專利名稱：熱電式空調裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有多個熱電式運行的空調元件的熱電式空調裝置， 其具有在供給電流時在其一側形成的冷卻面和在其與之對置的一側形成的 加熱面，以及具有安裝在兩側面上的、安置在各自氣流腔中的空氣換熱器 和促使氣流沿同 一方向流動的風機。
背景技術：
這種空調裝置，在DE20007920U1中與用于機箱、例如裝有電子設施 的開關柜的通風裝置組裝在一起提供使用的。這種已知的、設計為頂部單 元的通風裝置，被設計為具有多個氣流腔的扁平的、長方體狀的單元，并 且此外還具有包含至少一個珀耳帖元件的傳熱裝置，所述珀耳帖元件按照 所選取的電流流動方向，可以冷卻或加熱在一個面上流過的空氣，同時， 另一個面被與此相反地冷卻或加熱。在這個有效運行的珀耳帖傳熱裝置前 面，在流動途中安置了一個單獨的具有換熱器的流動腔，在所述換熱器前 為了輸入內部的氣流，又安置了徑向風機。在隨后空氣到達珀耳帖傳熱裝 置、并且緊接著一部分借助于軸流式風機被排放到周圍環境中、而另一部 分作為恒溫的空氣被輸送到開關拒中之前，所述內部的氣流，在換熱器中 與外部的氣流為了熱交換而交匯。在這種構造中，珀耳帖傳熱裝置有利地 與通風裝置的其他空調部件，尤其前置的換熱器聯合地發揮作用。整個通 風裝置與氣流腔一起構成體積相對龐大的單元。
在未公開的德國專利申請Nr. 102006020499.9中示出的另 一種具有珀耳 帖元件的熱電式空調裝置中，在扁平、緊湊的構造上效率的提高是通過下 列方式實現的，即，使流道通往多個通向換熱元件的分流道，以便于利用 流過的空氣進行傳熱。
US2006/0137359A1示出 一種以多個珀耳帖元件才莫塊來冷卻或加熱的 熱電式空調裝置。在冷卻面和加熱面的上方，導引具有傳熱流體、例如液 態金屬的封閉回路，其中換熱器也可以布設在所述回路中。在這種結構中，
6沒有設置具有適當的冷卻通道的通風裝置。
DE10218343B4示出一種用于汽車的、具有珀耳帖元件的電空調裝置。 其中只是珀耳帖元件的一側遭遇在環形通道中產生的被導入汽車車廂內的 氣流，而另一 (冷卻)側與控制單元的功率組件保持導熱接觸。在該第二 側因此不存在相應的冷卻通道以及相關的風才幾裝置。
從JP2000130909中獲知另 一種利用珀耳帖元件進行冷卻或加熱的熱電 式空調裝置。其中采用可按不同功率控制的風機。但是這些風機布設在處
在US6181556B1中提供了另 一種具有多個熱電地運行的空調元件的熱 電式空調裝置。在這種公知的熱電式空調裝置中，多個珀耳帖元件被聚集 在具有葉片的冷卻體的一側，并且在這些冷卻體上安裝風機，以便于冷卻 布設在印制電路板上的、并且以特別的方式與冷卻裝置連接的、或者由該 裝置改裝而成的處理單元CPU或其他的半導體部件。為了冷卻，此外還設 有一種熱耦合的電橋。利用這種結構，難于實現規定的氣流。
DE20013755U1也示出了 一種熱電式空調裝置，也就是具有珀耳帖元件 的冷卻裝置。其中在珀耳帖元件的加熱面和冷卻面上，布設具有風^/L的空 腔，其中在加熱面和相關的風機之間，布設一個將產生的熱量排放到周圍 空氣中的冷卻體，并且同時在冷卻面和相關的風機之間，布設另一個具有 葉片的冷卻體，以便于利用風機將來自冷卻體的冷氣，分布到待冷卻的設 備中。在這種裝置上，也難于實現各種安裝方法所規定的流動狀況。
發明內容
因此本發明所要解決的技術問題是，提供一種本文開頭所述形式的熱 電式空調裝置，所述裝置可被使用者以盡可能少的費用用于各種用途，尤 其可被采用用于冷卻開關拒或者機箱。
該技術問題通過權利要求1的特征部分加以解決。在此規定，所述氣 流腔設計為側向平行于流動方向地以及在其遠離空調元件的頂側圍繞換熱 器的流道，所述流道具有進氣口和排氣口，其中每個流道的風機布設在其 進氣口或者其排氣口旁。
這些措施以模塊化的結構方式產生一種緊湊的結構，所述緊湊的結構 提供了簡單的應對各種要求的擴展及匹配的可能性。例如通過節省空間的、緊湊的結構形式，產生有利的、安裝在具有電子內裝部件的開關拒或者又較小的機箱中的可能性。除此之外，其它的應用，象例如冷卻表面或者不同種類的物質也可以。除了緊湊、扁平的以及同時價格低廉的構造方式夕卜，與傳統構造方式的設備相比，還實現了高的效率和較輕的重量。溫度的調節此時可以如本來已知的那樣，按照相關空調元件所選取的電流方向，對流經此旁的空氣進行冷卻或者加熱。
結構形式的不同實施方案體現在，位于相關的換熱器側旁的兩個風機，是集成在空調模塊的同 一側還是在相對置的兩側。
扁平、緊湊的結構以及高效率得益于，兩個風機被構建為徑向風機，其徑向端的通流孔朝向各自的換熱器，并且其軸向端的通流孔，垂直于空調元件的扁平面地定向，同時徑向端的通流孔布設在各自換熱器的側旁，或者風機被構建為軸流式風機，并且各流道在它所朝向相關軸流式風機的區域，具有指向徑向風機軸線方向的定向部件。
其他不同的結構方案在于，兩個風機相對于所屬的流道而言，都設計為吹風才幾，都設計為抽風才幾，還是一個^皮設計抽風機、而另一個浮皮設計為吹風機。
對于作用方式和變化多端的布局可能性而言有利的其它的擴展設計在于，在一側與冷卻面對應配設的流道，以及在另一側與加熱面對應配設的流道，被空氣逆流或者順流地流過。
對于盡可能高的效率有利的結構來自于換熱器具有垂直于冷卻面或者加熱面、并且平行于通過相關流道的氣流定向的葉片。
例如用于開關拒，或者用于具有產生高損耗功率的耗能器的較大的機箱的空調功率，可以通過下列方式有利地得以提高，即，空調裝置的被構建為空調模塊的單元，在外圍邊緣區域的至少一個邊緣部段上，設有連接裝置，通過所述連接裝置，可連接具有對應結構的、互補的連接裝置的另一個空調模塊。通過使每個空調模塊在一個邊緣部段上具有連接裝置，而在另一個邊緣部段上具有互補的連接裝置的方式，實現可靠的連接。
通過使每個空調模塊在一個邊緣部段上具有連接裝置，而在另一個邊緣部段上具有互補的連接裝置，獲得有利的擴展可能性。空調模塊的外輪廓可以是不同的，但是在俯視方向上被有利地實施為矩形的或者正方形的，從而例如利用在空調模塊的相對置的兩側布設在較窄的邊緣部段上的連接裝置以及互補的連接裝置，通過其他空調元件的順序排列達到簡單的擴展可能性，并進而達到空調功率的串聯和縮放。
使連接裝置具有機械的連接件和電連接部件的措施，以及此外使電連接部件具有至少一個用于電連接信號線和/或饋電線的插頭/連接器單元的措施，有助于多個空調模塊的簡單的可組合的聯接。
其中不同的構造方案體現在，所述機械的連接件具有插接式的，卡鎖式的，螺紋式的和/或^F茲性的連接元件。
存在具有控制模塊的控制裝置，所述控制裝置與一個或者一組空調模塊電連接或者可電連接，并且被構建成，使得一個空調模塊和/或多個空調模塊，可結合不同的空調功率地被控制或調節，由此有助于空調裝置的結構和運行。
下列特征也對不同的使用和操作可能性有利，即，將控制單元構建成，使得不同的空調功率，可通過對風機的不同的控制，和/或通過對供給空調元件的電流的不同的控制，被加以控制或調節。
如果設定，空調模塊借助于控制裝置，可彼此各不相同地被控制，則產生另 一種有利的溫度調節的控制可能性。
下列措施有助于高效地調節溫度，即，所述控制裝置用于控制具有不同電功率的風機以及控制具有不同電功率的空調元件，以便于滿足各種空
調功率需求，并且使對風機的控制和對空調元件的控制，相互協調一致，從而在相應的空調功率情況下，使得用于控制風機和用于控制空調元件的電功率的總需求最小。其中這種構造的有利之處在于，控制裝置具有至少一個被構建為微型控制器的控制單元，在所述控制單元中，儲存了依據空調功率需求獲得的傳感器信號、用于控制風機和空調元件的信號的程序。
此外，對各種要求的適應性，還有利地體現在，存在具有至少一個供電模塊的供電裝置，所述供電模塊被設計用于，有選擇地為單個空調模塊或者一組空調模塊供電。
其中， 一種有利的結構通過下列方式產生，即，控制裝置具有至少一個帶有殼體的控制模塊，并且所述控制模塊和/或供電模塊同樣設計有用于電地和/或機械地連接一個或多個空調模塊的連接裝置。
一種對于功能和使用有利的結構是，空調模塊具有包括殼體上部和殼體下部的殼體，并且空調元件、換熱器和風機布設和固定在所述殼體下部中。
一種有利的構造，是通過將流道布設在殼體下部中而產生的。
其中，下列措施對于制造、功能和使用性是有利的，即，殼體下部被實施為長方體狀的，并且在其底面上設有可拆卸地安裝的殼體底部，而且在其與之對置的頂面上，用殼體上部覆蓋，在所述殼體底部中，布設進氣口以及與該進氣口通過(或許包括多個分流道的)流道保持連通的排氣口，并在殼體上部中，布設另一個進氣口以及與該進氣口通過另一條(或許包括多個分流道的)流道保持連通的另 一個排氣口 。
其中， 一種具有良好操縱性的緊湊的結構有利地體現在，殼體上部向外在頂面上呈罩殼狀地突出，并且在縱向截面上呈梯形地或向外凸拱地成型，并且在殼體上部的中間部段與殼體下部的與之面對的上部區域的隔板之間，形成容納腔，在所述容納腔中安置供電裝置，尤其電源部分。
為了使有利地進行制造以及流道的匹配能與輸送空氣和調節溫度的其他元件協調一致，優選在殼體下部中裝入一個外形呈長方體狀的殼體內置件，流道設計在所述殼體內置件中，其中殼體內置件例如由耐溫度變化的、堅固的塑料材料制成。
此外，下列措施對于緊湊的、具良好操作性的結構有利，即，殼體內置件相對于殼體下部而言，在其縱向上縮短，并且在殼體內置件較窄的外側面和殼體下部與之面對的較窄的內側面之間，安裝控制單元。
通過在殼體上部的上蓋板中，裝入光學顯示裝置而獲得其它有利于功能和應用的優點。
接下來根據具體實施例參照附圖，對本發明加以詳細說明。附圖中圖1以簡略縱向剖視圖示出了安裝在開關拒壁板中的空調模塊，圖2示出了按照圖1的空調模塊的立體圖，圖3以簡略縱向剖視圖示出了用于空調模塊的另一個實施例，圖4以簡略縱向剖視圖示出了用于安裝在開關柜壁板中的空調模塊的另一個實施例，
圖5示出了按照圖4的空調模塊的立體圖，
圖6示出了多個組裝成一個單元的空調模塊的示意圖，圖7示出了多個組裝成一個單元的空調模塊以及對應配設的供電模塊 的俯視示意圖。
圖8示出了多個可組裝成一個單元的空調模塊，控制模塊以及供電模 塊的示意圖，
圖9示出了具有連接裝置的多個組裝成一個單元的空調模塊的示意圖， 圖10示出了安置在機箱壁板上的空調模塊的不同設計的縱向剖面示意
圖，
圖11以立體圖示出了按照圖10的空調模塊的另一種實施形式的縱向 剖面，
圖12A和圖12B示出了按照圖11的空調模塊的仰視和俯視立體圖， 圖13A至圖13G示出了按照圖11的空調模塊的不同視圖，亦即俯視
圖，縱向剖面圖，左視圖和沿剖面B-B和C-C的兩個剖視圖以及側視圖， 圖14示出了按照圖11的空調模塊的拆分立體圖， 圖15以立體圖示出了空調模塊安裝在機箱上的狀態， 圖16示出了按照圖15的帶有裝入的空調模塊的機箱，在打開門時，
看向殼體內側的立體圖，
圖17示出了包括殼體上部也安裝在機箱中的空調模塊的立體圖，以及 圖18示出了用于空調裝置的控制裝置的示意框圖。
具體實施例方式
圖l示出了嵌裝在開關拒2的后壁板2.1中的熱電式空調裝置的空調模 塊1。所述空調模塊1的一部分，布設在開關拒2的由一側的側壁板2.2為 界的內腔2.3的內部，而另一部分則處于開關拒2的室外2.4中。利用空調 模塊1的朝向內腔2.3的部分，對開關柜2的室內空氣進行空氣調節，以便 于冷卻例如因為電氣部件的損耗熱而變熱的室內空氣并且維持在某個溫度 水平上。如果室內溫度太低，也可以利用空調模塊l，通過變換電流方向促 使室內空氣變熱。空調模塊l，也可以類似地安裝在較小的內腔，象例如機 箱中，并且還可以將空調模塊1與待冷卻的表面或者其它類型的材料相組 合地使用。
空調模塊1優選具有多個熱電式元件，尤其以眾所周知的方式，在電
流通過時，在其一個平面上制冷，而在其另一個平面上制熱的珀耳帖元件10。通過電流方向的反向變化，可以j吏冷卻面和加熱面互:f奐。
在空調元件IO的冷卻面和加熱面上，敷設具有垂直于各自的表面的葉 片的換熱器11或11，，在圖1 (以及還在圖3，圖4，與6)中因為要顯示 葉片形狀的關系，被表示成垂直于圖紙平面，但是實際上是平行于以箭號
表示的、穿過換熱器ii或ir輸送的空氣的流動方向布設的。換熱器ii或 ir借助于葉片，在空調元件io的相關的面之間，以高效率產生熱交換，尤 其如果換熱器ii， ir由具有良好導熱能力的材料如鋁或銅組成的話。
換熱器ii， ir分別在其被空調元件io的冷卻面或加熱面覆蓋的一側， 以及在與穿過葉片流動的空氣的流動方向平行地延伸的兩側，用各自的流
道護蓋12， 12，以及側向的壁板部段以較小的間距包圍，使得能構成各自的 流道15, 15，，所述流道15, 15，極為有效地引導空氣沿葉片表面流過換熱
器ii， ir，其中所述流道平行于空調元件io的冷卻或加熱面地延伸，并
且在垂直于空調元件IO的冷卻或加熱面的、而且一黃向于流動方向定向的平 面上，在其一側具有進氣口 14或14，，而在其與之遠離的端側具有排氣口 16， 16，。在流道15， 15，的進氣側，分別安置風機13或13，，利用所述風 機13或13，，空氣被吹送通過各自的具有換熱器11或11，的流道15， 15'， 所述空氣在從排氣口 16, 16，流出以后， 一部分被恒溫地排放到開關拒的內 腔2.3中，而另一部分則被輸送到室外2.4中。風機13, 13，例如被設計為 徑向風機，它軸向地抽入空氣并且通過徑向端的、將風機密封地連接到流 道15， 15，上的孔，將空氣吹入流道中。以此方式，使開關柜2的內腔2.3 中的待調節的空氣，高效地達到所需的溫度。此外，通過這種結構，還產 生一種緊湊的、相對扁平的結構形式。
如圖2所示，風機13或13，借助于各自的流道部段17, 17，連接到流道 15， 15，上。在排氣口 16， 16，旁，也設計了類似的流道部段，其中空氣可以 通過排氣側的流道部段，例如垂直于在流道15或15，中占優勢的流動方向 地被排出，在進氣側，空氣垂直于流道中的流動方向，進入相關的風機13， 13，中，這種情況也正好相反。
在按照圖1和圖2的實施例中，在一側與空調元件10的冷卻面對應配 設的風機和在另 一側與加熱面對應配設的風機，被布設在流道15或15，的 相對置的兩側，并且流動方向也因為風機13, 13，的各自吹氣輸出到兩個換 熱器ll， ll，中的緣故而相反，如流動箭號所示。在圖3所示出的空調模塊1的實施例中，同樣應用了這種逆流原則。 與按照圖1和圖2的實施例不同，與開關拒內腔對應配設的這個風機，被
設計為吹風的徑向風機，而另一個對應配設給室外2.4的風機13，，被實施 為抽風的徑向風機，其中空氣通過風機徑向端的孔，被抽吸通過進氣口 14， 和流道15，以及排氣口 16，，并且通過風機13 ，被軸向地向外輸送。
在圖4和圖5中示出的例如被嵌裝在開關拒2后壁板中的空調模塊1 的實施例中，空調元件10的冷卻或加熱面的兩個風才幾13， 13，，同樣在空 調模塊1的同一側與各自的流道15, 15，連接。此時兩個風機13, 13，又被 實施為優選為徑向風機的吹風機，從而獲得如在圖4中畫出的流動箭號所 示的、按照順流原則工作的空調模塊1的結構。因為吹風機布設在空調模 塊1的同一側，因此得出比按照圖1的實施例更緊湊的結構形式，但是效 率通常比在逆流原則時小，在所述逆流原則時，在整個橫向距離上存在恒 定不變的溫度分布。
圖6示出了將多個空調模塊1組合在一起的可能性，其中風機13， 13， 例如被布設在由多個空調模塊1組成的組合式單元的一側，并且達到通過 沿流動方向順序排列的空調模塊1的流動。為了使空調模塊1盡可能緊密 地順序連接，此時可以去除彼此鄰接的空調模塊1的流道部段17, 17，。為 了促進尤其在狹長流道中的空氣流動，可以在流道的一端布設吹風機，在 同 一流道的另 一端布設抽風機。
為了便于建立耦合連接，在空調模塊1的相關的一側設計具有機械連 接元件21, 21，和/或電連接部件22, 23的連接裝置20, 20，，其中一個空調 模塊1上的機械連接元件21和電連接部件22,被設計為與另一個空調模塊 1上的機械連接元件21，和電連接部件23互補。以此方式，使順序排列的空 調模塊1在可靠地電連接的同時，達到牢靠的機械連接。連接裝置20， 20， 可以有利地安置在支承部段或者機架25， 25，的某一部分上，也如圖9所示。 以如在圖6中所示的類似的方法，還可以將連接裝置附加地或者單獨地構 建在空調模塊的平行于流動方向延伸的一側，以此使空調模塊1可以垂直 于流動方向順序排列，也就是說，存在多個平行的流道。其中流道部段17， 17，和/或風機13, 13，的便于拆裝，有助于簡單地擴展，同時，如果這些空 調模塊l沿流動方向順序排列，風機也可以選擇性地被連接到由多個空調 模塊1構成的空調單元的相對置側。在空調模塊1垂直于流動方向順序排列時，連接到此端的空調模塊1的風機13， 13，可以保持不變，并且被并排 地布置。利用空調模塊的這種順序排列，產生各種適應不同空調功率要求 的可能性，其中也給出了例如在通過安裝或者更換待冷卻部件而改變要求 時的事后簡單的擴展可能性。
此外，空調裝置可以配備一個或者多個電源部分，所述電源部分可以
以供電模塊30， 30，的形式簡單地連接到一個空調模塊1或者一組空調模塊 l上，如圖7所示。其中有利地使供電模塊30, 30，同樣設有用于機械地和/ 或電地連接的連接裝置20, 20，，如前面結合空調模塊1的連接所說明的并 且在圖8中示意性地示出的那樣。
為了對溫度調節加以控制或調整，此外還設有控制裝置40。所述控制 裝置40有利地具有至少一個控制模塊，所述控制模塊被設計用于控制各不 相同的多個空調模塊l,例如也可以只控制一個空調元件，而且還可以為此 具有監控裝置。所述控制模塊為了便于與各種性能和要求協調一致而具有 可編程的微型控制器，并且此外還可以配設AC/DC變流器以及其他必需的 電控制部件。控制裝置40此時可以例如通過對風機13， 13，和/或空調元件 的電流包括其接通或斷開的各種控制，對空調功率加以控制或調整。以此 可以廣泛地、有針對性地對溫度調節加以控制或調整。
圖9示范性地示出了一些機械的連接元件21， 21，，象例如螺紋連接， 具有布設在兩個組合在一起的空調模塊1或者供電模塊30, 30，或者控制模 塊40上的磁性元件或者具有卡鉤的磁性連接。也可以是無螺紋的卡鎖連接。 此外，電連接部件22， 23被有利地構建為插頭/連接器單元。還可以設計一 種包含多個或許與供電模塊30， 30'和/或控制模塊40組合在一起的組合式 空調模塊1的機架25。
圖IO示出具有安裝在機箱壁板、例如后壁板2.1外的空調模塊1的空 調裝置的另一個實施例的縱向剖面示意圖，其中在模塊殼體5的內部，即 在其殼體下部6中，布設了具有例如至少一個珀耳帖元件10的熱電式元件 裝置，所述珀耳帖元件10的一側(例如冷卻面)朝向后壁板2.1，而其另 一側(例如加熱面)遠離后壁板2.1。在后壁板2.1中相當于空調模塊1的 進氣口 14和排氣口 16地，開設了定位開口 (或者一個公用的較大的開口 )， 通過所述開口，沿珀耳帖元件10流動的空氣，從機箱2內部被導出，并且 緊接著又被冷卻地導入機箱中，如借助于布設在排氣口 16附近的風機13所產生的氣流L所示出的那樣。因為刪除了被氣流L通過的、位于珀耳帖 元件10兩側的換熱器，而使圖面更加清楚。沿珀耳帖元件10的遠離后壁 板2.1的一側流動的氣流L，也通過相關的進氣口 14，進入，并且經過排氣 口 16，附近的風機13，排出，其中進氣口 14，和排氣口 16，被構建在向上向外 表面方向突出的殼體上部7的兩個端部區域上。
遠離后壁板2.1向上拱起的殼體上部的中間區域，覆蓋了一個間隙，所 述間隙被構建在殼體下部6的上面區域中的隔板8和殼體上部7的內側面 之間，并且容納供給能量的電源部分42。此外，在位于隔板8和殼體上部 7的頂板之間的空腔中，布設例如具有發光二極管或者可控制的字母數字符 號的光學顯示裝置43。在殼體下部6朝其窄長側壁方向的一側，形成一個 容納腔，具有微型控制器的控制單元41被放置到所述容納腔中。這個用于 控制裝置40的控制單元41的容納腔，此時被構建在(在圖14中清楚地示 出的)殼體內置件9和殼體下部6的窄長側壁板的內側面之間。
在圖10中示意性地示出的空調模塊1，在圖11至圖14再次給出了其 詳細的設計結構。如從在圖11中示出的縱向剖面圖中看出的那樣，在殼體 下部6中，位于殼體內置件9中的冷卻通道15， 15，，借助于具有局部變窄 以及局部變寬的通流截面的彎曲的通道構成，從而使從珀耳帖元件10、尤 其從傳熱良好地安裝在珀耳帖元件IO上的片式換熱器11， ll，旁流過的空 氣，無阻礙地流動，并且高效地調節溫度。
在此處，珀耳帖元件IO被布設在一個或多個平行于殼體下部6的側壁 板地延伸的平面中，其中葉片垂直于殼體下部6的側壁板并且同時平行于 殼體下部6的底部28地一部分突出在珀耳帖元件10的加熱面上，而另一 部分突出在珀耳帖元件10的冷卻面上。在珀耳帖元件10的區域，此處同 樣平行于殼體下部6的側面定向的冷卻流道15, 15，的隔板，布設在其平面 中，從而在珀耳帖元件10的區域產生一種具有平行于殼體下部6側壁板地 布設的通道層的分層的冷卻通道結構，如在圖ll中看出的那樣。其中，珀 耳帖元件基本上沿殼體下部6或者嵌入其中的殼體內置件9的整個高度地 布設在沿模塊殼體5的縱向延伸的中間橫向平面區域。在此情況下如果使 相對于殼體下部6的側壁板平行的、彼此間隔距離的珀耳帖元件10，以物 理上相同的側面(例如熱/熱或冷/冷)相互面對的話，則位于兩個平行地間 隔距離的珀耳帖元件IO之間的間隙，形成了相關的流道寬度，此時安置在珀耳帖元件10的相面對側的、以其自由的一端彼此相對地定向的換熱器11 或ll'的葉片，為了盡可能有效地與流過的空氣進行熱交換，而盡可能緊密 地互相鄰接。流道15， 15，的這種分層的結構，只需存在于具有換熱器11，
ll，的珀耳帖元件10的區域，而在進氣口 14， 14，和排氣口 16， 16，區域的流 道15, 15，，可以在殼體下部6或者嵌入其中的殼體內置件9的整個寬度上 延伸，并且為冷卻面對應配設(例如輸往開關拒內部)的和為加熱面對應 配設(例如向外輸送)的流道15, 15，，設計有垂直于殼體下部6的側壁板 延伸的壁板部分。
圖ll還示出了布設在排氣口 16， 16，附近的、在此實施例中^^皮構建為 軸流式風機的風機13， 13，。其中為向外輸送的流道15，對應配設的風機13，， 以風機軸線相對于長方體狀的模塊殼體5的窄長縱側面傾斜地定向以及安 裝在殼體內置件9的對應成型的凹槽中，并且在那兒例如借助于卡槽固定。 風機軸線傾斜于狹長側壁板(并且平行于較長的側壁板)的定向，實現了 與該區域中氣流通道15，的方向一致，從而使流道的至少一個主要部件沿風 機軸線方向定向，并且以盡可能小的風機功率，獲得盡可能均勻、盡可能 無阻礙的、具有高空氣流量的空氣的流動，由此使用于控制風機的能量需 求最少，并且同時還使產生的噪聲盡可能地小。如圖11所示，垂直于殼體 下部的側壁板延伸的部分，也相對于模塊殼體較窄的側壁板傾斜地定向， 并大致如風機軸線般地傾斜。流道15，的進氣側的部分，也相應地朝向進氣 口 14'的方向定向。
與機箱或開關拒內部連通的流道15，也類似地成型，但是此時要考慮 開關拒2或者機箱的內部空間。布設在流道15的排氣口 16區域的風機， 因為殼體下部6或者殼體內置件9的扁平的底面，出于安裝方面的原因， 當然以其軸線垂直于殼體下部6的底部28地布置，但是此時通過流道15 的、與殼體下部6較窄側面傾斜地定向的流道壁，也為排氣區域的流道15, 形成一個沿風機軸線方向的基本通流部件，并且此時即使在風機13具有相 對較小的電功率需求時，也能實現高的空氣流量。流道15， 15，在珀耳帖元 件10的周圍具有加寬的區域、而在之前和之后具有變窄的區域的這種結構， 通過氣流的轉向，兼具緊湊的結構和高效的溫度調節性。
如圖11至圖14進一步所示的那樣，進氣口 14，14，以及排氣口 16,16，， 為了擋住來自流動途中較粗的雜質，分別配備了通氣格柵27。只要在特定
16的使用條件下需要，就可以附加地將或多或少的粗濾墊，尤其應用在通氣
格柵27的區域內。在罩殼狀的殼體上部7區域，通氣格柵27或許可以與 風機濾墊組合地布設在可分離地取出的、卡鎖式的內置件26中，以便于更 換。縱向剖面基本呈梯形的、或者可能凸出地向外拱起的殼體上部7，此時 在兩端的端部區域具有構成梯形斜側面的內置件26，在所述斜側面中，還 布設了相關的進氣口 14，以及或許具有對應配設的風機13，的排氣口 16，。
具有殼體下部6、殼體上部7、隔板8、風機13、 13，的模塊殼體5的上 述構造，以及流道15、 15，以及進氣口 14、 14，和排氣口 16、 16，的構造，在 按照圖13A至13G的視圖中也可清楚地看出。
具有殼體下部6、殼體上部7以及包含對應配設的風沖幾13, 13，的殼體 內置件9的模塊殼體5的構造，在圖14中詳細地示出，其中還示出了風機 13， 13，的的嵌入附件、具有各自的通氣格柵27以及或許存在濾墊27.1的 進氣口 14, 14，和排氣口 16, 16，，以及殼體上部7的內置件26。還可以清 楚地看出就殼體下部6的側壁板而言、設計在殼體內置件9中的流道15, 15，的分層的結構，其中流道15沿橫向被布設在中間區域，以及流道15，的 兩個部段(相當于對應配設的珀耳帖元件10的外側)被布設在側向鄰接的 區域。此外，在殼體下部6的主要部件和殼體上部7之間布設密封件。殼 體內置件9有利地由耐熱的塑料制成，而殼體下部6例如由金屬制成，以 及殼體上部7同樣由塑料制成。殼體下部6具有橫截面呈U狀的、具有底 部28和側壁板的下部分，而殼體下部6的上部分，具有包含對應于進氣口 14，和排氣口 16，的開口的隔板8，以及長方體狀的殼體下部6的兩個較窄的 側壁沐反。
如從圖15中看出的那樣，空調模塊1可以以其底部28直接安置在例 如機箱2的后壁板2.1的外側，其中在后壁板2.1中，開設了對應于進氣口 14和排氣口 16的開口。在這種實施方式中，機箱2的內腔可以盡可能充分 地供內置件使用，亦如圖16所示。
在接照圖17的實施例中，相反地將空調模塊1包括殼體上部7,借助 于后壁板2.1中對應設計的開口，從外側移入機箱2的內腔中。因此，按照 根據圖10至圖17的實施例的空調裝置，也適合安裝在機箱或開關拒上， 或者裝入機箱或開關拒中。此時多個這樣的風機，為了獲得不同的空調功 率，可以以其縱向側面平行地并排地排列。圖18示出了用于空調模塊1或者多個空調模塊的組裝體的控制裝置40 的實施例。所述控制裝置可以具有例如以上述方法構建的、布設在殼體上
部7的內側以及隔板8的上表面之間的控制單元，和/或布設在殼體內置件 9較窄的側面和殼體下部6較窄的側面之間的控制單元41，其中所述控制 單元41有利地具有可編程的微型控制器。在所述微型控制器中，儲存了用 于控制空調模塊1以及用于控制風機13, 13，和珀耳帖元件10的程序。依 據由傳感器裝置44提供的傳感器信號，尤指溫度信號、濕度、待冷卻空間 的容積以及諸如此類的信號進行所述控制。此外，可以在控制單元41的存 儲器或者對應設計的微型控制器41中，儲存帶有調節參數的、在程序中按 照預定的規則計算出的表格。風機13, 13，以及珀耳帖元件10的電能供給， 優選借助于布設在殼體上部7和隔板8之間的空腔中的電源部分42實現。 其中，在通常情況下設定某個例如24V的供給電壓，可以通過對珀耳帖元 件10以及風機13， 13，的優化控制，也可以依據環境參數或者傳感器信號， 盡可能高效能地對所需的空調功率、冷卻或者加熱功率加以控制或調節。 為此在控制單元中，使風機13， 13，和珀耳帖元件10的控制特性相互關聯， 并給這些元件選擇一種能量最優化的控制。其中假設，珀耳帖元件10在特 定的電流控制范圍，可以在熱的一面和冷的一面之間形成最大的溫差，并 且將風機設計成，使得風機的體積流量，能依照電流、與珀耳帖元件的特 性和與之協調的流道的幾何形狀相協調地產生 一 個最佳值。
權利要求
1.一種具有多個熱電式運行的空調元件(10)的熱電式空調裝置，其具有在供給電流時在其一側形成的冷卻面，以及在其相對置的一側形成的加熱面，還具有在兩側附設的、安置在各自氣流腔中的空氣換熱器(11，11’)以及促使氣流沿同一方向流動的風機(13，13’)，其特征在于，所述空調裝置的設計為空調模塊(1)的單元以下列方式建造，即，所述氣流腔設計為沿流動方向側向地以及在其遠離空調元件(10)的一側圍繞換熱器(11，11’)的流道(15，15’)，所述流道(15，15’)具有進氣口(14，14’)和排氣口(16，16’)，其中每個流道(15，15’)的風機(13，13’)，布設在其進氣口(14，14’)或者其排氣口(16，16’)旁。
2. 按照權利要求1所述的空調裝置，其特征在于，位于相關的換熱器(11, 11，)側旁的兩個風機(13， 13，)，被集成在空調模塊(1 )的同一側或者相對置的兩側。
3. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，兩個風機(13, 13，)設計為徑向風機，所述徑向風機的徑向端的風口朝向各自的換熱器(ll， U，)，而其軸向端的風口垂直于所述空調元件(10)的扁平面地定向，或者將所述風機(13， 13，)設計為軸流式風機，并且每個流道(ll,11，)在其朝向相關的軸流式風機的區域里，具有指向徑向風機軸線方向的定向部件。
4. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，兩個風機(13， 13，)相對于所屬流道(15， 15，)而言，都設計為吹風機，或者都設計為抽風機，或者一個被設計抽風機，而另一個被設計為吹風機。
5. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，在一側與所述冷卻面對應配i殳的流道(11或11，)，以及在另一側與所述加熱面對應配設的流道(11，或11 ),被空氣逆流或者順流地流過。
6. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述換熱器(ll， 11，)具有垂直于冷卻面或加熱面、而且平行于通過相關流道的氣流定向的葉片。
7. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述空調模塊(1)在外圍邊緣區域的至少一個邊緣部段上，設有連接裝置(20),通過該連接裝置(20),可連接對應設計的、具有互補的連接裝置(20，)的其他空調模塊(1 )。
8. 按照權利要求1所述的空調裝置，其特征在于，每個空調模塊(1 )在邊緣部段上具有連接裝置(20)，而在不同的邊緣部段上具有互補的連接裝置(20，)。
9. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述連接裝置(20)具有機械的連接元件(21， 21，)和電連接部件(22， 23)。
10. 按照權利要求9所述的空調裝置，其特征在于，所述電連接部件(22， 23)具有至少一個用于電連接信號線和/或饋電線的插頭/聯接器單元。
11. 按照權利要求9或IO所述的空調裝置，其特征在于，所述機械的連接元件(21， 21，)具有插接式、卡鎖式、螺紋式和/或磁性的連接件。
12. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，存在控制裝置，所述控制裝置與一個或一組空調模塊(1)電連接或者可電連接，并且設計成，使得一個空調模塊(1 )和/或多個空調模塊(1 )可配備不同的空調功率加以控制或調節。
13. 按照權利要求12所述的空調裝置，其特征在于，將所述控制裝置設計為，使得通過對風機(13， 13，)的不同的控制和/或對供給空調元件(10)的電流的不同的控制，可控制或調節不同的空調功率。
14. 按照權利要求12或13所述的空調裝置，其特征在于，所述空調模塊(1 )借助于所述控制裝置，可彼此不同地控制。
15. 按照權利要求12至14中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述控制裝置用于控制具有不同電功率的風機(13, 13，)以及控制具有不同電功率的空調元件(10), 以便于滿足不同的空調功率需求，并且使對風機(13， 13，)的控制和對空調元件(10)的控制，相互協調一致，從而在相應的空調功率情況下，使得用于控制風機(13, 13，)和用于控制空調元件(10)的電功率的總需求最小。
16. 按照權利要求12至15中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述控制裝置具有至少一個設計為微型控制器的控制單元(41)，在所述控制單元(41)中，儲存了依據空調功率需求獲得的傳感器信號、用于控制風機(13， 13，)和空調元件(10)的信號的程序。
17. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，存在具有至少一個供電模塊(30, 30，)的供電裝置，所述供電模塊(30， 30，)用于，選擇性地給單個空調模塊(1 )或一組空調模塊(1 )供電。
18. 按照權利要求12至15中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述控制裝置具有至少一個帶有殼體的控制模塊(40)，并且所述控制模塊(40)和/或供電模塊(30, 30，)同樣設有用于電地和/或機械地與一個或多個空調模塊(1 )連接的連接裝置(20)。
19. 按照上述權利要求中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述空調模塊(1)具有包括殼體下部(6)和殼體上部(7)的殼體(5)，并且所述空調元件(IO)、所述換熱器(ll, 11，)和所述風機(13， 13，)被布設和固定在殼體下部(6)中。
20. 按照權利要求19所述的空調裝置，其特征在于，所述流道(15,15，)布設在殼體下部(6)中。
21. 按照權利要求19或20所述的空調裝置，其特征在于，所述殼體下部(6)設計為長方體狀的，并且在其底面上設有可拆卸地安裝的殼體底部(28)，而且在其相對置的頂面上，用殼體上部(7)覆蓋，在所述殼體底部(28)中，布設進氣口 ( 14)以及與該進氣口 ( 14)通過流道(15)連通的排氣口 (16)，并在殼體上部(7)中，布設另一個進氣口 (14，)以及與該進氣口 ( 14，)通過另一條流道(15，)連通的另一個排氣口 (16，)。
22. 按照權利要求19至21中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述殼體上部(7)向外在頂面上呈罩殼狀地突出，并且在縱向截面上呈梯形地或向外凸拱地成型，以及在殼體上部(7)的中間部段與殼體下部的相面對的上部區域上的隔板(8)之間形成容納腔，在所述容納腔中安置供電裝置，尤其電源部分(42)。
23. 按照權利要求19至22中任一項所述的空調裝置，其特征在于，所述在殼體下部(6)中裝入外輪廓呈長方體狀的殼體內置件(9),所述流道(15， 15，)設計在所述殼體內置件(9)中。
24. 按照權利要求23所述的空調裝置，其特征在于，所述殼體內置件(9)相對于所述殼體下部(6)而言，在其縱向上縮短，并且在殼體內置件(9)較窄的外側面與殼體下部(6)的與之面對的較窄的內側面之間，安置控制單元(41 )。
25. 按照權利要求19至24中任一項所述的空調裝置，其特征在于，在殼體上部(7)的上蓋板中，裝入光學顯示裝置。
全文摘要
本發明涉及一種具有多個熱電式運行的空調元件(10)的熱電式空調裝置，其具有在供給電流時在其一側形成的冷卻面，以及在其與之對置的一側形成的加熱面，還具有在兩側附設的、安置在各自氣流腔中的空氣換熱器(11，11’)以及促使氣流沿同一方向流動的風機(13，13’)。為了提供簡單的匹配和擴展可能性，而以下列方式建造所述空調裝置的設計為空調模塊(1)的單元，即，所述氣流腔設計為側向平行于流動方向地以及在其遠離空調元件(10)的頂部圍繞換熱器(11，11’)的流道(15，15’)，所述流道(15，15’)具有進氣口(14，14’)和排氣口(16，16’)，其中每個流道(15，15’)的風機(13，13’)，布設在其進氣口(14，14’)或者其排氣口(16，16’)旁。
文檔編號F25B21/04GK101675718SQ200880011792
公開日2010年3月17日 申請日期2008年4月11日 優先權日2007年4月12日
發明者克里斯托弗·賴茨, 拉爾夫·布朗, 朗·E·貝爾, 羅伯特·W·迪勒 申請人:利塔爾兩合公司