flow profile of each of these to adapt to the flow of air. This is especially true when using the cooling module with an axial fan, which has a higher air flow and a higher flow velocity than in the central region in its radial outer region due to the design. The invention makes it possible by appropriate design of the position, size, shape, extent and number of thinner, less heat-conducting lamellae in the central frame and the thicker, more heat-conducting lamellar profiles in the outdoor area to make a corresponding adjustment of the respective heat dissipation from these areas in order to achieve a uniform, symmetrical or overall high cooling performance of the Peltier elements despite the different air flows. Since, as described above, the optimization of the heat removal on the warm side of the Peltier element has a particularly important significance, the inventive use of good heat-conducting, thick, high wall thickness lamellar profiles on the warm side of the Peltier elements in the outer region of the cooling module is particularly advantageous to be able to deliver the heat to the environment from there. This is especially true in combination with the use of an axial fan whose radially outward high air flow flows through the lamella profiles and cools well, the inner lower air flow of the same axial fan can simultaneously flow through the lying on the cold side of the Peltier elements thinner lamella bands to to be cooled by these.
Die Hintereinanderreihung mehrerer Kühlmodule, d.h. der Zusammenbau mehrerer Positionierungsrahmen mit Peltier-Elementen und Lamellen aneinander, ermöglicht es, auch bei Verwendung jeweils einstufiger Kühlmodule eine insgesamt mehrstufige Kühlleistung bereitzustellen. Ferner kann durch die Aneinanderreihung auch bei geringen Platzverhältnissen, d.h. in engen Strömungskanälen, eine hohe Kühlleistung bei geringem Druckverlust realisiert werden, wenn mehrere Kühlmodule zur Erhöhung der Gesamtleistung hintereinander kaskadiert werden. Dabei können die hintereinander angeordneten Kühlmodule auch gemeinsame Bauteile aufweisen, z.B. ein zwei oder mehrere Kühlmodule verbindendes, gemeinsames Lamellenprofil. Bei anderen Anwendungen, bei denen es stattdessen auf eine geringe Bautiefe ankommt, beispielsweise in Fahrzeugen, können mehrere Peltier-Elemente oder Kühlmodule statt hintereinander auch übereinander oder nebeneinander angeordnet werden. The series connection of several cooling modules, ie the assembly of several positioning frames with Peltier elements and lamellae to each other, makes it possible to provide a total of multi-stage cooling capacity even when using each one-stage cooling modules. Furthermore, by stringing together even in small spaces, ie in narrow flow channels, a high cooling capacity can be realized with low pressure loss when several cooling modules are cascaded to increase the overall performance in a row. The can one behind the other cooling modules also have common components, for example, a two or more cooling modules connecting, common lamellar profile. In other applications, where it depends on a small depth instead, for example in vehicles, several Peltier elements or cooling modules can be arranged one behind the other or next to each other instead of one behind the other.
Ein Kühlmodul kann aus zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Kühlmodulen zusammengesetzt sein, wobei die Lamellenbänder, die Lamellenprofile und die Rahmen der einzelnen Kühlmodule jeweils in Strömungsrichtung hintereinander fluchtend ausgerichtet sind. Allgemein kann es bei einem erfindungsgemäßen Kühlmodul zur Erzielung einer hohen Kühlleistung bei engen Querschnitten des luftdurchströmten Gehäuses vorteilhaft sein, wenn es aus zwei oder mehr in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Kühlmodulen zusammengesetzt ist, wobei die Lamellenbänder, die Lamellenprofile und die Rahmen der einzelnen Kühlmodule jeweils in Strömungsrichtung hintereinander fluchtend ausgerichtet sind, um einen geringen Strömungswiderstand und einen einfachen Aufbau zu erzielen. Dabei kann es vorteilhaft sein, für die hintereinander geschalteten Kühlmodule einen gemeinsamen Rahmen und/oder gemeinsame Peltier-Elemente vorzusehen, um unter Bewahrung des flexiblen, durch die Federelemente federnd zusammengehaltenen Aufbaus Bauteile einzusparen. Ferner kann es aus diesem Grund vorteilhaft sein, wenn mindestens zwei der auf einer Seite der Rahmen bzw. des Rahmens hintereinander liegend angeordneten Lamellenprofile zu einem gemeinsamen, einstückigen Lamellenprofil zusammengefasst sind. Auch in diesem Fall können die dem zusammengefassten Lamellenprofil gegenüberliegenden zwei anderen Lamellenprofile aufgrund ihrer separaten Federelemente unabhängig voneinander thermische Ausgleichsbewegungen durchführen. Ein erfindungsgemäßes Kühlmodul kann kostengünstig hergestellt werden. Dies gilt sowohl für die einfache Fertigung als auch für die verwendeten Komponenten. Insbesondere ist es möglich, das Kühlmodul "symmetrisch" aufzubauen, wobei manche Teile in identischer Form mehrfach in ein Kühlmodul eingebaut werden, beispielsweise Lamellenbänder, Lamellenprofile, Rahmenteile, Peltier-Elemente oder Federelemente. Dadurch benötigt man insgesamt wenige Bauteile für ein Kühlmodul und spart Herstellungskosten ein. Zudem kann ein erfindungsgemäßes Kühlmodul für die Entsorgung einfach demontiert werden, wobei wiederverwendbare Komponenten, wie beispielsweise die Lamellenbänder oder Lamellenprofile, zur erneuten Verwendung wiedergewonnen können. A cooling module may be composed of two cooling modules arranged one behind the other in the flow direction, wherein the lamellar bands, the lamella profiles and the frames of the individual cooling modules are aligned in alignment with each other in the flow direction. In general, it may be advantageous in the case of a cooling module according to the invention for achieving a high cooling capacity with narrow cross sections of the air-flowed housing, if it is composed of two or more cooling modules arranged one behind the other in the flow direction, wherein the lamellar bands, the lamella profiles and the frames of the individual cooling modules each in the flow direction aligned in a row to achieve a low flow resistance and a simple structure. It may be advantageous to provide for the series-connected cooling modules a common frame and / or common Peltier elements to save while preserving the flexible, resiliently held together by the spring elements construction components. Furthermore, it may be advantageous for this reason if at least two of the lamellar profiles arranged one behind the other on one side of the frame or of the frame are combined to form a common, one-piece lamella profile. Also in this case, the two other lamellar profiles opposite the combined lamellar profile can carry out thermal compensation movements independently of one another on account of their separate spring elements. An inventive cooling module can be produced inexpensively. This applies both to the simple production and to the components used. In particular, it is possible to construct the cooling module "symmetrically", wherein some parts are installed in an identical form several times in a cooling module, for example, lamellar bands, lamellar profiles, frame parts, Peltier elements or spring elements. This requires a total of a few components for a cooling module and saves manufacturing costs. In addition, a cooling module according to the invention for disposal can be easily disassembled, with reusable components, such as the lamellar bands or lamellar profiles, can be recovered for reuse.
Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls bestehen in der Montagefreundlichkeit, dem geringen benötigten Einbauraum, der Möglichkeit zum hintereinander Anordnen mehrerer Kühlmodule, der einfachen Zerlegbarkeit bei der Entsorgung, der verbesserten Wärmeleitankopplung des Peltier-Elements über die Lamellen an den Wärmeaustauschbereich durchströmende Luft, der Erzielung einer hohen Kühlleistung bei geringem Druckverlust, der freien Formgestaltung des Wärmeaustauschbereichs, vorzugsweise mit einer runden Außenkontur, und der Anpassbar- keit an inhomogene Luftströmungen, insbesondere bei Verwendung mit einem bevorzugten Axialventilator. Insgesamt ist das erfindungsgemäße Kühlmodul sehr vorteilhaft, flexibel, sicher und kostengünstig. Die Möglichkeit zum einfachen und flexiblen Anpassen und Optimieren seiner elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften an praktische oder kundenspezifische Anforderungen schafft die Grundvoraussetzung für ein kostengünstig herstellbares Kühlmodul. The advantages of a cooling module according to the invention consist in the ease of installation, the low installation space required, the possibility of sequentially arranging several cooling modules, easy disassembly during disposal, the improved heat conduction coupling of the Peltier element on the fins to the heat exchange region air flowing through, achieving a high Cooling capacity with low pressure loss, the free design of the heat exchange area, preferably with a round outer contour, and the adaptability to inhomogeneous air flows, especially when used with a preferred axial fan. Overall, the cooling module according to the invention is very advantageous, flexible, safe and inexpensive. The ability to easily and flexibly adapt and optimize its electrical, thermal and mechanical properties to practical or customer specific requirements creates the basic requirement for a cost-effective cooling module.
Ein weiterer Vorteil erfindungsgemäßer Kühlmodule ist, dass sie derart ausgebildet werden können, dass sie die sogenannte Nagelprüfung bestehen. Die Nagelprüfung ist ein Praxistauglichkeitstest für Geräte, bei dem simuliert wird, dass ein Benutzer mit einem Nagel in das zu prüfende Gerät sticht. Dabei darf für ein Bestehen des Tests das geprüfte Gerät nicht beschädigt werden. Another advantage of cooling modules according to the invention is that they can be designed such that they pass the so-called nail test. The nail test is a practical test for equipment that simulates a user with a nail in the test Device stings. The tested device must not be damaged in order to pass the test.
Wenn der Stromfluss durch die Peltier-Elemente umgepolt wird, kann ein erfindungsgemäßes Kühlmodul auch zum Heizen eingesetzt werden. Zusätzlich kann ein Kühlmodul auch mindestens ein PTC-Heizelement aufweisen, das bevorzugt in dem Rahmen oder im Innern des Rahmens zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern angeordnet ist. If the current flow is reversed by the Peltier elements, a cooling module according to the invention can also be used for heating. In addition, a cooling module can also have at least one PTC heating element, which is preferably arranged in the frame or in the interior of the frame between two adjacent lamella tapes.
PTC-Elemente sind Halbleiter-Widerstände aus Keramik, deren ohmscher Widerstand temperaturabhängig ist. Die Widerstands-Temperatur-Kennlinie ist nicht linear; der Widerstand eines PTC-Heizelements sinkt mit steigender Bauteiltemperatur zunächst leicht ab, um dann bei einer charakteristischen Temperatur (sogenannte Referenztemperatur) sehr steil anzusteigen. Diese insgesamt mit positiver Steigung verlaufende Widerstands- Temperatur-Kennlinie (PTC = Positive Temperature Coefficient) führt dazu, dass ein PTC-Heizelement hinsichtlich der sich bei Stromdurchfluss einstellenden Temperatur selbstregelnde Eigenschaften aufweist. PTC elements are semiconductor resistors made of ceramic whose ohmic resistance is temperature-dependent. The resistance-temperature characteristic is not linear; the resistance of a PTC heating element initially decreases slightly with increasing component temperature, in order then to rise very steeply at a characteristic temperature (so-called reference temperature). This generally positive slope coefficient (PTC = positive temperature coefficient) results in a PTC heating element having self-regulating properties with respect to the temperature setting at current flow.
Wenn die Bauteiltemperatur deutlich unter der Referenztemperatur liegt, weist das PTC-Heizelement einen niedrigen Widerstand auf, sodass entsprechend hohe Stromstärken durchgeleitet werden können. Wenn für eine gute Wärmeabfuhr von der Oberfläche des PTC-Heizelements gesorgt ist, wird dabei also entsprechend viel elektrische Leistung aufgenommen und als Wärme abgegeben. Steigt die Temperatur des PTC-Heizelements jedoch über die Referenztemperatur, steigt auch der elektrische PTC- Widerstand rasch an, sodass die elektrische Leistungsaufnahme auf einen sehr geringen Wert begrenzt wird. Die Bauteiltemperatur nähert sich dann einem oberen Grenzwert, der von der Wärmeabgabe an die Umgebung des PTC-Heizelements abhängig ist. Unter normalen Umgebungsbedingungen kann die Bauteiltemperatur des PTC-Heizelements also nicht über eine charakteristische höchste Temperatur ansteigen, selbst wenn im Störfall die gewollte Wärmeableitung von dem PTC-Heizelement an die Umgebung völlig unterbrochen wird. If the component temperature is well below the reference temperature, the PTC heating element has a low resistance, so that correspondingly high currents can be passed through. If good heat removal from the surface of the PTC heating element is taken care of, a corresponding amount of electrical power is absorbed and dissipated as heat. However, as the temperature of the PTC heater rises above the reference temperature, the PTC electrical resistance also increases rapidly, limiting the electrical power consumption to a very low level. The component temperature then approaches an upper limit, which depends on the heat release to the environment of the PTC heating element. Under normal ambient conditions, the component temperature of the PTC heating element can therefore not rise above a characteristic maximum temperature, even if in the Incidentally, the desired heat dissipation from the PTC heating element is completely interrupted to the environment.
Wegen dieser Eigenschaft sowie wegen der selbstregelnden Eigenschaft eines PTC-Heizelements, aufgrund derer die von dem PTC-Heizelement aufgenommene elektrische Leistung genau der abgegebenen thermischen Leistung entspricht, sind PTC-Heizelemente für den Einsatz in Heizungsbzw. Klimaanlagen oder bei sonstigen Anwendungen zur Luftstromerwär- mung prädestiniert, insbesondere in Fahrzeugen. Bei Fahrzeugen darf nämlich aus Sicherheitsgründen auch im Störfall keine feuergefährliche Temperatur im Heizelement entstehen, wobei gleichwohl im Normalbetrieb eine hohe Heizleistung gefordert wird. Da beispielsweise ein Kraftfahrzeugsitz aus Sicherheitsgründen auch beim Ausfall des Ventilators an der Oberfläche des Sitzes eine Maximaltemperatur, die für Menschen verträglich ist, nicht überschreiten darf, sind Heizmodule bzw. Kühlmodule mit optionaler Heizmöglichkeit mit PTC-Heizelementen hervorragend geeignet, zumal sie bei gleicher Sicherheit eine wesentlich höhere Heizleistung abgeben können, als die herkömmlich in Sitzheizungen verwendeten Matten mit elektrischen Widerstandsdrähten, deren Leistungsaufnahme aus Sicherheitsgründen sehr begrenzt sein muss. Because of this property as well as because of the self-regulating property of a PTC heating element, due to which the electrical power absorbed by the PTC heating element corresponds exactly to the output thermal power, PTC heating elements for use in Heizungsbzw. Air conditioning systems or in other applications for air flow heating predestined, especially in vehicles. For safety reasons, vehicles may not cause a flammable temperature in the heating element even in the event of a fault, although a high heat output is nevertheless required in normal operation. For example, since a motor vehicle seat for safety reasons, even in case of failure of the fan on the surface of the seat, a maximum temperature, which is tolerated by humans, must not exceed, heating modules or cooling modules with optional heating option with PTC heating elements are ideal, especially as they with the same security can give much higher heat output than the mats conventionally used in seat heaters with electrical resistance wires whose power consumption must be very limited for safety reasons.
Es wird angemerkt, dass beim Ersetzen des Peltier-Elements oder der Pel- tier-Elemente durch ein bzw. mehrere PTC-Heizelemente in einem erfindungsgemäßen Kühlmodul mit den Merkmalen des beigefügten Hauptanspruchs und/oder in einem Kühlmodul mit den Merkmalen eines oder mehrerer Unteransprüche und/oder in einem Kühlmodul gemäß der vorliegenden Beschreibung, Ausführungsbeispiele und Zeichnungen bei im Übrigen unverändertem oder im Wesentlichen gleichen Aufbau das erfindungsgemäße Kühlmodul zu einem Heizmodul mit vergleichbaren Vorteilen wird. Der erfindungsgemäße strukturelle Aufbau eines Kühlmoduls hat somit weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten als Heizmodul. Da bei einem entsprechenden Heizmodul die Lamellen zum Erwärmen des hindurchströmenden Luftstroms dienen und die von den PTC-Heizelemen- ten erzeugte Wärme von dem Luftstrom abgeführt wird, bei einem erfindungsgemäßen Kühlmodul die Lamellen (insbesondere die Lamellenbänder) dagegen zum Abkühlen des hindurchströmenden Luftstroms dienen, unterscheidet sich ein erfindungsgemäßes Kühlmodul von einem entsprechenden Heizmodul dadurch, dass das Kühlmodul eine Wärmeleitung zum Abführen der Abwärme des Peltier-Elements ermöglicht. It is noted that when replacing the Peltier element or the Peltier elements by one or more PTC heating elements in a cooling module according to the invention with the features of the attached main claim and / or in a cooling module having the features of one or more dependent claims and or in a cooling module according to the present description, embodiments and drawings with otherwise unchanged or substantially the same structure, the cooling module according to the invention to a heating module with comparable advantages. The structural design of a cooling module according to the invention thus has further advantageous applications as a heating module. Since, in the case of a corresponding heating module, the lamellae serve for heating the air stream flowing through and the heat generated by the PTC heating elements is removed from the air flow, in a cooling module according to the invention the lamellas (in particular the lamella belts) serve to cool the air flow passing through them a cooling module according to the invention of a corresponding heating module characterized in that the cooling module allows heat conduction to dissipate the waste heat of the Peltier element.
Bevorzugterweise wird ein erfindungsgemäßes Kühlmodul in ein luftdurch- strömbares Gehäuse integriert, d.h. in einem luftdurchströmbaren Gehäuse befestigt. Dabei kann ferner vorteilhafterweise ein Ventilator am Gehäuse befestigt oder in dieses eingesetzt sein, vorzugsweise ein Axialventilator. Das Gehäuse kann im Übrigen zum Einsetzen in einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, oder zum Einsetzen in einen Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromkühlung eines Fahrzeuges vorgesehen sein. Preferably, a cooling module according to the invention is integrated in an air-flowable housing, i. fastened in a housing through which air can flow. In this case, advantageously, a fan may be attached to the housing or inserted into this, preferably an axial fan. Incidentally, the housing can be provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with optionally switchable airflow cooling of a vehicle.
Ganz besondere Vorteile ergeben sich mit dem elektrischen Kühlmodul nach der vorliegenden Erfindung dann, wenn es als Gebläse in einem belüfteten Sitz, insbesondere in einem Fahrzeugsitz, oder in einem Luftkanal verwendet wird, wobei bedarfsweise die durch das Peltier-Element und die wärmeleitenden Lamellen ermöglichte Luftstromkühlung als Sitzkühlung, ggf. stufenweise oder stufenlos, zugeschaltet werden kann. Very particular advantages arise with the electric cooling module according to the present invention, when it is used as a fan in a ventilated seat, in particular in a vehicle seat, or in an air duct, wherein, if necessary, by the Peltier element and the heat-conducting fins enabled airflow cooling can be switched on as seat cooling, if necessary stepwise or continuously.
Ein erfindungsgemäßes Kühlmodul kann in vielen Gebieten vorteilhaft eingesetzt werden, z.B. zum Kühlen von Lampen, beispielsweise Halogenoder LED-Lampen, Autoscheinwerfern, Sitzen, Stühlen, Betten, kleinen Schaltschränken, Steuerpulten, Bildschirmen, Flachbildschirmen und Gehäusen mit elektrischen oder elektronischen Teilen (z.B. Netzgeräte, Router, Server, PCs, Industrie-PCs). Dabei kann das Kühlmodul außen an ein entsprechendes Gehäuse angeflanscht werden, dessen Innenraum mittels des Kühlmoduls gekühlt werden soll, und die von dem Kühlmodul erzeugte Kaltluft wird von einem Ventilator, beispielsweise dem Ventilator auf der Anströmseite des Kühlmoduls, durch eine Gehäuseöffnung in das Gehäuse geleitet. Dabei sollte die von dem Kühlmodul und seinem Peltier- Element erzeugte Abwärme nicht in den zu kühlenden Raum, d.h. nicht in das Innere des zu kühlenden Gehäuses geleitet werden. Insoweit kann ein erfindungsgemäßes Kühlmodul einen konventionellen Ventilator, der zum Kühlen Umgebungsluft in ein Gehäuse hinein oder aus diesem heraus fördert, ersetzen, mit dem Unterschied, dass das Kühlmodul wegen der erforderlichen Abfuhr seiner Wärmeleistung nicht in dem Gehäuse, sondern außerhalb untergebracht ist, d.h. die wärmeabführenden Lamellenprofile sind außerhalb des Gehäuses, dafür wird aber gegenüber der Umgebungsluft abgekühlte Luft in das Gehäuse gefördert. Mit einem erfindungsgemäßen Kühlmodul kann die Betriebstemperatur eines gekühlten oder temperierten Raumes oder Bauteils etwa im Bereich zwischen -10 °C und +50 °C eingestellt oder auf eine solche Temperatur geregelt werden. A cooling module according to the invention can be advantageously used in many fields, for example for cooling lamps, for example halogen or LED lamps, car headlights, seats, chairs, beds, small control cabinets, control panels, screens, flat screens and housings with electrical or electronic parts (eg power supplies, Routers, servers, PCs, industrial PCs). In this case, the cooling module can be flanged on the outside to a corresponding housing whose interior is to be cooled by the cooling module, and the cold air generated by the cooling module is passed by a fan, for example, the fan on the upstream side of the cooling module through a housing opening in the housing. In this case, the waste heat generated by the cooling module and its Peltier element should not be conducted into the space to be cooled, ie not into the interior of the housing to be cooled. In that regard, a cooling module according to the invention can replace a conventional fan, which conveys ambient air into or out of a housing for cooling, with the difference that the cooling module is not housed in the housing because of the required dissipation of its heat output, ie outside heat-dissipating lamellar profiles are outside of the housing, but instead of the ambient air cooled air is conveyed into the housing. With a cooling module according to the invention, the operating temperature of a cooled or tempered room or component can be set in the range between -10 ° C and +50 ° C or regulated to such a temperature.
Das erfindungsgemäße Kühlmodul bzw. sein Gehäuse kann im Übrigen zum Einsetzen in einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, oder zum Einsetzen in einen Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromkühlung oder Luftstromklimatisierung eines Fahrzeuges vorgesehen sein. Ganz besondere Vorteile ergeben sich mit dem elektrischen Kühlmodul nach der vorliegenden Erfindung bei Anwendungen in Fahrzeugen, beispielsweise zum Kühlen von Lampen, insbesondere von LED-Lampen, Scheinwerfern (insbesondere Frontscheinwerfer), der Motorsteuerung, eines Sitzes, einer Steuerelektronik, des Armaturenbrettes, eines in das Fahrzeug eingebauten Gerätes oder bei der körpernahen Klimatisierung. Bei der körpernahen Klimatisierung wird zur Erzielung von Energieeinsparungen, insbesondere in Elektrofahrzeugen, nur ein geringer Bereich um den Körper des Insassen gekühlt bzw. klimatisiert und nicht der gesamte Fahrzeuginnenraum. Hierzu werden körpernahe Luftaustrittsdüsen verwendet, aus denen temperierte Luft ausströmt, beispielsweise aus Flä- chen im Sitz, aus dem Sicherheitsgurt, der Seiten- oder Türverkleidung, der Teppichverkleidung und dem Armaturenbrett. In allen diesen Fällen kommt der Vorteil der kleinen Bauweise eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls, das optional nicht nur zum Kühlen, sondern auch zum Heizen verwendet werden kann, insbesondere auch bei der Verwendung eines PTC-Elements in dem Kühlmodul, zum Tragen. Beispielsweise bei LED- Frontscheinwerfern von Fahrzeugen ist es an kalten Tagen erforderlich, zur Inbetriebnahme der Scheinwerfer diese zunächst vorzuheizen und sie anschließend im laufenden Betrieb zu kühlen. Beides ist mit einem erfindungsgemäßen und platzsparenden Kühlmodul in vorteilhafter Weise möglich, und zwar sowohl mit als auch ohne ein darin optional verwendetes PTC-Element. Incidentally, the cooling module or its housing according to the invention can be provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with optionally switchable airflow cooling or air conditioning of a vehicle. Very particular advantages are obtained with the electric cooling module according to the present invention in applications in vehicles, for example for cooling lamps, in particular LED lamps, headlamps (especially headlights), the engine control, a seat, an electronic control unit, the dashboard, a in the vehicle built-in device or in the close-fitting air conditioning. In the case of close-to-air conditioning, to achieve energy savings, especially in electric vehicles, only a small area around the occupant's body is cooled or conditioned and not the entire vehicle interior. For this purpose, close-fitting air outlet nozzles are used, from which tempered air flows out, for example from in the seat, seat belt, side or door trim, carpet trim and dashboard. In all these cases, the advantage of the small construction of a cooling module according to the invention, which can be used optionally not only for cooling, but also for heating, especially when using a PTC element in the cooling module, comes into play. For example, in the case of LED headlamps of vehicles, it is necessary on cold days to first preheat the headlamps for commissioning of the headlamps and then to cool them during operation. Both are possible with an inventive and space-saving cooling module in an advantageous manner, both with and without a PTC element optionally used therein.
Die wärmeleitenden Lamellen dienen als wärmeableitende Elemente, mit denen das mindestens eine Peltier-Element mit seiner kalten Seite in wärmeleitender Verbindung stehenden Lamellen Wärme entzieht und mit seiner warmen Seite in wärmeleitender Verbindung stehende Lamellen erwärmt, wodurch die den Wärmeaustauschbereich durchströmende Luft im Bereich der gekühlten Lamellen gekühlt und im Bereich der erwärmten Lamellen erwärmt wird. Die Lamellen bestehen aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Metall, insbesondere Kupfer, Messing oder bevorzugt Aluminium. Die Lamellen, insbesondere die Lamellenprofile 6, können auch aus einem wärmeleitfähigen Kunststoff gefertigt sein. Derartige Kunststoffe sind beispielsweise bei Lati Industria Termoplastici S.p.A., Vedano Olona/Italien erhältlich. Dazu gehören beispielsweise Typen mit elektrisch leitfähiger Einstellung auf Basis von Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyamid 6 (PA6) und Polyurethan (PUR) sowie elektrisch isolierend eingestellte Compounds (Basiskunststoffe PP und PA12). Mit Hilfe spezieller Füllstoffe, beispielsweise mit bis zu 70 Gewichtsprozent Grafit, erreichen die Kunststoffe eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 15 W/m-K und eignen sich daher für wärmeleitende Anwendungen, bei denen bisher üblicherweise Metalle wie Aluminium zum Einsatz kamen. The heat-conducting lamellae serve as heat-dissipating elements, with which the at least one Peltier element with its cold side in heat-conducting compound lintels deprives heat and heated with its warm side in thermally conductive fins, whereby the air flowing through the heat exchange area in the area of the cooled fins cooled and heated in the heated lamellae. The lamellae consist of a good heat-conducting material, preferably of metal, in particular copper, brass or preferably aluminum. The lamellae, in particular the lamellar profiles 6, can also be made of a thermally conductive plastic. Such plastics are available, for example, from Lati Industria Termoplastici SpA, Vedano Olona, Italy. These include, for example, types with an electrically conductive adjustment based on polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide 6 (PA6) and polyurethane (PUR) as well as electrically insulating compounds (basic plastics PP and PA12). With the help of special fillers, for example, up to 70 percent by weight of graphite, the plastics reach a thermal conductivity of up to 15 W / mK and are therefore suitable for heat-conducting Applications that traditionally used metals such as aluminum.
Die Lamellen werden auf zwei unterschiedliche Weisen realisiert, nämlich entweder als umgeformtes, insbesondere gefaltetes und/oder gebogenes Lamellenband, z.B. ein mäanderförmig, rechteckförmig, z-förmig oder s- förmig zu Lamellen gefalteter Metallband-Blechstreifen, der ein längliches Wärmetauscher-Lamellenband-Modul bildet, oder als Rippen eines festen Lamellenprofils, insbesondere einem Aluminium-Strangprofil. Ein Aluminium-Fließpressteil hat eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit, sodass der für die Funktionsweise des elektrischen Kühlmoduls typische, vom Peltier-Element in die wärmeabführenden Lamellenprofile erfolgende Wär- mefluss besonders hoch ist. Ein Lamellenband im Sinne der Erfindung kann aber auch ein Feinprofil mit sehr dünnen Innenrippen sein. The slats are realized in two different ways, namely either as a deformed, in particular folded and / or bent slat strip, e.g. a meander-shaped, rectangular, z-shaped or s-shaped metal strip metal strip folded to form slats, which forms an elongated heat exchanger lamella belt module, or as ribs of a fixed lamella profile, in particular an aluminum extruded profile. An aluminum extruded part has a particularly high thermal conductivity, so that the heat flow typical of the functioning of the electric cooling module, which takes place from the Peltier element into the heat dissipating fin profiles, is particularly high. A lamellar band according to the invention may also be a fine profile with very thin inner ribs.
Ein Kühlmodul wird vorzugsweise in einem entsprechenden luftstromführenden Kanal angeordnet und sein Wärmeaustauschbereich wird mittels mindestens eines Ventilators, der auch als Lüfter bezeichnet wird, mit Luft durchströmt, die dabei mittels des Peltier-Elements gekühlt werden kann. Wegen des in Fahrzeugen für luftstromführende Kanäle begrenzten Platzes werden im Stand der Technik als Ventilatoren bei Kühlmodulen mit Peltier-Elementen meist Radialventilatoren eingesetzt. Sie sind jedoch eher weniger für diesen Zweck geeignet, da sie einen hohen Druck bei entsprechend hohen Ausströmgeschwindigkeiten erzeugen. Vorteilhafter sind Axialventilatoren, die einen hohen geförderten Luftdurchsatz (hoher Volumenstrom) bei geringen Abmessungen liefern. Ihre im Vergleich zu einem Radialventilator geringere Druckerhöhung ist für die meisten Anwendungen in Fahrzeugen nicht bedeutsam. A cooling module is preferably arranged in a corresponding airflow-conducting channel and its heat exchange region is flowed through by means of at least one fan, which is also referred to as a fan, with air, which can be cooled by means of the Peltier element. Because of the limited space in vehicles for air-flow channels space are usually used in the art as fans in cooling modules with Peltier elements radial fans. However, they are rather less suitable for this purpose, since they produce a high pressure at correspondingly high outflow velocities. More advantageous are axial fans, which provide a high flow rate of air (high volume flow) with small dimensions. Their lower pressure increase compared to a centrifugal fan is not significant for most automotive applications.
Die Kühlmodule umfassen in der Regel mehrere mit ihrer Schmalseite im Luftstrom stehende Peltier-Elemente, die an ihren flachen Ober- und Unterseiten jeweils mit Lamellen wärmeleitend verbunden sind. Die an die Peltier-Elemente angrenzenden Wärmeabgabebereiche weisen Lamellen auf, beispielsweise mäanderförmig angeordnete Metalllamellen, die ebenfalls mit ihrer Schmalseite im Luftstrom stehen und an ihrer Breitseite die Peltier-Elemente in regelmäßigen Abständen für einen Wärmeübergang aufliegend thermisch kontaktieren. Um eine gute Wärmeleitung zwischen den Peltier-Elementen und den wärmeleitenden Lamellen zu erzielen, können Wärmeleitkleber oder sonstige Verbindungstechniken verwendet werden; es hat sich jedoch als effizienteste Lösung erwiesen, die Peltier-Elemente und die wärmeleitenden Lamellen in einen diese zu einem Modul zusammenfassenden Rahmen zu setzen und mindestens ein Federelement vorzusehen, wodurch die wärmeleitenden Lamellen, Rahmen und die Peltier-Elemente zusammengehalten werden. As a rule, the cooling modules comprise a plurality of Peltier elements which are in the air flow with their narrow side and which are thermally conductively connected to lamellae at their flat upper and lower sides. The to the Peltier elements adjacent heat-emitting areas have lamellae, for example, meandering arranged metal fins, which are also with their narrow side in the air flow and thermally contact the Peltier elements on its broad side at regular intervals for heat transfer. In order to achieve a good heat conduction between the Peltier elements and the heat-conducting fins, thermal adhesive or other bonding techniques can be used; However, it has proved to be the most efficient solution to put the Peltier elements and the heat-conducting lamellae in a module summarizing this frame and provide at least one spring element, whereby the heat-conducting fins, frames and the Peltier elements are held together.
Ein erfindungsgemäßes Kühlmodul kann beispielweise in Bauarten realisiert werden, die vereinfacht als runde oder eckige Bauart bezeichnet werden können. Die elektrischen Kühlmodule der runden Bauart weisen einen in ihrer Außenkontur ringförmigen, insbesondere kreisrund ausgebildeten Wärmeaustauschbereich auf, in dem die Lamellenbänder, der Rahmen und die Lamellenprofile angeordnet sind. Dies vereinfacht die Montage, insbesondere wenn diese automatisiert werden soll, und erhöht die Effizienz des Wärmeübergangs von dem Peltier-Element auf den durch den Wärmeaustauschbereich bzw. die Lamellenbänder bzw. die Lamellenprofile geleiteten Luftstrom. Ein kreisrunder Wärmeaustauschbereich ist strömungsgünstig und deshalb in Bezug auf die Strömungsverhältnisse bevorzugt. Die elektrischen Kühlmodule der eckigen Bauart weisen einen in ihrer Außenkontur eckig, insbesondere rechteckig ausgebildeten Wärmeaustauschbereich auf, in dem die Lamellenbänder, der Rahmen und die Lamellenprofile angeordnet sind. Die rechteckige Form ist jedoch strömungstechnisch zur Luftstromerwärmung insbesondere dann nicht optimal, wenn der Platz für entsprechende luftstromführende Kanäle wie in einem Kraftfahrzeug nur sehr begrenzt ist. Dagegen kann ein Kühlmodul der rechteckigen Bauart bevorzugt sein, weil diese im Vergleich zur run- den Bauart besonders viel Masse an wärmeleitendem Material und damit besonders viel Wärmetransport- bzw. Kühlleistung im äußeren Bereich, d.h. im Bereich der Lamellenprofile aufweisen kann. An inventive cooling module can be realized for example in types that can be referred to simply as a round or square design. The electrical cooling modules of the round design have an annular contour in their outer contour, in particular circular heat exchange region in which the lamellar bands, the frame and the lamellar profiles are arranged. This simplifies assembly, particularly when it is to be automated, and increases the efficiency of the heat transfer from the Peltier element to the airflow routed through the heat exchange region (s). A circular heat exchange region is streamlined and therefore preferred in terms of flow conditions. The electric cooling modules of the angular design have an angularly shaped in their outer contour, in particular rectangular heat exchange region in which the lamellar bands, the frame and the lamellar profiles are arranged. However, the rectangular shape is not optimal in terms of flow for the purpose of controlling air flow, especially when the space for corresponding air-flow channels is very limited, as in a motor vehicle. In contrast, a cooling module of the rectangular type may be preferred because, in comparison with the The design of a particularly large mass of thermally conductive material and thus particularly high heat transport or cooling capacity in the outer region, ie in the region of the lamellar profiles may have.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die darin beschriebenen Besonderheiten können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben, auch wenn sie bei anderen Ausführungsformen vorteilhaft eingesetzt werden können. Es zeigen : The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the figures. The features described therein may be used alone or in combination with each other to provide preferred embodiments of the invention. Identical or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the various figures and usually described only once, although they can be used advantageously in other embodiments. Show it :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls,  1 shows a perspective view of a first embodiment of a cooling module according to the invention,
Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 1,  FIG. 2 shows an exploded perspective view of FIG. 1,
Figur 3 eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 1, FIG. 3 shows a further perspective exploded view of FIG. 1,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Kühlmoduls von Figur 1 in einem Gehäuse mit rundem Querschnitt und rechteckigem Luftaustritt, gesehen von der Luftaustrittsseite, FIG. 4 shows a perspective view of the cooling module of FIG. 1 in a housing with a round cross-section and a rectangular air outlet, as seen from the air outlet side,
Figur 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 4,  FIG. 5 is an exploded perspective view of FIG. 4;
Figur 6 eine axiale Ansicht zu Figur 4,  FIG. 6 is an axial view of FIG. 4,
Figur 7 einen Längsschnitt zu Figur 4,  FIG. 7 shows a longitudinal section to FIG. 4,
Figur 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls,  8 is an exploded perspective view of a second embodiment of a cooling module according to the invention,
Figur 9 eine axiale Ansicht zu Figur 8,  FIG. 9 is an axial view of FIG. 8;
Figur 10 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einem Gehäuse oder Luftkanal mit rechteckigem Querschnitt,  10 is a perspective view of a third embodiment of a cooling module according to the invention in a housing or air duct with rectangular cross-section,
Figur 11 eine perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 10, Figur 12 axiale Ansicht zu Figur 11, FIG. 11 is an exploded perspective view of FIG. 10; FIG. 12 shows an axial view of FIG. 11,
Figur 13 eine axiale Ansicht zu Figur 10,  FIG. 13 is an axial view of FIG. 10;
Figur 14 eine radiale Aufsicht zu Figur 10,  FIG. 14 is a radial plan view of FIG. 10;
Figur 15 eine Seitenansicht des Federbügels von Figur 11,  FIG. 15 is a side view of the spring clip of FIG. 11;
Figur 16 eine erste Abwandlung zu Figur 15 und  FIG. 16 shows a first modification to FIG. 15 and FIG
Figur 17 eine zweite Abwandlung zu Figur 15.  FIG. 17 shows a second modification to FIG. 15.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls 1, und zwar in Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht, in Figur 2 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung zu Figur 1 und in Figur 3 in einer weiteren perspektivischen Explosionsdarstellung zu Figur 1. Das in Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellte elektrische Kühlmodul 1 zum elektrischen Kühlen eines in einer Strömungsrichtung 2 strömenden Luftstroms 3, insbesondere zum Kühlen und Belüften eines Sitzes, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst einen luftdurchströmbaren Wärmeaustauschbereich 4 mit darin angeordneten wärmeleitenden Lamellen. Die Lamellen umfassen dabei zwei unterschiedliche Ausführungsformen in Kombination, nämlich zwei Lamellenbänder 5, die als nebeneinander angeordnete Lamellenband-Module ausgebildet sind, und zwei feste Lamellenprofile 6. Die Lamellenbänder 5 können beispielsweise mäander- förmig, rechteckförmig, z-förmig oder s-förmig zu Lamellenbandmodulen gefaltet sein. Besonders vorteilhafte Lamellenfaltungen sind in der Druckschrift WO 2009/087106 AI und in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 033 309.3 beschrieben. Die Lamellenbänder 5 sind im zentralen Bereich des Wärmeaustauschbereichs 4 innerhalb eines Rahmens 7 angeordnet, der quer zur Strömungsrichtung 2 angeordnet ist. Die Lamellenprofile 6 sind im Außenbereich des Wärmeaustauschbereichs 4 angeordnet. Insbesondere kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wie dargestellt vorgesehen sein, dass die Lamellenprofile 6 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind, um einen optimierten Aufbau und eine gute Kühlleistung des Kühlmoduls 1 zu erzielen. 1 to 3 show a first exemplary embodiment of a cooling module 1 according to the invention, specifically in FIG. 1 in a perspective view, in FIG. 2 in a perspective exploded view to FIG. 1 and in FIG. 3 in a further perspective exploded view to FIG. 1. FIG 1 is a perspective view of an electric cooling module 1 for electrically cooling an airflow 3 flowing in a flow direction 2, in particular for cooling and ventilating a seat, according to a first exemplary embodiment of the present invention, comprising an air-throughflowable heat exchange region 4 with heat-conducting fins arranged therein. The lamellae comprise two different embodiments in combination, namely two lamellae bands 5, which are formed as lamellar band modules arranged side by side, and two fixed lamellar profiles 6. The lamellae bands 5 can be meandering, rectangular, z-shaped or s-shaped, for example Be folded flap band modules. Particularly advantageous lamellar folds are described in the document WO 2009/087106 A1 and in the German patent application DE 10 2010 033 309.3. The lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat exchange region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2. The lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat exchange region 4. In particular, it can be provided as shown, according to a further advantageous feature, that the lamellar profiles 6 outside of Frame 7 are arranged in order to achieve an optimized structure and a good cooling capacity of the cooling module 1.
Die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 stehen mit einem oder mehreren Peltier-Elementen 10, die in Figur 2 zu erkennen sind, in wärmeleitender Verbindung und sind mit diesen und dem Rahmen 7 zu dem Modul 1 zusammengefasst. Die elektrische Kontaktierung der Peltier- Elemente 10 erfolgt mittels Zuleitungen 8. Die Einzelteile des Kühlmoduls 1 werden mit Federelementen 9 zusammengehalten, welche die Lamellen- bänder 5, die Lamellenprofile 6 und die Peltier-Elemente 10 zusammendrücken. The lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in heat-conducting connection with one or more Peltier elements 10, which can be seen in FIG. 2, and are combined with these and the frame 7 to form the module 1. The electrical contacting of the Peltier elements 10 takes place by means of feed lines 8. The individual parts of the cooling module 1 are held together with spring elements 9 which compress the lamellae bands 5, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
Der Luftstrom 3 durch den Wärmeaustauschbereich 4 des Kühlmoduls 1 umfasst zwei Bereiche, nämlich den inneren Luftstrom durch den inneren Bereich, der durch die Lamellenbänder 5 strömt, und den äußeren Luftstrom durch den äußeren Bereich, der durch die Lamellenprofile 6 strömt. In der normalen Betriebsart des Kühlmoduls 1 zum Kühlen des inneren Luftstroms sind die Peltier-Elemente 10 so geschaltet, dass den Lamellenbändern 5 Wärme entzogen und diese Wärme über die Lamellenprofile 6 an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch wird der innere Luftstrom abgekühlt und der äußere Luftstrom erwärmt. Der innere Luftstrom wird in der Regel von einem Ventilator erzeugt werden. Der äußere Luftstrom kann von einem Ventilator erzeugt werden, bei dem es sich um denselben Ventilator wie für den inneren Luftstrom oder um einen anderen Ventilator handeln kann, er kann sich aber auch ohne Ventilator aufgrund der zwischen den warmen Rippen der Lamellenprofile 6 gebildeten Thermik der Luft selbsttätig bilden. The air flow 3 through the heat exchange region 4 of the cooling module 1 comprises two regions, namely the inner air flow through the inner region, which flows through the lamella belts 5, and the outer air flow through the outer region, which flows through the lamellar profiles 6. In the normal mode of operation of the cooling module 1 for cooling the internal air flow, the Peltier elements 10 are switched so that heat is removed from the lamellar bands 5 and this heat is released via the lamellar profiles 6 to the environment. This cools the inner airflow and heats the outer airflow. The inner air flow will usually be generated by a fan. The outer air flow can be generated by a fan, which may be the same fan as the inner air flow or another fan, but it may also be without a fan due to the thermals of the air formed between the warm ribs of the fin profiles 6 to form automatically.
Der innere und der äußere Luftstrom können durch optionale Strömungs- leitelemente, beispielsweise Trennwände, Luftleitkanäle, Düsen, Luftklap- pen usw. voneinander getrennt werden, insbesondere um einen räumlich fest abgegrenzten inneren Luftstrom zu erhalten. Wenn die Peltier-Ele- mente 10 des Kühlmoduls 1 umgepolt werden, werden die Lamellenprofile 6 abgekühlt und die Lamellenbänder 5 erwärmt. Dadurch wird der durch die Lamellenbänder 5 strömende innere Luftstrom erwärmt und das Kühlmodul 1 wird in dieser Betriebsart somit zu einem Heizmodul, da der innere Luftstrom erwärmt statt gekühlt wird. The inner and the outer air flow can be separated from each other by optional flow guide elements, for example partitions, air ducts, nozzles, air flaps, etc., in particular in order to obtain a spatially firmly delimited inner air flow. If the Peltier Elec- 10 of the cooling module 1 are reversed, the lamellar profiles 6 are cooled and the lamellae 5 is heated. As a result, the inner air flow flowing through the lamellar belts 5 is heated, and the cooling module 1 thus becomes a heating module in this operating mode, since the inner air flow is heated instead of being cooled.
Aus strömungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 axial stromauf oder stromab zu dem Luftstrom 3 weisen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn wie in Figur 1 dargestellt die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 in dem Kühlmodul 1 nicht in radialer Richtung (quer zu Strömungsrichtung 2), sondern als Sehne oder Sekante in dem Wärmeaustauschbereich 4 verlaufen. Dies bedeutet, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 nicht in radialer Richtung, bezogen auf einen Mittelpunkt des Wärmeaustauschbereichs 4, sondern gewissermaßen quer in dem Wärmeaustauschbereich 4 verlaufen. Hierdurch können die Lamellen, insbesondere die Lamellenbänder 5 mit hoher Genauigkeit an vorgegebenen Stellen angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in den Lamellenbändern 5 und/oder den Lamellenprofilen 6 Luftdurchtrittsöffnungen mit rechteckigen und zumindest bereichsweise gleichmäßig gleichen Querschnitten realisiert werden können, was sowohl für einen geringen Luftwiderstand des Kühlmoduls 1 als für eine hohe Kühlleistung vorteilhaft ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann dabei wie dargestellt zur Vermeidung von Verwirbelungen vorgesehen sein, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 jeweils zueinander parallel sind, vorzugsweise dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und der Lamellenprofile 6 zueinander parallel sind. For flow reasons, it is advantageous if the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. Furthermore, it is advantageous if, as shown in FIG. 1, the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 in the cooling module 1 do not extend in the radial direction (transverse to the flow direction 2) but as a chord or secant in the heat exchange region 4. This means that the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 do not extend in the radial direction, relative to a center of the heat exchange region 4, but to a certain extent transversely in the heat exchange region 4. As a result, the slats, in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations. Another advantage is that in the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passage openings with rectangular and at least partially uniformly equal cross-sections can be realized, which is advantageous both for a low air resistance of the cooling module 1 as for a high cooling capacity. In a further advantageous embodiment can be provided as shown to avoid turbulence that the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 are mutually parallel, preferably that the narrow sides of the lamella belts 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to each other.
Umlenkungen und Verwirbelungen im Luftstrom 3, die sich druckerhöhend auswirken, werden ferner nach einem anderen vorteilhaften dargestellten Merkmal vermieden, wenn die (sich in axialer Richtung, d.h. in Strö- mungsrichtung 2 erstreckenden) Breitseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 nicht gegen die axiale Richtung und somit nicht gegen die direkte Luftströmungsrichtung 2 gekippt oder verdreht sind, sondern axial in dem Kühlmodul 1 verlaufen. Deflections and turbulences in the airflow 3, which have a pressure-increasing effect, are also avoided according to another advantageous feature shown, when the (in the axial direction, ie in flow direction) mungsrichtung 2 extending) broad sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 are not tilted or twisted against the axial direction and thus not against the direct air flow direction 2, but extend axially in the cooling module 1.
Ein einfacher Aufbau des Kühlmoduls 1 ergibt sich, wenn es mehrere jeweils zu einem Lamellenband-Modul zusammengefasste Lamellenbänder 5 aufweist und die Lamellenband-Module in dem Rahmen 7 mit ihren Längsseiten, die in einer Ebene quer und axial zur Strömungsrichtung 2 verlaufen, nebeneinander liegend und/oder mit diesen Längsseiten jeweils untereinander in thermischer Verbindung stehend angeordnet sind. Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist zwei solche Lamellenband-Module auf. A simple construction of the cooling module 1 results when it has a plurality of each lamella band 5 combined into a lamellar band module and the lamellar band modules lying in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane adjacent to each other and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other. The embodiment shown in Figures 1 to 3 has two such slat band modules.
Der Rahmen 7 kann prinzipiell jede beliebige Form haben, beispielsweise rund, eckig oder vieleckig. Zur Vereinfachung der Fertigung und Montage ist es bevorzugt, wenn der Rahmen 7 eine rechteckige Form hat. Eine nahezu maximal große Fläche des von dem Rahmen 7 abgedeckten Teils des Wärmeaustauschbereichs 4 wird erzielt, wenn wie in Figur 1 dargestellt der Rahmen 7 rechteckig ist und die Ecken des Rechtecks dicht an der Außenkontur des Kühlmoduls 1 angeordnet sind. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs 4 ringförmig, d.h. im Wesentlichen rund, kreisrund, elliptisch oder stadionförmig ausgebildet. The frame 7 can in principle have any shape, for example, round, square or polygonal. To simplify the manufacture and assembly, it is preferred if the frame 7 has a rectangular shape. An almost maximum area of the part of the heat exchange area 4 covered by the frame 7 is achieved if, as shown in FIG. 1, the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the cooling module 1. In the embodiment shown in Figure 1, the outer contour of the heat exchange region 4 is annular, i. essentially round, circular, elliptical or stadium-shaped.
Rippen des Lamellenprofils 6 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in ihrem Außenbereich offen und nicht paarweise verbunden. Diese offene, geschlitzte Ausbildung der Rippen des Lamellenprofils 6 ist beispielsweise bevorzugt, wenn das Kühlmodul 1 in ein Gehäuse oder einen Strömungskanal mit sich im Bereich des Kühlmoduls 1 verjüngendem oder verbreiterndem Querschnitt, also in ein konisches Gehäuse eingesetzt wird. Der Luftstrom wird dann nämlich zusammengedrückt und kann, da die Strömung nicht durch Querverbindungen am Ende der Rippen behindert wird, besser zwischen die Lamellen des Lamellenprofils 6 strömen, wobei das Lamellenprofil 6 weiterhin eine zylindrische oder rechteckig Außenform haben kann. Zum Führen des Kühlmoduls 1 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) können bei zum Rand hin offenen Lamellenprofilen 6 auch beispielsweise auf der Außenseite des Lamellenprofils 6 ein oder mehrere Stege (nicht dargestellt, gebildet durch Fortsätze an den Lamellenprofilen 6 oder durch die Rippen selbst) vorgesehen sein, die in entsprechende Führungsnuten in dem Gehäuse eingreifen, oder das Gehäuse weist an seiner Innenseite ein oder mehrere Stege auf, die zwischen die Rippen eingreifen, die somit zugehörige Führungsnuten bilden. Ribs of the lamellar profile 6 are in the embodiment of Figure 1 in its outer region open and not connected in pairs. This open, slotted formation of the ribs of the lamellar profile 6 is preferred, for example, when the cooling module 1 is inserted into a housing or a flow channel with a tapering or widening cross-section in the region of the cooling module 1, that is to say into a conical housing. The air flow is namely compressed and namely can, since the flow is not hindered by cross-connections at the end of the ribs, better flow between the fins of the fin profile 6, wherein the fin profile 6 may continue to have a cylindrical or rectangular outer shape. For guiding the cooling module 1 in a housing (not shown), one or more webs (not shown, formed by extensions on the lamellar profiles 6 or by the ribs themselves) may be provided on the outside of the lamellar profile 6 with lamellar profiles 6 open towards the edge be, which engage in corresponding guide grooves in the housing, or the housing has on its inside one or more webs which engage between the ribs, thus forming associated guide grooves.
Die Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Explosionsdarstellung des Kühlmoduls 1 weitere vorteilhafte Merkmale des Kühlmoduls 1 von Figur 1. Man erkennt hier gut, dass das Kühlmodul 1 zwei Lamellenprofile 6 aufweist, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Hierdurch ist eine Wärmeabfuhr aus den Lamellenbändern 5 des Kerns zu zwei Seiten außerhalb des Rahmens 7 möglich. Ferner sind gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal die Lamellenbänder 5 im Innern des Rahmens 7 und die Lamellenprofile 6 auf der Außenseite des Rahmens 6 angeordnet. 2 shows in a perspective exploded view of the cooling module 1 further advantageous features of the cooling module 1 of Figure 1. It can be seen here well that the cooling module 1 has two lamellar profiles 6, which are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7. As a result, heat removal from the lamellar bands 5 of the core to two sides outside the frame 7 is possible. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar bands 5 are arranged in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 on the outside of the frame 6.
Der Rahmen 7 besteht vorteilhafterweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Kunststoff. Zur Verbesserung der Wärmeisolierung zwischen der kalten und der warmen Seite der Peltier- Elemente 10, d.h. zwischen den Lamellenbändern 5 und den Lamellenpro- filen 6, wird der Rahmen 7 bevorzugt aus einem thermisch isolierenden Material gebildet. Dies dient der thermischen Isolierung des gekühlten Kerns mit den Lamellenbändern 5 und somit auch dem Schutz gegen Feuchtigkeit. Bevorzugte thermisch isolierende Materialien, aus denen der Rahmen 7 gebildet sein kann und die sich insbesondere auch leicht ver- arbeiten lassen, sind Kunststoffe, vorzugweise verformbare weiche Kunststoffe, Hochtemperaturfasern, Faserprodukte (Vliese), Papierprodukte, Styropor oder Polypropylen, insbesondere Styropor-(EPP)-extrudiert, d.h. aus expandiertem Polypropylen (EPP). Zudem gleichen solche Stoffe Maßabweichungen oder thermische Ausdehnungen aus. The frame 7 is advantageously made of an electrically non-conductive material, such as plastic. To improve the thermal insulation between the cold and the warm side of the Peltier elements 10, ie between the lamellar bands 5 and the lamella profiles 6, the frame 7 is preferably formed from a thermally insulating material. This serves for the thermal insulation of the cooled core with the lamellar bands 5 and thus also the protection against moisture. Preferred thermally insulating materials from which the frame 7 can be formed and which in particular can also be easily removed. can work, are plastics, preferably deformable soft plastics, high temperature fibers, fiber products (nonwovens), paper products, polystyrene or polypropylene, in particular polystyrene (EPP) -extruded, ie expanded polypropylene (EPP). In addition, such substances compensate for deviations or thermal expansions.
Besonders geeignete Hochtemperaturfasern, Faserprodukte oder Papierprodukte sind beispielsweise Insulfrax® Papierprodukte des Herstellers Unifrax. Sie werden aus Rohfasern, Erdalkalien-Silikat-Wolle und speziell ausgewählten organischen Bindemitteln hergestellt. Dadurch werden flexible Papiere mit guter Festigkeit und Flexibilität, gleichmäßiger Struktur bei geringer Wärmeleitfähigkeit, guten Verarbeitungseigenschaften, einfacher Stanzbarkeit, glatter Oberfläche, hoher Temperaturbeständigkeit (bis 1200 °C), geringem Gewicht und guten thermischen und akustischen Isolationseigenschaften gewonnen. Particularly suitable high-temperature fibers, fiber products or paper products are, for example, Insulfrax® paper products of the manufacturer Unifrax. They are made from virgin fiber, alkaline earth silicate wool and specially selected organic binders. This produces flexible papers with good strength and flexibility, uniform structure with low thermal conductivity, good processing properties, easy stampability, smooth surface, high temperature resistance (up to 1200 ° C), low weight and good thermal and acoustic insulation properties.
Ein weiteres bevorzugtes Material für den Rahmen 7 ist Polypropylen bzw. Styropor, insbesondere Styropor-(EPP)-extrudiert, d.h. expandiertes Polypropylen (EPP), vorzugsweise als Formteil. Es handelt sich hierbei um einen Partikelschaumstoff auf Polypropylen-Basis. Die Verarbeitung im sogenannten Formteilprozess findet in speziellen Formteilautomaten statt. EPP gewinnt zunehmend auch außerhalb seiner anfänglichen Einsatzgebiete (Automobil und hochwertige Mehrwegverpackung) an Bedeutung. Es hat eine gute Festigkeit, eine gleichmäßige Struktur bei geringer Wärmeleitfähigkeit, eine glatte Oberfläche, ist gut verarbeitet und bearbeitbar, eine hohe Temperaturbeständigkeit (bis ca. 200 °C), ein geringes Gewicht und gute thermische und akustische Isolationseigenschaften. Another preferred material for the frame 7 is polypropylene or polystyrene, especially polystyrene (EPP) extruded, i. expanded polypropylene (EPP), preferably as a molded part. It is a particle foam based on polypropylene. Processing in the so-called molding process takes place in special molding machines. EPP is increasingly gaining importance outside of its initial application areas (automotive and high-quality returnable packaging). It has a good strength, a uniform structure with low thermal conductivity, a smooth surface, is well processed and machinable, a high temperature resistance (up to 200 ° C), a low weight and good thermal and acoustic insulation properties.
Die Peltier-Elemente 10 sind in dem Rahmen 7 angeordnet, d.h. in Öffnungen 11 in den Rahmen 7 eingesetzt, und stehen sowohl mit den im Innern des Rahmens 7 angeordneten Lamellenbändern 5 als auch mit den auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordneten Lamellenprofilen 6 in wärmeleitender Verbindung. Dadurch kann der von dem Peltier-ElementThe Peltier elements 10 are arranged in the frame 7, that is inserted into openings 11 in the frame 7, and are available both with the arranged inside the frame 7 slats bands 5 as well as arranged on the outside of the frame 7 fin profiles 6 in thermally conductive connection. This can be done by the Peltier element
10 bei Stromfluss erzeugte Wärmetransport von den Lamellen auf der kalten Seite des Peltier-Elements 10, d.h. in der Regel von den Lamellenbändern 5, zu den Lamellen auf der warmen Seite des Peltier-Elements 10, d.h. in der Regel zu den Lamellenprofilen 6, erfolgen. Der Rahmen 7 nimmt sozusagen die Peltier-Elemente 10 in einer Trennebene oder Trennwand auf, die von dem Rahmen 7 zwischen den Lamellenbändern 5 und den Lamellenprofilen 6 gebildet wird. 10 heat flow generated by current flow from the fins on the cold side of the Peltier element 10, i. usually from the lamellar bands 5, to the lamellae on the warm side of the Peltier element 10, i. usually to the lamellar profiles 6, done. The frame 7 accommodates, as it were, the Peltier elements 10 in a dividing plane or dividing wall, which is formed by the frame 7 between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6.
Der Rahmen 7 bildet vorzugsweise in und entgegen der axialen Strömungsrichtung 2 einen Überstand über die darin eingesetzten Peltier- Elemente 10. Dadurch werden die Peltier-Elemente 10 in den ÖffnungenThe frame 7 preferably forms a supernatant in and against the axial flow direction 2 via the Peltier elements 10 inserted therein. As a result, the Peltier elements 10 in the openings
11 des Rahmens 7 auch in axialer Richtung des Kühlmoduls 1 geführt, insbesondere wenn der Rahmen 7 aus einem festen Material wie Kunststoff oder EPP gebildet ist. 11 of the frame 7 also guided in the axial direction of the cooling module 1, in particular when the frame 7 is formed of a solid material such as plastic or EPP.
Der Rahmen 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt, wobei beide Rahmenhälften jeweils u-förmig ausgebildet sind. Die Peltier-Elemente 10 sind vorzugsweise in den U-Rücken 12 der Rahmenhälften angebracht. Die U-Schenkel 13 der Rahmenhälften weisen aufeinander zu. Die U- Schenkel 13 der Rahmenhälften können in Richtung zueinander und gegeneinander verschiebbar sein, um thermische Ausdehnungen ausgleichen zu können, wobei sie durch die Innenseiten der Lamellenprofile 6 geführt werden können. Dies Verschiebbarkeit ist jedoch nicht in allen Ausführungsformen erforderlich, insbesondere wenn der Rahmen 7 aus einem verformbaren Material besteht. Die sich gegenüberliegenden Enden der Rahmenteile können auch miteinander verbunden werden, beispielsweise wie in Figur 2 dargestellt durch eine Schwalbenschwanzführung, bei der ein Nocken eines Endes in eine entsprechende Nut des gegenüberliegenden Endes eingreift. Eine solche Ausführungsform kann bei runden Strömungsquerschnitten bevorzugt sein. In den Innenecken des Rahmens 7 können Nuten ausgebildet sein. Diese können einerseits bei der Montage des Rahmens 7 zweckmäßig sein, beispielsweise wenn er aus einem Faser- oder Papierprodukt hergestellt wird, um ihn an den dadurch gegebenen Falzstellen falten zu können. Die Nuten können aber auch als Ablauf- oder Sammelrinne 24 dienen, in denen sich beim Kühlbetrieb entstehendes Kondensat sammelt. Sie können auch zur Wasserableitung dienen. Wenn das Wasser zu den Lamellenprofilen 6 geleitet wird, kann es dort verdampfen, was zu einer zusätzlichen vorteilhaften Kühlung der Lamellenprofile 6 führt. The frame 7 is divided into two parts in this embodiment, wherein both frame halves are each U-shaped. The Peltier elements 10 are preferably mounted in the U-back 12 of the frame halves. The U-legs 13 of the frame halves face each other. The U-legs 13 of the frame halves can be displaced in the direction of each other and against each other in order to compensate for thermal expansions, where they can be guided by the insides of the lamellar profiles 6. However, this displaceability is not required in all embodiments, especially when the frame 7 is made of a deformable material. The opposite ends of the frame members may also be interconnected, for example, as shown in Figure 2 by a dovetail guide, wherein a cam of one end engages in a corresponding groove of the opposite end. Such an embodiment may be preferred for round flow cross sections. In the inner corners of the frame 7 grooves may be formed. These can be useful on the one hand in the assembly of the frame 7, for example, if it is made of a fiber or paper product to be able to fold it at the given crimping can. The grooves can also serve as drainage or collecting channel 24, in which accumulates condensate formed during cooling operation. They can also serve for water drainage. If the water is conducted to the lamellar profiles 6, it can evaporate there, resulting in an additional advantageous cooling of the lamellar profiles 6.
Die zwei Lamellenprofile 6 sind in Form eines Bogens, d.h. bogenartig, bogenförmig oder in etwa bogenförmig ausgebildet auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordnet. Sie sind mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens 7 und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs 4 angepasst, um den vorhandenen Platz optimal ausnutzen zu können. Die Lamellenprofile 6 weisen an ihren dem Rahmen 7 zugewandten Innenseite gerundete Innenecken 15 auf, die die Lamellenprofile 6 stabil und spannungsfrei machen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich innerhalb des Rahmens 7 zwei Lamellenbänder 5, die jeweils zu einem Lamellenband- Modul zusammengefasst sind, die parallel nebeneinander liegen. Zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes sind Ausführungsformen bevorzugt, bei denen der von dem Rahmen 7 umschlossene zentrale Bereich des Wärmeaustauschbereichs 4 vollständig oder nahezu vollständig mit Lamellenbändern 5 ausgefüllt ist. Die Höhe der Lamellenbänder 5 wird aus fertigungstechnischen Gründen oder wegen der Stabilität der Lamellenbänder 5 in der Regel kleiner als etwa 15 mm sein. Daher sind in dem Rahmen 7 mehrere Lamellenbänder 5 nebeneinander ange- ordnet, um eng an den Peltier-Elementen 10 anliegend den Raum zwischen den Peltier-Elementen 10 im Rahmen 7 zu überbrücken bzw. aus- zufüllen. Ferner ist in jeweils einem der U-Rücken 12 ein Peltier-Element 10 angeordnet (siehe auch Figur 3). The two lamellar profiles 6 are in the form of an arc, ie arc-shaped, arc-shaped or approximately arc-shaped on the outside of the frame 7 is arranged. They are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat exchange region 4 in order to make optimum use of the available space can. The lamellar profiles 6 have on their inner side facing the frame 7 rounded inner corners 15, which make the lamellar profiles 6 stable and stress-free. In the illustrated embodiment are located within the frame 7, two slat bands 5, which are each combined to form a slat band module, which are parallel to each other. For optimum utilization of the available space, embodiments are preferred in which the central area of the heat exchange area 4 enclosed by the frame 7 is completely or almost completely filled with lamellar bands 5. The height of the lamella bands 5 will be less than about 15 mm for manufacturing reasons or because of the stability of the lamella bands 5 usually. Therefore, a plurality of lamellar bands 5 are arranged next to one another in the frame 7, in order to bridge or close the space between the Peltier elements 10 in the frame 7 closely adjacent to the Peltier elements 10. to fill. Further, in each case one of the U-back 12, a Peltier element 10 is arranged (see also Figure 3).
In der Explosionsdarstellung gemäß Figur 3 des Kühlmoduls 1 ist dargestellt, dass zwischen den Peltier-Elementen 10 und dem jeweils daran angrenzenden Lamellenband 5 bzw. Lamellenband-Modul noch ein Auflageelement 14 in Form eines Auflageblechs angeordnet ist, das thermisch leitend ist, d.h. vorzugsweise aus Metall besteht, und insbesondere der mechanischen Anpassung und der Verteilung von Kräften dient. Ein optionales PTC-Heizelement kann im Innern des Rahmens 7 zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern 5 eingesetzt werden, insbesondere anstelle des mittleren der drei dargestellten Auflageelemente 14, eventuell mit zugehörigem elektrischem Kontaktblech, wenn das Kühlmodul 1 auch zum Heizen dienen soll. Ein PTC-Heizelement kann aber auch in dem Rahmen 7 angeordnet werden, eventuell anstelle eines Peltier-Elements 10 und gegebenenfalls mit elektrischen Kontaktblechen. Die elektrischen Anschlüsse der Peltier-Elemente 10, d.h. ihre Zuleitungen 8, bzw. die elektrischen Anschlüsse optionaler PTC-Heizelemente, d.h. die Anschlussfahnen zugehöriger Kontaktelemente, die beispielsweise zum Aufstecken von Kabelschuhen ausgebildet sind, werden in allen Ausführungsformen vorteilhafterweise auf der Lufteintrittsseite des Kühlmoduls 1 angeordnet, um Probleme durch ihre Erwärmung zu vermeiden. In the exploded view according to FIG. 3 of the cooling module 1, it is shown that between the Peltier elements 10 and the lamellar band 5 or lamellar band module adjoining it, a support element 14 in the form of a support plate is arranged, which is thermally conductive, i. preferably made of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of forces is used. An optional PTC heating element can be used in the interior of the frame 7 between two adjacent lamellae bands 5, in particular instead of the middle of the three support elements 14 shown, possibly with associated electrical contact plate, if the cooling module 1 should also serve for heating. However, a PTC heating element can also be arranged in the frame 7, possibly instead of a Peltier element 10 and optionally with electrical contact plates. The electrical connections of the Peltier elements 10, i. their leads 8, or the electrical connections of optional PTC heating elements, i. the terminal lugs associated contact elements, which are formed for example for attaching cable lugs, are arranged in all embodiments advantageously on the air inlet side of the cooling module 1 in order to avoid problems due to their heating.
Bei einem erfindungsgemäßen Kühlmodul 1 können die thermischen Ausdehnungen durch eine Verschiebbarkeit von Lamellenbändern 5, Lamellenprofilen 6 sowie gegebenenfalls der Peltier-Elemente 10 und/oder des Rahmens 7 kompensiert und ausgeglichen werden, wobei sowohl der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den Peltier-Elementen 10 und den Lamellenbändern 5 und der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den Peltier-Elementen 10 und den Lamellenprofilen 6 erhalten bleibt. Dies gilt auch für die gute elektrische Kontaktierung eines optional verwendeten PTC-Heizelements. Hierzu weist das erfindungsgemäße Kühlmodul 1 Federelemente 9 auf, die zum Zusammendrücken der Lamellenbänder 5 bzw. Lamellenband-Module, der Lamellenprofile 6 und der Peltier-Ele- mente 10 ausgebildet sind. In a cooling module 1 according to the invention, the thermal expansions can be compensated and compensated by a displacement of lamellar bands 5, lamellar profiles 6 and optionally the Peltier elements 10 and / or the frame 7, wherein both the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and Lamella bands 5 and the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and the lamellar profiles 6 is maintained. This also applies to the good electrical contacting of an optionally used PTC heating element. For this purpose, the cooling module 1 according to the invention Spring elements 9 which are formed for compressing the lamellar bands 5 or lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
Gemäß einem bevorzugten weiteren Merkmal ist dabei wie in Figur 1 dargestellt vorgesehen, dass die Federelemente 9 in die Lamellenprofile 6 eingreifen und diese unter Vorspannung belastet zusammendrücken, wobei die von den Federelementen 9 zusammengedrückten Lamellenprofile 6 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Hierdurch ist der Aufbau leicht herzustellen und im Falle der Entsorgung wieder leicht zu demontieren, und es werden in einfacher und zuverlässiger Weise mit wenigen FederelementenAccording to a preferred further feature, it is provided, as shown in FIG. 1, that the spring elements 9 engage in the lamellar profiles 6 and compress them under prestress, the lamellar profiles 6 compressed by the spring elements 9 in each case on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7 are arranged. As a result, the structure is easy to manufacture and easy to disassemble in the event of disposal, and it will be in a simple and reliable way with few spring elements
9 die erforderlichen Bauteile, einschließlich Lamellenbänder 5, Rahmen 7, Lamellenprofile 6, Peltier-Elemente 10, Auflageelemente 14 sowie für optional vorhandene PTC-Heizelemente optionale elektrische Kontaktelemente federbelastet beweglich zusammengehalten. Wenn die Federelemente 9 statt an den Lamellenprofilen 6 beispielsweise an dem Rahmen 7 angreifen, sind zusätzliche Federelemente erforderlich, um auch die anderen Komponenten in dem Kühlmodul 1 zusammenzuhalten, wodurch sich ein höherer Fertigungsaufwand ergibt. Die Wirkungsklemmrichtung der Federelemente 9 ist dabei vorteilhafterweise entgegen der thermischen Ausdehnungsrichtung der Komponenten des Kühlmoduls 1 und entgegengesetzt zur Verschiebe- bzw. Führungsrichtung, die die Komponenten des Kühlmoduls 1 bei thermischer Ausdehnung in dem Kühlmodul 1 haben. 9, the required components, including lamellae bands 5, frame 7, lamellar profiles 6, Peltier elements 10, support elements 14 and optional PTC heating elements optional electrical contact elements spring-loaded held together. If the spring elements 9 act, for example, on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the cooling module 1, which results in a higher manufacturing outlay. The action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the cooling module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the cooling module 1 in thermal expansion in the cooling module 1.
Insbesondere bei runden Strömungsquerschnitten, d.h. bei KühlmodulenEspecially with round flow cross sections, i. at cooling modules
10 der runden Bauart, werden die Federelemente 9 wie in Figur 1 dargestellt quer zur Strömungsrichtung 2 versetzt neben dem Rahmen 7 angeordnet. Dabei werden die Federelemente 9 wie in Figur 1 dargestellt bevorzugt als Federbügel oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial ausgebildet und greifen an sich gegenüberliegenden Enden der Lamellenprofile 6 an. Ein besonders vorteilhaftes Merkmal kann, insbesondere bei ringförmiger bzw. runder Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs 4, wie in Figur 1 dargestellt darin bestehen, dass die Peltier-Elemente 10 nicht im Kern oder Strömungszentrum des Wärmeaustauschbereichs 4 angeordnet, sondern quer zur Strömungsrichtung 2 nach außen versetzt sind, nämlich in Figur 3 in die U-Rücken 12. Hierdurch wird eine optimale beidseitige Luft- umströmung der Peltier-Elemente 10 ermöglicht, nämlich sowohl auf ihrer den Lamellenbändern 5 zugewandten Seite als auch auf der dem jeweils angrenzenden Lamellenprofil 6 zugewandten Seite. Ferner kann hierdurch eine gute beidseitige Wärmekopplung der Peltier-Elemente 10 an die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 realisiert werden, was insbesondere bei der Verwendung des Kühlmoduls 1 mit einem Axialventilator zweckmäßig ist. 10 of the round design, the spring elements 9 as shown in Figure 1 are arranged transversely to the flow direction 2 adjacent to the frame 7. The spring elements 9 as shown in Figure 1 are preferably formed as a spring clip or spring clip made of a flat spring material and engage at opposite ends of the lamellar profiles 6 at. A particularly advantageous feature, in particular in the case of an annular or round outer contour of the heat exchange region 4, as shown in FIG. 1, is that the Peltier elements 10 are not arranged in the core or flow center of the heat exchange region 4, but are offset transversely to the flow direction 2 to the outside In this way, an optimal bilateral air flow around the Peltier elements 10 is made possible, namely both on its side facing the lamellar bands 5 and on the side of the respective adjacent lamella profile 6. Furthermore, a good double-sided heat coupling of the Peltier elements 10 to the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can thereby be realized, which is expedient in particular when using the cooling module 1 with an axial fan.
In den Figuren 1 bis 3 ist gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal zu erkennen, dass das Kühlmodul 1 Peltier-Elemente 10 umfasst, die in zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 angeordnet sind. Hieraus resultiert ein symmetrischer Aufbau des Kühlmoduls 1, der in Bezug auf die Kühlung der Lamellenbänder 5, der Wärmableitung über die Lamellenprofile 6 und der paarweisen Verwendung gleicher Bauteile in dem Kühlmodul 1 vorteilhaft ist. In FIGS. 1 to 3, according to a further advantageous feature, it can be seen that the cooling module 1 comprises Peltier elements 10 which are arranged in two opposite sides of the frame 7. This results in a symmetrical design of the cooling module 1, which is advantageous in relation to the cooling of the lamella bands 5, the heat dissipation via the lamellar profiles 6 and the pairwise use of the same components in the cooling module 1.
Ferner ist zu erkennen, dass der Rahmen 7 eine Trennung zwischen einem kalten Luftstrom durch den zentralen Bereich mit den Lamellenbändern 5 und einem warmem Luftstrom durch den äußeren Bereich mit den Lamellenprofilen 6 bildet, wobei der kalte Luftstrom durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Ele- ments 10 stehen, und wobei der warme Luftstrom durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der warmen Seite des Peltier- Elements 10 stehen. Das Kühlmodul 1 ist bevorzugt so ausgebildet, dass im Standardbetrieb das Lamellenband 5 in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements 10 steht und das Lamellenprofil 6 in wärmeleitender Verbindung mit der warmen Seite des Peltier-Elements 10 steht. Bevor- zugt umschließt der Rahmen 7 einen kalten Luftstrom, der durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements 10 stehen. Der kalte Luftstrom fließt also axial durch das Innere des Rahmens 7, d.h. senkrecht zu der vom Rahmen 7 gebildeten Querschnittsfläche des Kühlmoduls 1. Entsprechend ist bevorzugt, wenn das Kühlmodul 1 derart ausgebildet ist, dass ein warmer Luftstrom durch ein Lamellenprofil 6 leitbar ist, das an der Außenseite des Rahmens 7 angeordnet ist, wobei das Lamellenprofil 6 in wärmeleitender Verbindung mit dem Peltier-Element 10 steht. Der warme Luftstrom durchströmt also axial an der Außenseite des Rahmens durch den Wärmeaustauschbereich 4. Furthermore, it can be seen that the frame 7 forms a separation between a cold air flow through the central region with the lamellar bands 5 and a warm air flow through the outer region with the lamellar profiles 6, wherein the cold air flow is guided by fins, which in thermally conductive connection with the cold side of the Peltier element 10, and wherein the warm air flow is guided by fins, which are in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10. The cooling module 1 is preferably designed such that in the standard mode the lamellar strip 5 is in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10 and the lamellar profile 6 is in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10. The frame 7 preferably encloses a cold air stream, which can be conducted through fins, which are in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10. The cold air flow thus flows axially through the interior of the frame 7, ie perpendicular to the cross-sectional area of the cooling module 1 formed by the frame 7. Accordingly, it is preferred if the cooling module 1 is designed such that a warm air flow can be conducted through a lamellar profile 6 is arranged on the outside of the frame 7, wherein the slat profile 6 is in heat-conducting connection with the Peltier element 10. The warm air flow thus flows through the heat exchange area 4 axially on the outside of the frame.
Die Figuren 4 bis 7 zeigen das Kühlmodul 1 der Figuren 1 bis 3 in einem Gehäuse 16 mit rundem Querschnitt und rechteckigem Luftaustritt, und zwar in Figur 4 in einer perspektivischen Ansicht gesehen von der Luft- austrittsseite, in Figur 5 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung zu Figur 4, in Figur 6 in einer axialen Ansicht zu Figur 4 und in Figur 7 in einem Längsschnitt zu Figur 4. Das Kühlmodul 1 mit den Lamellenbändern 5, dem Rahmen 7, den Lamellenprofilen 6 und den Federelementen 9 ist in das luftdurchströmbare Gehäuse 16 integriert. Das Gehäuse 16 wird mit einem Flansch 17 an einem zu kühlenden Bauteil oder Gerät befestigt. Das Gehäuse 16 kann auf der Lufteintritts- und/oder der Luftaustrittsseite ein nicht dargestelltes Schutzgitter aufweisen. Ferner ist ein Ventilator 18 an dem Gehäuse 16 befestigt oder in dieses eingesetzt. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Axialventilator. Der Ventilator 18 ist, bezogen auf die Strömungsrichtung 2, vorzugsweise stromaufwärts von dem Kühlmodul 1 angeordnet, d.h. auf der Lufteintrittsseite des Kühlmoduls 1. Die Enden mancher Rippen der Lamellenprofile 6 sind als Stege ausgebildet oder dienen als solche, um das Kühlmodul 1 verdrehsicher in entsprechenden Führungsnuten in dem Gehäuse 16 zu führen. Die Stege greifen in korrespondierende Führungsnuten auf der Innenseite des Gehäuses 16 ein, die beispielsweise von Nasen oder Stegen gebildet werden können. Der Ventilator 18 ist in einer zweiteiligen Gummilagerung 19 gelagert und fixiert, die in zwei ringförmigen Hälften um den Ventilator 18 anliegt und mit Rastnocken 20 in korrespondierenden Rastöffnungen 21 des Gehäuses 16 gehalten wird. Die axiale Positionierung des Kühlmoduls 1 in dem Gehäuse 16 kann auch mittels federnd auslenkbarer Rasthaken erfolgen, die sich beim Einschieben des Kühlmoduls 1 in das Gehäuse 16 durch ihre Anschrägung zuerst spreizen und dann zurückschnappen. FIGS. 4 to 7 show the cooling module 1 of FIGS. 1 to 3 in a housing 16 with a round cross-section and rectangular air outlet, specifically in FIG. 4 in a perspective view from the air outlet side, in a perspective exploded view to FIG 4, in FIG. 6 in an axial view to FIG. 4 and in FIG. 7 in a longitudinal section to FIG. 4. The cooling module 1 with the lamella tapes 5, the frame 7, the lamellar profiles 6 and the spring elements 9 is integrated into the housing 16 through which air can flow. The housing 16 is fastened with a flange 17 to a component or device to be cooled. The housing 16 may have a non-illustrated protective grid on the air inlet and / or the air outlet side. Further, a fan 18 is attached to the housing 16 or inserted into this. This is preferably an axial fan. The fan 18 is, with respect to the flow direction 2, preferably arranged upstream of the cooling module 1, ie on the air inlet side of the cooling module. 1 The ends of some ribs of the lamellar profiles 6 are formed as webs or serve as such to guide the cooling module 1 against rotation in corresponding guide grooves in the housing 16. The webs engage in corresponding guide grooves on the inside of the housing 16, which can be formed for example by noses or webs. The fan 18 is mounted and fixed in a two-part rubber mounting 19, which rests in two annular halves around the fan 18 and is held with locking cams 20 in corresponding detent openings 21 of the housing 16. The axial positioning of the cooling module 1 in the housing 16 can also be done by means of resiliently deflectable latching hooks, which first spread when inserting the cooling module 1 in the housing 16 by their bevel and then snap back.
Ein zweiteiliger Ring als Gummilagerung 19 ist einfacher herzustellen und zu montieren als ein einteiliger, geschlossener Ring. Um die Montage zu vereinfachen, kann der Gehäusering des Ventilators 18 etwas konisch ausgebildet sein. Die Gummilagerung 19 dient sowohl der schwingungsgedämpften Lagerung des Ventilators 18 in dem Gehäuse 16 als auch der Verhinderung einer Rückströmung von Luft entgegen der Strömungsrich- tung 2 aufgrund eines Strömungswiderstands auf der Luftaustrittsseite, indem die Gummilagerung den Ringspalt um den Ventilator 18 zwischen dem Gehäuse 16 und dem Ventilator 18 abdichtet. A two-piece ring as a rubber mount 19 is easier to manufacture and assemble than a one-piece, closed ring. To simplify the assembly, the housing ring of the fan 18 may be slightly conical. The rubber mounting 19 serves both the vibration-damped mounting of the fan 18 in the housing 16 and the prevention of backflow of air against the flow direction 2 due to a flow resistance on the air outlet side by the rubber mounting the annular gap around the fan 18 between the housing 16 and the fan 18 seals.
Der Axialventilator 18 ist derart angeordnet, dass sein radial innen liegen- der Luftstrom die Lamellenbänder 5 und sein radial außen liegender Luftstrom die Lamellenprofile 6 durchströmt. In der Standardbetriebsweise des Kühlmoduls 1 zum Kühlen wird somit der äußere Luftstrom erwärmt und der innere Luftstrom wird abgekühlt. In dem Kühlmodul 1 werden diese beiden Luftströme durch den Rahmen 7 getrennt. Auf der Austritts- seite des Kühlmoduls 1 weist das Gehäuse 16 eine hier von einem rechteckigen Stutzen gebildete Trennwand 22 auf, die eine Trennung zwischen einem warmen und einem kalten Luftstrom bildet, wobei sich die Trenn- wand 22 in der Strömungsrichtung 2 stromabwärts an den Rahmen 7 anschließt oder der Rahmen 7 einen Teil der Trennwand 22 bildet. Die kalte Luft strömt innerhalb des Stutzens aus dem Gehäuse 16 aus und die warme Luft außerhalb. Die warme Luft wird dabei von einem Gehäuseteil abgelenkt, damit sie nicht zusammen mit der kalten Luft aus dem Stutzen in den gekühlten Luftstrom bzw. in den zu kühlenden Raum gelangt. Hierzu dient der Flansch 17, durch den die warme Luft umgelenkt wird und durch Austrittsöffnungen 23, die die Form von Ringspalten haben, aus dem Gehäuse 16 ausströmt. Die Austrittsöffnungen 23 liegen somit stromauf von dem Flansch 17, durch den die kalte Luft austritt. The axial fan 18 is arranged in such a way that its radially inner air stream flows through the lamellar belts 5 and its radially outer air flow passes through the lamellar profiles 6. Thus, in the standard mode of operation of the cooling module 1 for cooling, the outer air flow is heated and the inner air flow is cooled. In the cooling module 1, these two air streams are separated by the frame 7. On the outlet side of the cooling module 1, the housing 16 has a partition wall 22 formed here by a rectangular connecting piece, which forms a separation between a hot and a cold air flow, whereby the separating wall 22 in the flow direction 2 downstream of the frame 7 connects or the frame 7 forms part of the partition 22. The cold air flows out of the housing 16 within the nozzle and the warm air outside. The warm air is thereby deflected by a housing part, so that they do not get together with the cold air from the nozzle in the cooled air flow or in the space to be cooled. For this purpose, the flange 17, through which the warm air is deflected and flows through outlet openings 23, which have the shape of annular gaps, flows out of the housing 16. The outlet openings 23 are thus upstream of the flange 17, through which the cold air emerges.
Das Gehäuse 16 weist somit Austrittsöffnungen 23 zum Ausleiten von Warmluft aus dem Gehäuse 16 auf. Sie sind bevorzugt auf der Auslassseite des Kühlmoduls 1 angeordnet. Die Größe, Anordnung und Ausdeh- nung der Austrittsöffnungen 23 können den jeweiligen praktischen Erfordernissen angepasst werden. In manchen Anwendungen können sie auch direkt um die Lamellenprofile 6 angeordnet sein, d.h. das um die Lamellenprofile 6 angeordnete Gehäuse 16 kann dort offen sein, um eine gute Wärmeabfuhr an die Umgebung zu ermöglichen. Dies kann beispiels- weise bei kleinen Ausführungsformen zweckmäßig sein, bei denen ein Kühlmodul 1 mit Ventilator 18 und einem Gehäuse 16 direkt über einem zu kühlenden Bauteil angeordnet wird, beispielsweise mittels Stehbolzen über einem elektronischen Leistungselement. Die Figuren 8 und 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls 1. Es unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Kühlmodul 1 dadurch, dass die U-Schenkel 13 der gegenüberliegenden Rahmenhälften nicht durch Schwalbenschwanzführungen fixiert, sondern durch die stufenförmige Ausbildung der inein- ander greifenden Enden in Richtung zueinander und gegeneinander verschiebbar sind, um thermische Ausdehnungen ausgleichen zu können, wobei sie durch die Innenseiten der Lamellenprofile 6 geführt werden können. The housing 16 thus has outlet openings 23 for discharging hot air from the housing 16. They are preferably arranged on the outlet side of the cooling module 1. The size, arrangement and extent of the outlet openings 23 can be adapted to the respective practical requirements. In some applications, they can also be arranged directly around the lamellar profiles 6, ie the housing 16 arranged around the lamellar profiles 6 can be open there, in order to enable good heat dissipation to the environment. This can be expedient, for example, in small embodiments in which a cooling module 1 with fan 18 and a housing 16 is arranged directly above a component to be cooled, for example by means of stud bolts over an electronic power element. It differs from the cooling module 1 shown in Figures 1 to 3, characterized in that the U-legs 13 of the opposite frame halves not fixed by dovetail guides, but by the step-like design of the interlocking ends can be displaced in the direction of one another and against one another in order to be able to compensate for thermal expansions, whereby they can be guided through the insides of the lamellar profiles 6.
Die Figuren 10 bis 14 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls 1 in einem Luftkanal oder Gehäuse 16 mit rechteckigem Querschnitt, und zwar Figur 10 eine perspektivische Ansicht, Figur 11 eine perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 10, Figur 12 eine axiale Ansicht zu Figur 11, Figur 13 eine axiale Ansicht zu Figur 10 und Figur 14 eine radiale Aufsicht zu Figur 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs 4 rechteckig ausgebildet. Entsprechend kann die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs 4 allgemein rechteckig oder vieleckig sein. FIGS. 10 to 14 show a third exemplary embodiment of a cooling module 1 according to the invention in an air duct or housing 16 with a rectangular cross section, FIG. 10 is a perspective view, FIG. 11 is an exploded perspective view of FIG. 10, FIG. 12 is an axial view of FIG. 11, FIG 13 is an axial view of FIG. 10, and FIG. 14 is a radial plan view of FIG. 10. In this exemplary embodiment, the outer contour of the heat exchange region 4 is rectangular. Accordingly, the outer contour of the heat exchange region 4 may be generally rectangular or polygonal.
Wie die in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele ist das Kühlmodul 1 gemäß den Figuren 10 bis 14 zum elektrischen Kühlen eines in einer Strömungsrichtung 2 durch die Lamellenbänder 5 strömenden Luftstroms 3, insbesondere zum Kühlen und Belüften eines Sitzes, vorgesehen und umfasst einen luftdurchströmbaren Wärmeaustauschbereich 4 mit darin angeordneten wärmeleitenden Lamellen. Die Lamellen umfassen dabei zwei unterschiedliche Ausführungsformen in Kombination, nämlich zwei Lamellenbänder 5, die als nebeneinander angeordnete Lamellenband-Module ausgebildet sind, und zwei feste Lamellenprofile 6. Die Lamellenbänder 5 können beispielsweise mäanderförmig, rechteckförmig, z-förmig oder s-förmig zu Lamellenbandmodulen gefaltet sein, beispielsweise wie in der WO 2009/087106 AI oder in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 033 309.3 beschrieben. Die Lamellenbänder 5 sind im zentralen Bereich des Wärmeaustauschbereichs 4 innerhalb eines Rahmens 7 angeordnet, der quer zur Strömungsrichtung 2 angeordnet ist. Die Lamellenprofile 6 sind im Außenbereich des Wärmeaustauschbereichs 4 angeordnet. Insbesondere kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wie dargestellt vorgesehen sein, dass die Lamellenprofile 6 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind, um einen optimierten Aufbau und eine gute Kühlleistung des Kühlmoduls 1 zu erzielen. Like the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 9, the cooling module 1 according to FIGS. 10 to 14 is provided for electrically cooling an air stream 3 flowing through the lamellar bands 5 in a flow direction 2, in particular for cooling and ventilating a seat, and comprises a heat-exchanging area through which air can flow 4 arranged therein with heat-conducting fins. The lamellae comprise two different embodiments in combination, namely two lamellar bands 5, which are formed as a side-by-side lamellar band modules, and two fixed lamellar profiles 6. The lamella bands 5, for example, meander-shaped, rectangular, z-shaped or s-shaped folded into slat band modules be, for example, as described in WO 2009/087106 AI or in the German patent application DE 10 2010 033 309.3. The lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat exchange region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2. The lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat exchange region 4. In particular, according to a further advantageous feature, as shown, it can be provided that the lamellar profiles 6 are arranged outside the frame 7 in order to achieve an optimized structure and a good cooling capacity of the cooling module 1.
Im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst der rechteckige Rahmen 7 der Figuren 10 bis 14 zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile aus einem festen Kunststoff, die jeweils eine Rahmenhälfte bilden, wobei jede Rahmenhälfte einen U-Rücken 12 und zwei kurze U-Schenkel 13 umfasst. Die Rahmenlängsteile können unter der Vorspannung der Federelemente 9 quer 2 zur Strömungsrichtung des Luftstroms 3 gegeneinander verschiebbar sein, wobei mittels einer Rastung zwischen den aneinander anliegenden U-Schenkeln 13 eventuell dafür gesorgt werden kann, dass die U-Rücken 12 einen maximalen Abstand nicht überschreiten können, d.h. der Rahmen 7 nur bis zu einer maximalen Größe geöffnet werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rahmenhälften jedoch an den gegenüberliegenden Enden der U-Schenkel 13 durch eine Rastung in einem festen Abstand zueinander verbunden, d.h. die Rahmenhälften sind nicht gegeneinander verschiebbar. Die thermische Ausdehnung der Lamellenbänder 5 und der Lamellenprofile 6 kann jedoch bei runden und eckigen Ausführungsformen des Kühlmoduls 1 auch bei einem starren, nicht beweglichen Rahmen erfolgen, da die Peltier-Elemente 10 in Öffnungen in den Rahmenlängsteilen, die den U-Rücken 12 der Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 9 entsprechen, untergebracht sind und die Federelemente an den Lamellenprofilen 6 angreifen und somit die Lamellenbänder 5, die Peltier-Elemente 10 und die Lamellenprofile 6 zusammendrücken. Diese Bauart ist insbesondere bei sehr kompakten Kühlmodulen 1 und bei Kühlmodulen 1 für rechteckige Strömungsquerschnitte oder Gehäuse 16 vorteilhaft. In contrast to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 9, the rectangular frame 7 of FIGS. 10 to 14 comprises two longitudinal frame members of a solid plastic extending in the longitudinal direction of a lamellar band module, each forming a frame half, each frame half comprising a U Back 12 and two short U-legs 13 includes. The frame longitudinal members can be displaced relative to one another under the bias of the spring elements 9 transversely to the flow direction of the air stream 3, wherein by means of a detent between the adjoining U-legs 13 may possibly be ensured that the U-back 12 can not exceed a maximum distance ie the frame 7 can only be opened up to a maximum size. In the illustrated embodiment, however, the frame halves are connected at the opposite ends of the U-legs 13 by a detent at a fixed distance from each other, i. The frame halves are not mutually displaceable. However, the thermal expansion of the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can be done in round and angular embodiments of the cooling module 1 even with a rigid, non-movable frame, since the Peltier elements 10 in openings in the frame longitudinal parts, the U-back 12 of the embodiments Figures 1 to 9 correspond, are housed and attack the spring elements on the lamellar profiles 6 and thus compress the lamellar bands 5, the Peltier elements 10 and the lamellar profiles 6. This design is particularly advantageous for very compact cooling modules 1 and cooling modules 1 for rectangular flow cross sections or housing 16.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal könnte der Rahmen 7 bei der eckigen oder runden Bauart eines Kühlmoduls 1 auch rechteckig sein und vier gerade Rahmenteile aufweisen, umfassend zwei sich in Längsich- tung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile und zwei die Rahmenlängsteile an ihren Enden verbindende Rahmenverbindungsteile, wobei die Rahmenlängsteile unter der Vorspannung der Federelemente 9 gegeneinander verschiebbar in den Rahmenverbindungsteilen verschiebbar geführt sind. Um diesen Zusammenhalt des Rahmens 7 mit Spiel und eine einfache Montage zu ermöglichen, können die Rahmenverbindungsteile beispielsweise Rastnasen aufweisen, die korrespondierende Stege in den Rahmenlängsteilen hintergreifen. Ferner kann das Kühlmodul 1 vorteilhafterweise zwei gerade ausgebildete Lamellenprofile 6 umfassen, die auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordnet sind und mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens 7 und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs 4 angepasst sind. According to a further advantageous feature, the frame 7 in the angular or round design of a cooling module 1 could also be rectangular and have four straight frame parts, comprising two in longitudinal direction. tion of a lamellar belt module extending, opposite longitudinal frame members and two frame longitudinal parts connecting at their ends frame connecting parts, wherein the frame longitudinal members under the bias of the spring elements 9 against each other slidably guided in the frame connecting parts. In order to enable this cohesion of the frame 7 with play and easy installation, the frame connecting parts may for example have locking lugs, which engage behind corresponding webs in the frame longitudinal parts. Furthermore, the cooling module 1 may advantageously comprise two straight lamellar profiles 6, which are arranged on the outside of the frame 7 and are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat exchange region 4.
Rippen des Lamellenprofils 6 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 in ihrem Außenbereich paarweise geschlossen, sodass sich hier eine besonders hohe Stabilität der Rippen ergibt. Diese Ausführungsform ist beispielsweise bevorzugt, wenn das Kühlmodul 1 in ein Gehäuse 16 oder einen Strömungskanal mit konstantem, d.h. sich im Bereich des Kühlmoduls 1 nicht in Strömungsrichtung 2 verjüngendem oder verbreiterndem Querschnitt eingesetzt wird, d.h. bei der runden Bauart beispielsweise in ein zylindrisches Gehäuse bzw. in einen zylindrischen Strömungskanal. Zum Führen des Kühlmoduls 1 in dem Gehäuse 16 können beispielsweise auf der Außenseite des Lamellenprofils 6 ein oder mehrere Stege vorgesehen sein, die in entsprechende Führungsnuten in dem Gehäuse 16 eingreifen, oder das Gehäuse 16 weist an seiner Innenseite ein oder mehrere Stege 18 auf, die zwischen die Rippen eingreifen, die somit zugehörige Führungsnuten bilden. In the exemplary embodiment according to FIG. 10, ribs of the lamellar profile 6 are closed in pairs in their outer region, so that a particularly high stability of the ribs results here. This embodiment is preferred, for example, when the cooling module 1 is placed in a housing 16 or a flow channel with constant, i. is used in the region of the cooling module 1 is not used in the flow direction 2 tapered or widening cross-section, i. in the round design, for example, in a cylindrical housing or in a cylindrical flow channel. For guiding the cooling module 1 in the housing 16, one or more webs can be provided, for example, on the outside of the lamellar profile 6, which engage in corresponding guide grooves in the housing 16, or the housing 16 has on its inside one or more webs 18 which engage between the ribs, which thus form associated guide grooves.
Insbesondere bei einer recheckigen Bauart gemäß den Figuren 10 bis 14 können die Federelemente 9 vorteilhafterweise in Strömungsrichtung 2 versetzt vor und/oder hinter dem Rahmen 7 angeordnet werden, um eine gute Klemmwirkung der Federelemente 9 und einen kompakten, den zur Verfügung stehenden Raum gut ausnutzenden Aufbau zu erzielen. Sowohl in den Figuren 1 bis 9 als auch in den Figuren 10 bis 14 können die Federelemente 9 als Federbügel, Flachfeder oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial (dargestellt in den Figuren 1 bis 9) oder aus einem runden Federmaterial (dargestellt in den Figuren 10 bis 14) ausgebildet sein. Die Figur 15 zeigt das Federelement der Figuren 10 bis 14, die Figuren 16 und 17 abgewandelte Ausführungsbeispiele. Particularly in the case of a rectangular construction according to FIGS. 10 to 14, the spring elements 9 can advantageously be arranged offset in the flow direction 2 in front of and / or behind the frame 7 in order to provide a good clamping effect of the spring elements 9 and a compact, the space available well-exploiting structure to achieve. Both in Figures 1 to 9 and in Figures 10 to 14, the spring elements 9 as a spring clip, flat spring or spring clip of a flat spring material (shown in Figures 1 to 9) or of a round spring material (shown in Figures 10 to 14) may be formed. FIG. 15 shows the spring element of FIGS. 10 to 14, FIGS. 16 and 17 modified embodiments.
Die weitere Ausgestaltung des in den Figuren 10 bis 14 dargestellten Ausführungsbeispiels kann wie zu den Figuren 1 bis 9 beschrieben erfolgen. Dies betrifft insbesondere folgende Merkmale. The further embodiment of the embodiment illustrated in FIGS. 10 to 14 can be carried out as described with reference to FIGS. 1 to 9. This applies in particular to the following features.
Die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 stehen mit einem oder mehreren Peltier-Elementen 10 in wärmeleitender Verbindung und sind mit diesen und dem Rahmen 7 zu dem Modul 1 zusammengefasst. Die Einzelteile des Kühlmoduls 1 werden mit Federelementen 9 zusammengehalten, welche die Lamellenbänder 5, die Lamellenprofile 6 und die Pel- tier-Elemente 10 zusammendrücken. The lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in thermally conductive connection with one or more Peltier elements 10 and are combined with these and the frame 7 to form the module 1. The individual parts of the cooling module 1 are held together with spring elements 9, which compress the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
Der Luftstrom 3 durch den Wärmeaustauschbereich 4 des Kühlmoduls 1 umfasst zwei Bereiche, nämlich den inneren Luftstrom durch den inneren Bereich, der durch die Lamellenbänder 5 strömt, und den äußeren Luftstrom durch den äußeren Bereich, der durch die Lamellenprofile 6 strömt. In der normalen Betriebsart des Kühlmoduls 1 zum Kühlen des inneren Luftstroms sind die Peltier-Elemente 10 so geschaltet, dass den Lamellenbändern 5 Wärme entzogen und diese Wärme über die Lamellenprofile 6 an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch wird der innere Luftstrom abgekühlt und der äußere Luftstrom erwärmt. Der innere Luftstrom wird in der Regel von einem Ventilator erzeugt werden. Der äußere Luftstrom kann von einem Ventilator erzeugt werden, bei dem es sich um denselben Ventilator wie für den inneren Luftstrom oder um einen anderen Ventilator handeln kann, er kann sich aber auch ohne Ventilator aufgrund der zwischen den warmen Rippen der Lamellenprofile 6 gebildeten Thermik der Luft selbsttätig bilden. The air flow 3 through the heat exchange region 4 of the cooling module 1 comprises two regions, namely the inner air flow through the inner region, which flows through the lamella belts 5, and the outer air flow through the outer region, which flows through the lamellar profiles 6. In the normal mode of operation of the cooling module 1 for cooling the internal air flow, the Peltier elements 10 are switched so that heat is removed from the lamellar bands 5 and this heat is released via the lamellar profiles 6 to the environment. This cools the inner airflow and heats the outer airflow. The inner air flow will usually be generated by a fan. The outer air flow can be generated by a fan, which is the same fan as the inner air flow or another fan can act, but it can also form without a fan due to the formed between the warm ribs of the lamellar profiles 6 thermals of the air automatically.
Der innere und der äußere Luftstrom können durch optionale Strömungsleitelemente, beispielsweise Trennwände, Luftleitkanäle, Düsen, Luftklappen usw. voneinander getrennt werden, insbesondere um einen räumlich fest abgegrenzten inneren Luftstrom zu erhalten. Wenn die Peltier-Ele- mente 10 des Kühlmoduls 1 umgepolt werden, werden die Lamellenprofile 6 abgekühlt und die Lamellenbänder 5 erwärmt. Dadurch wird der durch die Lamellenbänder 5 strömende innere Luftstrom erwärmt und das Kühlmodul 1 wird in dieser Betriebsart somit zu einem Heizmodul, da der innere Luftstrom erwärmt statt gekühlt wird. The inner and outer air flow can be separated from each other by optional flow guide elements, for example partitions, air guide channels, nozzles, louvers, etc., in particular in order to obtain a spatially firmly delimited inner air flow. When the Peltier elements 10 of the cooling module 1 are reversed, the lamellar profiles 6 are cooled and the lamella belts 5 are heated. As a result, the inner air flow flowing through the lamellar belts 5 is heated, and the cooling module 1 thus becomes a heating module in this operating mode, since the inner air flow is heated instead of being cooled.
Aus strömungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 axial stromauf oder stromab zu dem Luftstrom 3 weisen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn wie in Figur 1 dargestellt die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 in dem Kühlmodul 1 nicht in radialer Richtung (quer zu Strömungsrichtung 2), sondern als Sehne oder Sekante in dem Wärmeaustauschbereich 4 verlaufen. Dies bedeutet, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 nicht in radialer Richtung, bezogen auf einen Mittelpunkt des Wärmeaustauschbereichs 4, sondern gewissermaßen quer in dem Wärmeaustauschbereich 4 verlaufen. Hierdurch können die Lamellen, insbesondere die Lamellenbänder 5 mit hoher Genauigkeit an vorgegebenen Stellen angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in den Lamellenbändern 5 und/oder den Lamellenprofilen 6 Luftdurchtrittsöffnungen mit rechteckigen und zumindest bereichsweise gleichmäßig gleichen Querschnitten realisiert werden können, was sowohl für einen geringen Luftwiderstand des Kühlmoduls 1 als für eine hohe Kühlleistung vorteilhaft ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann dabei wie dargestellt zur Vermeidung von Verwirbelungen vorgesehen sein, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 jeweils zueinander parallel sind, vorzugsweise dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und der Lamellenprofile 6 zueinander parallel sind. For flow reasons, it is advantageous if the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. Furthermore, it is advantageous if, as shown in FIG. 1, the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 in the cooling module 1 do not extend in the radial direction (transverse to the flow direction 2) but as a chord or secant in the heat exchange region 4. This means that the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 do not extend in the radial direction, relative to a center of the heat exchange region 4, but to a certain extent transversely in the heat exchange region 4. As a result, the slats, in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations. Another advantage is that in the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passage openings with rectangular and at least partially uniformly equal cross-sections can be realized, which is advantageous both for a low air resistance of the cooling module 1 as for a high cooling capacity. In a further advantageous embodiment can be as shown to avoid be provided by turbulence that the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 are each parallel to each other, preferably that the narrow sides of the lamella belts 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to each other.
Umlenkungen und Verwirbelungen im Luftstrom 3, die sich druckerhöhend auswirken, werden ferner nach einem anderen vorteilhaften dargestellten Merkmal vermieden, wenn die (sich in axialer Richtung, d.h. in Strömungsrichtung 2 erstreckenden) Breitseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 nicht gegen die axiale Richtung und somit nicht gegen die direkte Luftströmungsrichtung 2 gekippt oder verdreht sind, sondern axial in dem Kühlmodul 1 verlaufen. Deflections and turbulence in the air stream 3, which increase pressure, are also avoided according to another advantageous feature shown, when the (in the axial direction, ie extending in the direction of flow 2) broad sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 not against the axial Direction and thus are not tilted or twisted against the direct air flow direction 2, but axially in the cooling module 1 run.
Ein einfacher Aufbau des Kühlmoduls 1 ergibt sich, wenn es mehrere jeweils zu einem Lamellenband-Modul zusammengefasste Lamellenbänder 5 aufweist und die Lamellenband-Module in dem Rahmen 7 mit ihren Längsseiten, die in einer Ebene quer und axial zur Strömungsrichtung 2 verlaufen, nebeneinander liegend und/oder mit diesen Längsseiten jeweils untereinander in thermischer Verbindung stehend angeordnet sind. Das in den Figuren 10 bis 14 dargestellte Ausführungsbeispiel weist zwei solche Lamellenband-Module auf. A simple construction of the cooling module 1 results when it has a plurality of each lamella band 5 combined into a lamellar band module and the lamellar band modules lying in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane adjacent to each other and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other. The exemplary embodiment illustrated in FIGS. 10 to 14 has two such slat band modules.
Der Rahmen 7 kann prinzipiell jede beliebige Form haben, beispielsweise rund, eckig oder vieleckig. Zur Vereinfachung der Fertigung und Montage ist es bevorzugt, wenn der Rahmen 7 eine rechteckige Form hat. Eine nahezu maximal große Fläche des von dem Rahmen 7 abgedeckten Teils des Wärmeaustauschbereichs 4 wird erzielt, wenn wie in Figur 10 dargestellt der Rahmen 7 rechteckig ist und die Ecken des Rechtecks dicht an der Außenkontur des Kühlmoduls 1 angeordnet sind. The frame 7 can in principle have any shape, for example, round, square or polygonal. To simplify the manufacture and assembly, it is preferred if the frame 7 has a rectangular shape. An almost maximum area of the portion of the heat exchange portion 4 covered by the frame 7 is achieved when, as shown in FIG. 10, the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the cooling module 1.
Das Kühlmodul 1 weist zwei Lamellenprofile 6 auf, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeord- net sind. Hierdurch ist eine Wärmeabfuhr aus den Lamellenbändern 5 des Kerns zu zwei Seiten außerhalb des Rahmens 7 möglich. Ferner sind gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal die Lamellenbänder 5 im Innern des Rahmens 7 und die Lamellenprofile 6 auf der Außenseite des Rahmens 6 angeordnet. The cooling module 1 has two lamellar profiles 6 which are arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7 in each case. are net. As a result, heat removal from the lamellar bands 5 of the core to two sides outside the frame 7 is possible. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar bands 5 are arranged in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 on the outside of the frame 6.
Der Rahmen 7 besteht vorteilhafterweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Kunststoff. Zur Verbesserung der Wärmeisolierung zwischen der kalten und der warmen Seite der Peltier-Ele- mente 10, d.h. zwischen den Lamellenbändern 5 und den Lamellenprofilen 6, wird der Rahmen 7 bevorzugt aus einem thermisch isolierenden Material gebildet. Dies dient der thermischen Isolierung des gekühlten Kerns mit den Lamellenbändern 5 und somit auch dem Schutz gegen Feuchtigkeit. Bevorzugte thermisch isolierende Materialien, aus denen der Rahmen 7 gebildet sein kann und die sich insbesondere auch leicht verarbeiten lassen, sind Kunststoffe, vorzugweise verformbare weiche Kunststoffe, und Hochtemperaturfasern oder Papierprodukte. Zudem gleichen verformbare Kunststoffe und Hochtemperaturfasern oder Papierprodukte Maßabweichungen oder thermische Ausdehnungen aus. The frame 7 is advantageously made of an electrically non-conductive material, such as plastic. To improve the thermal insulation between the cold and warm sides of the Peltier elements 10, i. between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6, the frame 7 is preferably formed of a thermally insulating material. This serves for the thermal insulation of the cooled core with the lamellar bands 5 and thus also the protection against moisture. Preferred thermally insulating materials from which the frame 7 can be formed and in particular also easy to process are plastics, preferably deformable soft plastics, and high-temperature fibers or paper products. In addition, deformable plastics and high-temperature fibers or paper products compensate for dimensional deviations or thermal expansions.
Die Peltier-Elemente 10 sind in dem Rahmen 7 angeordnet, d.h. in Öffnungen 11 in den Rahmen 7 eingesetzt, und stehen sowohl mit den im Innern des Rahmens 7 angeordneten Lamellenbändern 5 als auch mit den auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordneten Lamellenprofilen 6 in wärmeleitender Verbindung. Dadurch kann der von dem Peltier-Element 10 bei Stromfluss erzeugte Wärmetransport von den Lamellen auf der kalten Seite des Peltier-Elements 10, d.h. in der Regel von den Lamellenbändern 5, zu den Lamellen auf der warmen Seite des Peltier-Elements 10, d.h. in der Regel zu den Lamellenprofilen 6, erfolgen. Der Rahmen 7 nimmt sozusagen die Peltier-Elemente 10 in einer Trennebene oder Trennwand auf, die von dem Rahmen 7 zwischen den Lamellenbändern 5 und den Lamellenprofilen 6 gebildet wird. Der Rahmen 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt, wobei beide Rahmenhälften jeweils u-förmig ausgebildet sind. Die Peltier-Elemente 10 sind vorzugsweise in den U-Rücken 12 der Rahmenhälften angebracht. Die U-Schenkel 13 der Rahmenhälften weisen aufeinander zu. Die U- Schenkel 13 der Rahmenhälften können in Richtung zueinander und gegeneinander verschiebbar sein, um thermische Ausdehnungen ausgleichen zu können, wobei sie durch die Innenseiten der Lamellenprofile 6 geführt werden können. Der Rahmen kann aber auch starr sein. The Peltier elements 10 are arranged in the frame 7, ie inserted into openings 11 in the frame 7, and are in heat-conducting both with the arranged inside the frame 7 slats bands 5 and arranged on the outside of the frame 7 fin profiles Connection. As a result, the heat transfer generated by the Peltier element 10 during current flow from the fins on the cold side of the Peltier element 10, ie usually from the lamella tapes 5, to the fins on the warm side of the Peltier element 10, ie usually to the lamellar profiles 6, take place. The frame 7 accommodates, as it were, the Peltier elements 10 in a dividing plane or dividing wall, which is formed by the frame 7 between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6. The frame 7 is divided into two parts in this embodiment, wherein both frame halves are each U-shaped. The Peltier elements 10 are preferably mounted in the U-back 12 of the frame halves. The U-legs 13 of the frame halves face each other. The U-legs 13 of the frame halves can be displaced in the direction of each other and against each other in order to compensate for thermal expansions, where they can be guided by the insides of the lamellar profiles 6. The frame can also be rigid.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich innerhalb des Rahmens 7 zwei Lamellenbänder 5, die jeweils zu einem Lamellenband- Modul zusammengefasst sind, die parallel nebeneinander liegen. Zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes sind Ausführungsformen bevorzugt, bei denen der von dem Rahmen 7 umschlossene zentrale Bereich des Wärmeaustauschbereichs 4 vollständig oder nahezu vollständig mit Lamellenbändern 5 ausgefüllt ist. Die Höhe der Lamellenbänder 5 wird aus fertigungstechnischen Gründen oder wegen der Stabilität der Lamellenbänder 5 in der Regel kleiner als etwa 15 mm sein. Daher sind in dem Rahmen 7 mehrere Lamellenbänder 5 nebeneinander angeordnet, um eng an den Peltier-Elementen 10 anliegend den Raum zwischen den Peltier-Elementen 10 im Rahmen 7 zu überbrücken bzw. auszufüllen. In the illustrated embodiment are located within the frame 7, two slat bands 5, which are each combined to form a slat band module, which are parallel to each other. For optimum utilization of the available space, embodiments are preferred in which the central area of the heat exchange area 4 enclosed by the frame 7 is completely or almost completely filled with lamellar bands 5. The height of the lamella bands 5 will be less than about 15 mm for manufacturing reasons or because of the stability of the lamella bands 5 usually. Therefore, in the frame 7 a plurality of lamellar bands 5 are arranged side by side to closely adjacent to the Peltier elements 10, the space between the Peltier elements 10 in the frame 7 to bridge or fill.
Zwischen den Peltier-Elementen 10 und dem jeweils daran angrenzenden Lamellenband 5 bzw. Lamellenband-Modul ist noch ein Auflageelement 14 in Form eines Auflageblechs angeordnet ist, das thermisch leitend ist, d.h. vorzugsweise aus Metall besteht, und insbesondere der mechanischen Anpassung und der Verteilung von Kräften dient. Ein optionales PTC-Heiz- element kann im Innern des Rahmens 7 zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern 5 eingesetzt werden, insbesondere anstelle des Auflageelements 14, eventuell mit zugehörigem elektrischem Kontaktblech, wenn das Kühlmodul 1 auch zum Heizen dienen soll. Ein PTC-Heizelement kann aber auch in dem Rahmen 7 angeordnet werden, eventuell anstelle eines Peltier-Elements 10 und gegebenenfalls mit elektrischen Kontaktblechen. Between the Peltier elements 10 and the respective adjacent lamellar band 5 or lamellar band module is still a support element 14 is arranged in the form of a support plate which is thermally conductive, ie preferably consists of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of Serves forces. An optional PTC heating element can be used in the interior of the frame 7 between two adjacent lamellar bands 5, in particular instead of the support element 14, possibly with an associated electrical contact plate, if the cooling module 1 should also serve for heating. However, a PTC heating element can also be arranged in the frame 7, possibly instead of a Peltier element 10 and optionally with electrical contact plates.
Die thermischen Ausdehnungen können durch eine Verschiebbarkeit von Lamellenbändern 5, Lamellenprofilen 6 sowie gegebenenfalls der Peltier- Elemente 10 und/oder des Rahmens 7 kompensiert und ausgeglichen werden, wobei sowohl der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den Peltier-Elementen 10 und den Lamellenbändern 5 und der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den Peltier-Elementen 10 und den Lamellenprofilen 6 erhalten bleibt. Dies gilt auch für die gute elektrische Kontaktie- rung eines optional verwendeten PTC-Heizelements. Hierzu weist das erfindungsgemäße Kühlmodul 1 Federelemente 9 auf, die zum Zusammendrücken der Lamellenbänder 5 bzw. Lamellenband-Module, der Lamellenprofile 6 und der Peltier-Elemente 10 ausgebildet sind. The thermal expansions can be compensated and compensated by a displacement of lamellar bands 5, lamellar profiles 6 and optionally the Peltier elements 10 and / or the frame 7, wherein both the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and the lamellae 5 and the intimate thermally conductive contact between the Peltier elements 10 and the lamellar profiles 6 is maintained. This also applies to the good electrical contacting of an optionally used PTC heating element. For this purpose, the cooling module according to the invention 1 on spring elements 9, which are designed for compressing the lamellar bands 5 or lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the Peltier elements 10.
Die Federelemente 9 greifen in die Lamellenprofile 6 ein und drücken diese unter Vorspannung belastet zusammen, wobei die von den Federelementen 9 zusammengedrückten Lamellenprofile 6 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Hierdurch ist der Aufbau leicht herzustellen und im Falle der Entsorgung wieder leicht zu demontieren, und es werden in einfacher und zuverlässiger Weise mit wenigen Federelementen 9 die erforderlichen Bauteile, einschließlich Lamellenbänder 5, Rahmen 7, Lamellenprofile 6, Peltier-Elemente 10, Auflageelemente 14 sowie für optional vorhandene PTC-Heizelemente optionale elektrische Kontaktelemente federbelastet beweglich zusammengehalten. Wenn die Federelemente 9 statt an den Lamellenprofilen 6 beispielsweise an dem Rahmen 7 angreifen, sind zusätzliche Federelemente erforderlich, um auch die anderen Komponenten in dem Kühlmodul 1 zusammenzuhalten, wodurch sich ein höherer Fertigungsaufwand ergibt. Die Wirkungsklemmrichtung der Federelemente 9 ist dabei vorteilhafterweise entgegen der thermischen Ausdehnungs- richtung der Komponenten des Kühlmoduls 1 und entgegengesetzt zur Verschiebe- bzw. Führungsrichtung, die die Komponenten des Kühlmoduls 1 bei thermischer Ausdehnung in dem Kühlmodul 1 haben. The spring elements 9 engage in the lamellar profiles 6 and push them under bias loaded together, wherein the pressed together by the spring elements 9 lamellar profiles 6 are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside of the frame 7. As a result, the structure is easy to manufacture and easy to disassemble in the event of disposal, and there are in a simple and reliable way with a few spring elements 9, the required components, including lamellae 5, frame 7, lamellar profiles 6, Peltier elements 10, support members 14 and for optional PTC heating elements optional electrical contact elements spring-loaded movably held together. If the spring elements 9 act, for example, on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the cooling module 1, which results in a higher manufacturing outlay. The action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the cooling module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the cooling module 1 in the thermal expansion in the cooling module 1.
Die Peltier-Elemente 10 sind nicht im Kern oder Strömungszentrum des Wärmeaustauschbereichs 4 angeordnet, sondern quer zur Strömungsrichtung 2 nach außen versetzt sind, nämlich in die U-Rücken 12. Hierdurch wird eine optimale beidseitige Luftumströmung der Peltier-Elemente 10 ermöglicht, nämlich sowohl auf ihrer den Lamellenbändern 5 zugewandten Seite als auch auf der dem jeweils angrenzenden Lamellenprofil 6 zugewandten Seite. Ferner kann hierdurch eine gute beidseitige Wärmekopplung der Peltier-Elemente 10 an die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 realisiert werden. The Peltier elements 10 are not arranged in the core or flow center of the heat exchange region 4, but are offset transversely to the flow direction 2 to the outside, namely in the U-back 12. This is an optimal two-sided air flow around the Peltier elements 10 allows, namely both their side facing the lamellar bands 5 side as well as on the respective adjacent lamellar profile 6 side facing. Furthermore, a good double-sided heat coupling of the Peltier elements 10 to the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can thereby be realized.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal kann darin bestehen, dass das Peltier- Element 10 quaderförmig ausgebildet und derart in dem Kühlmodul 1 angeordnet ist, dass sich seine Längsseite quer zur Strömungsrichtung 2 erstreckt. Dadurch liegt das Peltier-Element 10 parallel zu den Lamellenbändern 5 und den U-Rücken 12 des Rahmens 7 und die Schmalseiten der Wärmekontaktflächen des Peltier-Elements 10 liegen axial in Strömungsrichtung 2. Daraus resultiert eine sehr geringe Bautiefe des Kühlmoduls 1 in seiner axialen Strömungsrichtung 2, was sehr vorteilhaft für die Anwendung bei beengten Platzverhältnissen ist. Another advantageous feature may consist in that the Peltier element 10 is cuboid-shaped and arranged in the cooling module 1 such that its longitudinal side extends transversely to the flow direction 2. As a result, the Peltier element 10 is parallel to the lamellar bands 5 and the U-back 12 of the frame 7 and the narrow sides of the thermal contact surfaces of the Peltier element 10 are axially in the flow direction 2. This results in a very small overall depth of the cooling module 1 in its axial flow direction 2, which is very advantageous for use in confined spaces.
Das Kühlmodul 1 umfasst Peltier-Elemente 10, die in zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 angeordnet sind. Hieraus resultiert ein symmetrischer Aufbau des Kühlmoduls 1, der in Bezug auf die Kühlung der Lamellenbänder 5, der Wärmableitung über die Lamellenprofile 6 und der paarweisen Verwendung gleicher Bauteile in dem Kühlmodul 1 vorteilhaft ist. Der Rahmen 7 bildet eine Trennung zwischen einem kalten Luftstrom durch den zentralen Bereich mit den Lamellenbändern 5 und einem warmem Luftstrom durch den äußeren Bereich mit den Lamellenprofilen 6, wobei der kalte Luftstrom durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements 10 stehen, und wobei der warme Luftstrom durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der warmen Seite des Peltier-Elements 10 stehen. The cooling module 1 comprises Peltier elements 10 which are arranged in two opposite sides of the frame 7. This results in a symmetrical design of the cooling module 1, which is advantageous in relation to the cooling of the lamella bands 5, the heat dissipation via the lamellar profiles 6 and the pairwise use of the same components in the cooling module 1. The frame 7 forms a separation between a cold air flow through the central region with the lamellar bands 5 and a warm air flow through the outer region with the lamellar profiles 6, wherein the cold air flow is guided by fins, in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier Elements 10 are, and wherein the warm air flow is guided by fins, which are in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10.
Das Kühlmodul 1 ist bevorzugt so ausgebildet, dass im Standardbetrieb das Lamellenband 5 in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements 10 steht und das Lamellenprofil 6 in wärmeleitender Verbindung mit der warmen Seite des Peltier-Elements 10 steht. Bevorzugt umschließt der Rahmen 7 einen kalten Luftstrom, der durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements 10 stehen. Der kalte Luftstrom fließt also axial durch das Innere des Rahmen, d.h. senkrecht zu der vom Rahmen gebildeten Querschnittsfläche des Kühlmoduls 1. Entsprechend ist bevorzugt, wenn das Kühlmodul 1 derart ausgebildet ist, dass ein warmer Luftstrom durch ein Lamellenprofil 6 leitbar ist, das an der Außenseite des Rahmens 7 angeordnet ist, wobei das Lamellenprofil 6 in wärmeleitender Verbindung mit dem Peltier-Element 10 steht. Der warme Luftstrom durchströmt also axial an der Außenseite des Rahmens durch den Wärmeaustauschbereich 4. The cooling module 1 is preferably designed such that in the standard mode the lamellar strip 5 is in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10 and the lamellar profile 6 is in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element 10. The frame 7 preferably encloses a cold air stream, which can be conducted through fins, which are in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element 10. The cold air flow thus flows axially through the interior of the frame, i. perpendicular to the cross-sectional area of the cooling module 1 formed by the frame. Accordingly, it is preferred if the cooling module 1 is designed so that a warm air flow through a slat profile 6 can be conducted, which is arranged on the outside of the frame 7, wherein the slat profile 6 in heat-conducting Connection with the Peltier element 10 is. The warm air flow thus flows through the heat exchange area 4 axially on the outside of the frame.
Das Kühlmodul 1 mit den Lamellenbändern 5, dem Rahmen 7, den Lamellenprofilen 6 und den Federelementen 9 der Figuren 10 bis 14 ist in ein luftdurchströmbares Gehäuse 16 mit rechteckigem Querschnitt und rechteckigem Luftaustritt integriert. Die Enden mancher Rippen der Lamellenprofile 6 sind als Stege ausgebildet oder dienen als solche, um das Kühlmodul 1 in entsprechenden Führungsnuten in dem Gehäuse 16 zu führen. Die Stege greifen in korrespondierende Führungsnuten auf der Innenseite des Gehäuses 16 ein, die beispielsweise von Nasen oder Stegen gebildet werden können. The cooling module 1 with the lamellar bands 5, the frame 7, the lamellar profiles 6 and the spring elements 9 of Figures 10 to 14 is integrated into a luftdurchströmbares housing 16 with rectangular cross section and rectangular air outlet. The ends of some ribs of the lamellar profiles 6 are formed as webs or serve as such to guide the cooling module 1 in corresponding guide grooves in the housing 16. The webs engage in corresponding guide grooves on the Inside the housing 16, which can be formed for example by noses or webs.
Das Kühlmodul 1 wird von einem Luftstrom angeströmt, der mit einem Ventilator erzeugt wird. Der innen liegende Luftstrom durchströmt die Lamellenbänder 5 und der radial außen liegende Luftstrom die Lamellenprofile 6. In der Standardbetriebsweise des Kühlmoduls 1 zum Kühlen wird somit der äußere Luftstrom erwärmt und der innere Luftstrom wird abgekühlt. In dem Kühlmodul 1 werden diese beiden Luftströme durch den Rahmen 7 getrennt. Auf der Austrittsseite des Kühlmoduls 1 kann das Gehäuse 16 eine Trennwand aufweisen, die eine Trennung zwischen einem warmen und einem kalten Luftstrom bildet, wobei sich die Trennwand in der Strömungsrichtung 2 stromabwärts an den Rahmen 7 anschließt oder der Rahmen 7 einen Teil der Trennwand bildet. Die kalte Luft strömt aus dem Zentrum des Kühlmoduls 1 aus und die warme Luft aus dem Randbereich. Die warme Luft kann dabei von einem Gehäuseteil abgelenkt werden, damit sie nicht zusammen mit der kalten Luft in den gekühlten Luftstrom bzw. in den zu kühlenden Raum gelangt. The cooling module 1 is flown by an air flow, which is generated by a fan. The inner air flow flows through the lamellar bands 5 and the radially outer air flow through the lamellar profiles 6. In the standard mode of operation of the cooling module 1 for cooling, the outer air flow is thus heated and the inner air flow is cooled. In the cooling module 1, these two air streams are separated by the frame 7. On the outlet side of the cooling module 1, the housing 16 may have a partition which forms a separation between a hot and a cold air flow, wherein the partition in the flow direction 2 downstream of the frame 7 connects or the frame 7 forms part of the partition. The cold air flows out of the center of the cooling module 1 and the warm air flows out of the edge area. The warm air can be deflected by a housing part, so that they do not get along with the cold air in the cooled air flow or in the space to be cooled.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kühlmodul 1 cooling module
2 Strömungsrichtung  2 flow direction
3 Luftstrom  3 airflow
4 Wärmeaustauschbereich 4 heat exchange area
5 Lamellenband  5 slat band
6 Lamellenprofil  6 lamellar profile
7 Rahmen  7 frames
8 Zuleitung  8 supply line
9 Federelement 9 spring element
10 Peltier-Element  10 peltier element
11 Öffnung  11 opening
12 U-Rücken  12 U-backs
13 U-Schenkel  13 U-thighs
14 Auflageelement 14 supporting element
15 Innenecke  15 inside corner
16 Gehäuse  16 housing
17 Flansch  17 flange
18 Ventilator  18 fans
19 Gummilagerung 19 rubber storage
20 Rastnocken  20 locking cams
21 Rastöffnung  21 latching opening
22 Trennwand  22 partition wall
23 Austrittsöffnung  23 outlet opening
24 Sammelrinne 24 collecting trough

Claims

Patentansprüche claims
Elektrisches Kühlmodul (1) zum elektrischen Kühlen eines Luftstroms (3), insbesondere zum Kühlen und Belüften eines Sitzes, mit mindestens einem Peltier-Element (10) und mindestens einem luftdurch- strömbaren Wärmeaustauschbereich (4) mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem Peltier-Element (10) in wärmeleitender Verbindung stehen und mit diesem zu einem Modul zusammengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass Electric cooling module (1) for electrically cooling an air stream (3), in particular for cooling and ventilating a seat, having at least one Peltier element (10) and at least one heat-exchanging heat exchange area (4) with heat-conducting lamellae which are connected to the Peltier Element (10) are in thermally conductive connection and are combined with this into a module, characterized in that
die Lamellen des Kühlmoduls (1) sowohl mindestens ein Lamellenband (5) als auch mindestens ein festes Lamellenprofil (6) umfassen, die in dem Wärmeaustauschbereich (4) angeordnet sind, wobei das Lamellenband (5) im zentralen Bereich des Wärmeaustauschbereichs (4) innerhalb eines Rahmens (7) angeordnet ist, der quer zur Strömungsrichtung (2) angeordnet ist, the lamellae of the cooling module (1) comprise both at least one lamella band (5) and at least one fixed lamellar profile (6) arranged in the heat exchange area (4), the lamellar band (5) being located in the central area of the heat exchange area (4) within a frame (7) is arranged, which is arranged transversely to the flow direction (2),
das Lamellenprofil (6) im Außenbereich des Wärmeaustauschbereichs (4) angeordnet ist und the fin profile (6) is arranged in the outer region of the heat exchange region (4) and
das Kühlmodul (1) Federelemente (9) aufweist, die zum Zusammendrücken des Lamellenbandes (5), des Lamellenprofils (6) und des Peltier-Elements (10) ausgebildet sind. the cooling module (1) has spring elements (9) which are designed to compress the lamellar strip (5), the lamellar profile (6) and the Peltier element (10).
Kühlmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) axial stromauf oder stromab zu dem Luftstrom (3) weisen. Cooling module (1) according to claim 1, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and / or the slat profile (6) axially upstream or downstream of the air flow (3) have.
3. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) nicht in radialer Richtung, sondern als Sehne oder Sekante in dem Wärmeaustauschbereich (4) verlau- fen. 3. cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and / or the lamellar profile (6) not in the radial direction, but as a chord or secant in the heat exchange area (4) run duri fen ,
4. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) jeweils zueinander parallel sind. 4. cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and / or the slat profile (6) are mutually parallel.
5. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und des Lamellenprofils (6) zueinander parallel sind. 5. cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and the slat profile (6) are parallel to each other.
6. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) nicht gegen die axiale Richtung und somit nicht gegen die direkte Luftströmungsrichtung (2) gekippt oder verdreht sind, sondern axial in dem Kühlmodul (10) verlaufen. 6. cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the broad sides of the slat strip (5) and / or the lamellar profile (6) are not tilted against the axial direction and thus not against the direct air flow direction (2) or twisted but axially in the cooling module (10).
7. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lamellenprofil (5) außerhalb des Rahmens (7) angeordnet ist. 7. cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one lamellar profile (5) outside the frame (7) is arranged.
8. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen des Lamellenprofils (6) in ihrem Außenbereich offen sind. 8. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that ribs of the lamellar profile (6) are open in their outer region.
9. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen des Lamellenprofils (6) in ihrem Außenbereich paarweise geschlossen sind. 9. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that ribs of the lamellar profile (6) are closed in pairs in their outer region.
10. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenprofil (6) an seiner dem Rahmen (7) zugewandten Innenseite gerundete Innenecken (15) aufweist. 10. cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the slat profile (6) on its the frame (7) facing the inside rounded inside corners (15).
11. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere jeweils zu einem Lamellenband- Modul zusammengefasste Lamellenbänder (5) aufweist und die Lamellenband-Module in dem Rahmen (7) mit ihren Längsseiten, die in einer Ebene quer und axial zur Strömungsrichtung (2) verlaufen, nebeneinander liegend und/oder mit diesen Längsseiten jeweils untereinander in thermischer Verbindung stehend angeordnet sind. 11. cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of each lamella band module combined lamellar bands (5) and the lamellar band modules in the frame (7) with their longitudinal sides, in a plane across and axially to the flow direction (2), juxtaposed and / or are arranged with these longitudinal sides each standing in thermal connection with each other.
12. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Rahmen (7) umschlossene zen- trale Bereich des Wärmeaustauschbereichs (4) vollständig oder nahezu vollständig mit Lamellenbändern (5) ausgefüllt ist. 12. cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that of the frame (7) enclosed central region of the heat exchange region (4) is completely or almost completely filled with lamellar bands (5).
13. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Lamellenprofile (6) aufweist, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens (7) außerhalb des Rahmens (7) angeordnet sind. 13. cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises two lamellar profiles (6), which are each arranged on opposite sides of the frame (7) outside of the frame (7).
14. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckig ist und die Ecken des Rechtecks dicht an der Außenkontur des Kühlmoduls (10) angeordnet sind. 14. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the cooling module (10).
15. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckig ist und zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile umfasst, wobei die Rahmenlängsteile unter der Vorspannung der Federelemente (9) quer zur Strömungsrichtung (2) des Luftstroms gegeneinander verschiebbar sind. 15. Cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is rectangular and two extending in the longitudinal direction of a slat belt module, opposite longitudinal frame members, wherein the frame longitudinal members under the bias of the spring elements (9) transversely to the flow direction (2) of the air flow are mutually displaceable.
16. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Kunststoff besteht. 16. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) consists of an electrically non-conductive material, for example made of plastic.
17. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) aus einem thermisch isolierenden Material gebildet ist. 17. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is formed of a thermally insulating material.
18. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) aus Kunststoff, einer Hochtemperaturfaser, einem Faserprodukt, einem Papierprodukt oder aus Styropor oder Polypropylen, vorzugsweise aus expandiertem Polypropylen (EPP) gebildet ist. 18, cooling module (1) according to the preceding claims, characterized in that the frame (7) made of plastic, a high-temperature fiber, a fiber product, a paper product or styrofoam or polypropylene, preferably made of expanded polypropylene (EPP) is formed.
19. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der kalten und/oder der warmen Seite eines Peltier-Elements (10) eine wärmeleitende Ausgleichsschicht angeordnet ist, insbesondere ein wärmeleitendes Wachs, ein wärmeleitendes Phase-Change Wachs, eine wärmeleitende Folie, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, eine wärmeleitende Klebefolie oder eine wärmeleitende Phase-Change Folie. 19, cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the cold and / or the warm side of a Peltier element (10) is arranged a heat-conducting compensating layer, in particular a heat-conductive wax, a heat-conducting phase-change wax, a heat-conducting film, in particular of copper or aluminum, a heat-conductive adhesive film or a heat-conducting phase-change film.
20. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbänder (5) im Innern des Rahmens (7) und die Lamellenprofile (6) auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet sind. 20. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lamellar bands (5) are arranged in the interior of the frame (7) and the lamellar profiles (6) on the outside of the frame (7).
21. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente (10) in dem Rahmen (7) angeordnet sind und sowohl mit den im Innern des Rahmens (7) angeordneten Lamellenbändern (5) als auch mit den auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordneten Lamellenprofilen (6) in wärmeleitender Verbindung stehen. 21. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Peltier elements (10) in the frame (7) are arranged and with both the inside of the frame (7) arranged slat bands (5) and with the on the outside of the frame (7) arranged slat profiles (6) are in heat-conducting connection.
22. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Peltier-Elemente (10) umfasst, die in zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmens (7) angeordnet sind. 22. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises Peltier elements (10) which are arranged in two opposite sides of the frame (7).
Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) eine Trennung zwischen einem kalten Luftstrom und einem warmem Luftstrom bildet, wobei der kalte Luftstrom durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements (10) stehen, und wobei der warme Luftstrom durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der warmen Seite des Peltier-Elements (10) stehen. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) forms a separation between a cold air flow and a warm air flow, wherein the cold air flow is guided by fins, in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier -Iements (10) are, and wherein the warm air flow is guided by fins, which are in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element (10).
24. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es so ausgebildet ist, dass im Standardbetrieb das Lamellenband (5) in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements (10) steht und das Lamellenprofil (6) in wärmeleitender Verbindung mit der warmen Seite des Peltier-Elements (10) steht. 24. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed so that in standard operation, the slat strip (5) in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element (10) and the slat profile (6) in heat-conducting connection with the warm side of the Peltier element (10).
25. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) einen kalten Luftstrom umschließt, der durch Lamellen leitbar ist, die in wärmeleitender Verbindung mit der kalten Seite des Peltier-Elements (10) stehen. 25, cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) encloses a cold air flow, which is guided by fins, which are in heat-conducting connection with the cold side of the Peltier element (10).
26. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es derart ausgebildet ist, dass ein warmer Luftstrom durch ein Lamellenprofil (6) leitbar ist, das an der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet ist, wobei das Lamellenprofil (6) in wärmeleitender Verbindung mit dem Peltier-Element (10) steht. 26. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed such that a warmer Air flow through a blade profile (6) is guided, which is arranged on the outside of the frame (7), wherein the blade profile (6) is in heat-conducting connection with the Peltier element (10).
27. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) zweigeteilt ist, wobei beide Rahmenhälften jeweils u-förmig ausgebildet sind. 27, cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is divided into two, wherein both frame halves are each U-shaped.
28. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Schenkel (13) des Rahmens (7) aufeinander zu weisen und gegeneinander verschiebbar sind. 28, cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the U-legs (13) of the frame (7) face each other and are mutually displaceable.
29. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente (10) in den U-Rücken (12) der Rahmenhälften angebracht 29. Cooling module (1) according to any one of claims 27 to 28, characterized in that the Peltier elements (10) mounted in the U-back (12) of the frame halves
30. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei in Form eines Bogens, d.h. bogenartig, bogenförmig oder in etwa bogenförmig ausgebildete Lamellenprofile (6) umfasst, die auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet sind und mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens (7) und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs (4) angepasst sind. Cooling module (1) according to any one of claims 27 to 29, characterized in that it comprises two sheets in the form of a bow, i. arcuate, arcuate or approximately arcuate lamellar profiles (6), which are arranged on the outside of the frame (7) and adapted with its inside to the outside of the frame (7) and with its outer edge to the outer contour of the heat exchange region (4) are.
31. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckig ist und vier gerade Rahmenteile aufweist, umfassend zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile und zwei die Rahmenlängsteile an ihren Enden verbin- dende Rahmenverbindungsteile, wobei die Rahmenlängsteile unter der Vorspannung der Federelemente (9) gegeneinander verschiebbar in den Rahmenverbindungsteilen verschiebbar geführt sind. 31, cooling module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is rectangular and has four straight frame parts comprising two extending in the longitudinal direction of a slat belt module, opposite longitudinal frame members and two verbin the frame longitudinal members at their ends - Dende frame connecting parts, wherein the frame longitudinal members under the bias of the spring elements (9) against each other slidably guided in the frame connecting parts.
32. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei gerade ausgebildete Lamellenprofile32. Cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that there are two straight lamellar profiles
(6) umfasst, die auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet sind und mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens (7) und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs (4) angepasst sind. (6), which are arranged on the outside of the frame (7) and are adapted with its inside to the outside of the frame (7) and with its outer edge to the outer contour of the heat exchange region (4).
33. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) in Lamellenprofile (6) eingreifen und diese unter Vorspannung belastet zusammendrücken, wobei die von den Federelementen (9) zusammengedrückten Lamellenprofile (6) jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens33. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) engage in lamellar profiles (6) and squeeze biased under bias, wherein the of the spring elements (9) compressed lamellar profiles (6) each on opposite Sides of the frame
(7) außerhalb des Rahmens (7) angeordnet sind. (7) are arranged outside the frame (7).
34. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) quer zur Strömungsrichtung (2) versetzt neben dem Rahmen (7) angeordnet sind. 34. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) transversely to the flow direction (2) offset from the frame (7) are arranged.
35. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) in Strömungsrichtung (2) versetzt vor und/oder hinter dem Rahmen (7) angeordnet sind. 35. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) in the flow direction (2) offset from and / or behind the frame (7) are arranged.
36. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) als Federbügel oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial ausgebildet sind. 36. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) are designed as a spring clip or spring clip made of a flat spring material.
37. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) als Federbügel oder Federklammer aus einem runden Federmaterial ausgebildet sind. 37. Cooling module according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) are designed as a spring clip or spring clip made of a round spring material.
38. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus zwei oder mehr in Strömungsrichtung (2) hintereinander angeordneten Kühlmodulen zusammengesetzt ist, wobei die Lamellenbänder (5), die Lamellenprofile (6) und die Rah- men (7) der einzelnen Kühlmodule jeweils in Strömungsrichtung (2) hintereinander fluchtend ausgerichtet sind. 38. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is composed of two or more downstream in the flow direction (2) arranged cooling modules, the lamellar bands (5), the lamellar profiles (6) and the frame ( 7) of the individual cooling modules are each aligned in alignment in the flow direction (2).
39. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander geschalteten Kühlmodule einen gemeinsamen Rahmen (7) und/oder gemeinsame Peltier-Ele- mente (10) aufweisen. 39. Cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the cooling modules connected in series have a common frame (7) and / or common Peltier elements (10).
40. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 38 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der auf einer Seite der Rah- men (7) hintereinander liegend angeordneten Lamellenprofile (6) zu einem gemeinsamen, einstückigen Lamellenprofil (6) zusammenge- fasst sind. 40. Cooling module (1) according to one of claims 38 to 39, characterized in that at least two of the frame (7) on one side of the frame (7) arranged one behind the other lamellar profiles (6) to a common, one-piece lamellar profile (6) summarized are.
41. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein PTC-Heizelement aufweist. 41. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one PTC heating element.
42. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Heizelement in dem Rahmen (7) angeordnet ist. 42. Cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the PTC heating element in the frame (7) is arranged.
43. Kühlmodul (1) nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Heizelement im Innern des Rahmens zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern (5) angeordnet ist. 43. Cooling module (1) according to claim 41, characterized in that the PTC heating element is arranged in the interior of the frame between two adjacent lamellar bands (5).
44. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs (4) ringförmig, d.h. im Wesentlichen rund, kreisrund, elliptisch oder stadionförmig ausgebildet ist. 44. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer contour of the heat exchange region (4) is annular, ie substantially round, circular, elliptical or stadium-shaped.
45. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Wärmeaustauschbereichs (4) rechteckig oder vieleckig ausgebildet ist. 45. Cooling module (1) according to one of claims 1 to 43, characterized in that the outer contour of the heat exchange region (4) is rectangular or polygonal.
46. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (10) nicht im Kern oder Strömungszentrum des Wärmeaustauschbereichs (4) angeordnet, sondern quer zur Strömungsrichtung (2) nach außen versetzt ist. 46. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Peltier element (10) is not arranged in the core or flow center of the heat exchange region (4), but is offset transversely to the flow direction (2) to the outside.
47. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (10) quaderförmig ausgebildet und derart in dem Kühlmodul (1) angeordnet ist, dass sich seine Längsseite quer zur Strömungsrichtung (2) erstreckt. 47. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Peltier element (10) is cuboid and is arranged in the cooling module (1) such that its longitudinal side extends transversely to the flow direction (2).
48. Kühlmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in ein luftdurchströmbares Gehäuse (16) integriert ist. 48. Cooling module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is integrated in an air-flowable housing (16).
49. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (18) an dem Gehäuse (16) befestigt oder in dieses eingesetzt ist. 49. Cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that a fan (18) attached to the housing (16) or inserted into this.
50. Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (18) ein Axialventilator ist. 50. Cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the fan (18) is an axial fan.
51. Kühlmodul (1) nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (18), bezogen auf die Strömungsrichtung (2), stromaufwärts von dem Kühlmodul (1) angeordnet ist. 51. Cooling module (1) according to claim 49 or 50, characterized in that the fan (18), with respect to the flow direction (2), upstream of the cooling module (1) is arranged.
Kühlmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialventilator (18) derart angeordnet ist, dass sein radial innen liegender Luftstrom die Lamellenbänder (5) und sein radial außen liegender Luftstrom die Lamellenprofile (6) durchströmt. Cooling module (1) according to the preceding claim, characterized in that the axial fan (18) is arranged such that its radially inner air flow through the lamellar bands (5) and its radially outer air flow through the lamellar profiles (6).
53. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 48 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) eine Trennwand aufweist, die eine Trennung zwischen einem warmen und einem kalten Luft- ström bildet, wobei sich die Trennwand (22) in der Strömungsrichtung (2) stromabwärts an den Rahmen (7) anschließt oder der Rahmen (7) einen Teil der Trennwand (22) bildet. 53. Cooling module (1) according to one of claims 48 to 52, characterized in that the housing (16) has a partition which forms a separation between a hot and a cold air Ström, wherein the partition (22) in the Flow direction (2) downstream of the frame (7) connects or the frame (7) forms a part of the partition wall (22).
54. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 48 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) Austrittsöffnungen (23) zum Ausleiten von Warmluft aus dem Gehäuse (16) aufweist. 54. Cooling module (1) according to one of claims 48 to 53, characterized in that the housing (16) outlet openings (23) for discharging hot air from the housing (16).
55. Kühlmodul (1) nach einem der Ansprüche 48 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) zum Einsetzen in einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, oder zum Einsetzen in einen Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstrom kühlung oder Luftstromklimatisierung eines Fahrzeuges vorgesehen ist. 55. Cooling module (1) according to one of claims 48 to 54, characterized in that the housing (16) is provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with optionally switchable air flow cooling or air conditioning of a vehicle ,
56. Verwendung eines elektrischen Kühlmoduls (1) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche in einem belüfteten Sitz als Gebläse mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromkühlung, insbesondere in einem Fahrzeugsitz, oder in einem Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstrom kühlung eines Fahrzeuges. 56. Use of an electric cooling module (1) according to one of the preceding claims in a ventilated seat as a fan with optionally switchable airflow cooling, in particular in a vehicle seat, or in an air duct with, if necessary, switchable airflow cooling of a vehicle.
57. Verwendung eines elektrischen Kühlmoduls (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Fahrzeug, insbesondere zum Kühlen einer Lampe, insbesondere einer LED-Lampe, eines Scheinwer- fers, der Motorsteuerung, eines Sitzes, einer Steuerelektronik, des Armaturenbrettes, eines in das Fahrzeug eingebauten Gerätes oder bei der körpernahen Klimatisierung. 57. Use of an electric cooling module (1) according to one of the preceding claims in a vehicle, in particular for cooling a lamp, in particular an LED lamp, a headlight fers, the engine control, a seat, an electronic control unit, the dashboard, a built-in vehicle or in the body-mounted air conditioning.
Verwendung eines elektrischen Kühlmoduls (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Kühlen einer Lampe, beispielsweise einer Halogen- oder LED-Lampe, eines Autoscheinwerfers, Sitzes, Stuhls, Bettes, kleinen Schaltschranks, Steuerpults, Bildschirms, Flachbildschirms oder eines Gehäuses mit elektrischen oder elektronischen Teilen, beispielsweise eines Netzgerätes, Routers, Servers, PCs oder Industrie-PCs. Use of an electric cooling module (1) according to one of the preceding claims for cooling a lamp, for example a halogen or LED lamp, a car headlight, seat, chair, bed, small control cabinet, control panels, screen, flat screen or a housing with electrical or electronic Share, for example, a power supply, router, server, PCs or industrial PCs.
PCT/EP2011/002850 2010-08-04 2011-06-10 Electrical cooling module having a peltier element for electrically cooling an air stream WO2012016607A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010011016.5 2010-08-04
DE202010011016U DE202010011016U1 (en) 2010-08-04 2010-08-04 Electric heating module with PTC element for the electrical heating of an air flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012016607A1 true WO2012016607A1 (en) 2012-02-09

Family

ID=44532714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/002850 WO2012016607A1 (en) 2010-08-04 2011-06-10 Electrical cooling module having a peltier element for electrically cooling an air stream

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE202010011016U1 (en)
WO (1) WO2012016607A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110325385A (en) * 2016-11-23 2019-10-11 电子系统股份有限公司 For adjusting the method and air-conditioning module of air to personnel's dwell regions

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015014687B4 (en) 2015-11-12 2021-10-07 Audi Ag Process and cooling system for generating a flow of cooling air by means of thermoelectric elements
DE102017001461A1 (en) 2017-02-08 2018-08-09 Gebr. Krallmann Gmbh Heating and / or cooling device for a solid or a fluid stream
DE102018002980A1 (en) * 2018-04-12 2019-10-17 Voss Automotive Gmbh Heat exchanger unit
US11608005B2 (en) 2020-09-16 2023-03-21 Ford Global Technologies, Llc Vehicle door pocket

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4207283A1 (en) 1992-03-07 1993-09-09 Webasto Karosseriesysteme Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roof
DE19651279A1 (en) 1995-12-13 1997-06-19 Denso Corp Air-conditioning system e.g. for diesel vehicle or electric vehicle
DE19829440A1 (en) 1998-07-01 2000-01-05 Bayerische Motoren Werke Ag Heating and conditioning unit, especially for private motor vehicles
US6119463A (en) 1998-05-12 2000-09-19 Amerigon Thermoelectric heat exchanger
US6370884B1 (en) * 2001-03-30 2002-04-16 Maher I. Kelada Thermoelectric fluid cooling cartridge
DE10218343B4 (en) 2002-04-25 2006-04-06 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Electric temperature control device for vehicles
US20060137358A1 (en) 2004-12-28 2006-06-29 Steve Feher Variable temperature cushion and heat pump
US20060168969A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-03 Ligong Mei Compact high-performance thermoelectric device for air cooling applications
US7089749B1 (en) * 2003-08-20 2006-08-15 Robin Contino Thermoelectrically heated/cooled cupholder system
EP1660338B1 (en) 2003-09-05 2007-10-31 Creactive Design Vehicle air conditioning device
DE102006046114A1 (en) 2006-09-28 2008-04-03 Airbus Deutschland Gmbh Cooling arrangement for heat body of aircraft, has Peltier unit with hot side to deliver heat energy to aircraft structure, so that heat body is coolable, and cooling device held between heat body and aircraft structure
WO2009015235A1 (en) 2007-07-23 2009-01-29 Amerigon Incorporated Radial thermoelectric device assembly
WO2009087106A1 (en) 2008-01-11 2009-07-16 MicroHellix GmbH Heat exchanger lamellar module, heat exchanger and electrical heating module
WO2009097572A1 (en) 2008-02-01 2009-08-06 Amerigon Incorporated Condensation and humidity sensors for thermoelectric devices
WO2009122282A1 (en) 2008-04-01 2009-10-08 Creactive Design Limited Improvements in or relating to the cooling of rail vehicle compartments
DE102010033309A1 (en) 2010-08-04 2012-02-09 Ingo Schehr Heat exchanger fins module, heat exchanger and electric heating module

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2031184T3 (en) 1988-07-15 1992-12-01 David & Baader Dbk Spezialfabrik Elektrischer Apparate Und Heizwiderstande Gmbh RADIATOR
US5192853A (en) 1991-10-22 1993-03-09 Yeh Yuan Chang Heating set having positive temperatue coefficient thermistor elements adhesively connected to heat radiator devices
DE4215498A1 (en) 1992-05-12 1993-11-25 Tuerk & Hillinger Gmbh Electric heater for gaseous media - has resistors sandwiched between aluminium finned plates with power supply for plug connection through fins
DE19851979C2 (en) 1998-11-11 2000-08-31 Daimler Chrysler Ag Temperature sensor for an air-conditioned vehicle seat
ES2264743T5 (en) 2003-04-02 2012-05-16 Catem Gmbh & Co.Kg Car seat and fan module for this car seat
EP1574791B1 (en) 2004-03-09 2006-09-27 CEBI S.p.A. Electric heater for automobile ventilation system
EP1731852B1 (en) 2005-06-09 2008-08-20 CEBI S.p.A. Electric heater for automobile ventilation systems
DE202005012394U1 (en) 2005-08-06 2005-12-08 Microhellix Systems Gmbh Electric heating module for airflow warming especially in vehicles, has heat emission section constructed in ring-form and especially circular, with heat conducting vanes arranged to extend radially
DE102007006058B4 (en) 2007-02-02 2009-11-26 Microhellix Systems Gmbh Electric heating module for air flow heating, in particular for heating and ventilation of seats

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4207283A1 (en) 1992-03-07 1993-09-09 Webasto Karosseriesysteme Cooling device for interior of car - has flap allowing fan to draw blow exterior or interior air past peltier cold generator in roof
DE19651279A1 (en) 1995-12-13 1997-06-19 Denso Corp Air-conditioning system e.g. for diesel vehicle or electric vehicle
US6119463A (en) 1998-05-12 2000-09-19 Amerigon Thermoelectric heat exchanger
DE19829440A1 (en) 1998-07-01 2000-01-05 Bayerische Motoren Werke Ag Heating and conditioning unit, especially for private motor vehicles
US6370884B1 (en) * 2001-03-30 2002-04-16 Maher I. Kelada Thermoelectric fluid cooling cartridge
DE10218343B4 (en) 2002-04-25 2006-04-06 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Electric temperature control device for vehicles
US7089749B1 (en) * 2003-08-20 2006-08-15 Robin Contino Thermoelectrically heated/cooled cupholder system
EP1660338B1 (en) 2003-09-05 2007-10-31 Creactive Design Vehicle air conditioning device
US20060137358A1 (en) 2004-12-28 2006-06-29 Steve Feher Variable temperature cushion and heat pump
US20060168969A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-03 Ligong Mei Compact high-performance thermoelectric device for air cooling applications
DE102006046114A1 (en) 2006-09-28 2008-04-03 Airbus Deutschland Gmbh Cooling arrangement for heat body of aircraft, has Peltier unit with hot side to deliver heat energy to aircraft structure, so that heat body is coolable, and cooling device held between heat body and aircraft structure
WO2009015235A1 (en) 2007-07-23 2009-01-29 Amerigon Incorporated Radial thermoelectric device assembly
WO2009087106A1 (en) 2008-01-11 2009-07-16 MicroHellix GmbH Heat exchanger lamellar module, heat exchanger and electrical heating module
WO2009097572A1 (en) 2008-02-01 2009-08-06 Amerigon Incorporated Condensation and humidity sensors for thermoelectric devices
WO2009122282A1 (en) 2008-04-01 2009-10-08 Creactive Design Limited Improvements in or relating to the cooling of rail vehicle compartments
DE102010033309A1 (en) 2010-08-04 2012-02-09 Ingo Schehr Heat exchanger fins module, heat exchanger and electric heating module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110325385A (en) * 2016-11-23 2019-10-11 电子系统股份有限公司 For adjusting the method and air-conditioning module of air to personnel's dwell regions

Also Published As

Publication number Publication date
DE202010011016U1 (en) 2011-10-10
DE202011110352U1 (en) 2013-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1783439B1 (en) Electric heating modul for heating an air stream, in particular in vehicles.
EP2147584B1 (en) Thermoelectric tempering device
DE102007040526B4 (en) Heat transfer heater and vehicle air conditioner that uses them
EP2153487B1 (en) Electrochemical energy storage unit comprising a cooling device
EP2329548B1 (en) Battery module
DE102007006058B4 (en) Electric heating module for air flow heating, in particular for heating and ventilation of seats
EP2255605B1 (en) Air-conditioning system for electronic components
WO2012016607A1 (en) Electrical cooling module having a peltier element for electrically cooling an air stream
DE102012005368A1 (en) Heating medium heater and vehicle air conditioner with the heating medium heater
DE112012003753T5 (en) Heating medium heating device and vehicle air conditioning system equipped therewith
DE102010033310B4 (en) Electric heating module with PTC element for the electrical heating of an air flow
EP1839920A1 (en) Electrical Heater for a vehicle air conditioning system
DE102010048593B4 (en) Modular heater
EP2145782B1 (en) Vehicle heater
EP2562485B1 (en) Media heater
DE102010017168B4 (en) Arrangement with method for cooling heat-generating components
EP1446299B1 (en) Heater for a vehicle air conditioning system comprising at least one heat pipe
DE10208153A1 (en) Apparatus for exchanging heat
DE102007017624B4 (en) Thermoelectric temperature control device
EP2339284B1 (en) Radiator assembly
EP2151639B1 (en) Heat exchanger
DE102009038154B4 (en) Temperature control unit and battery system comprising such a temperature control unit
DE102019204720A1 (en) Device for air conditioning a motor vehicle interior, evaporator for a refrigerant circuit, method for operating an air conditioning device for a motor vehicle and method for air conditioning a motor vehicle interior
DE102006036364A1 (en) Warm air heating system for motor vehicle interiors has PTC heating elements in contact with multiple U-section fins through which air is passed
DE202005012393U1 (en) Warm air heating system for motor vehicle interiors has PTC heating elements in contact with multiple U-section fins through which air is passed

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11729059

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011729059

Country of ref document: EP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11729059

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1