ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА

Изобретение относится к термоэлектрическому устройству для поддержания температурного режима, содержащему несколько, работающих на термоэлектричестве, поддерживающих температурный режим элементов с образующейся при подаче электрического тока холодной поверхностью на одной их стороне и теплой поверхностью на их противолежащей стороне, с установленными на обеих сторонах, размещенными в соответствующей камере для воздушного потока теплообменными элементами и с вентиляторами, создающими вдоль них воздушный поток.

Такое устройство для поддержания температурного режима предложено в DE 200 07 920 U1 в связи с вентилирующим устройством для корпуса, например, для распределительного шкафа, содержащего электронные компоненты. Это известное, снабженное крышей вентиляционное устройство выполнено в форме плоского, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда блока с несколькими воздушными камерами и имеет среди прочего теплопередающее устройство с, по меньшей мере, одним элементом Пельтье, который в зависимости от выбранного направления протекания электрического тока может охлаждать или подогревать на одной поверхности проходящий мимо воздух, в то время как другая поверхность, наоборот, охлаждается или нагревается. Перед этим устройством теплопередачи, активно работающим по принципу Пельтье, расположена отдельная воздушная камера с теплообменником на пути потока, перед которым подключен радиальный вентилятор для подачи внутреннего воздушного потока. Внутренний воздушный поток в теплообменнике пересекается с внешним воздушным потоком для теплообмена, прежде чем воздух попадет к теплопередающему устройству, работающему по принципу Пельтье, а затем, с одной стороны, посредством осевого вентилятора отводится в окружающую среду, а с другой стороны, в качестве имеющего соответствующую температуру воздуха направляется в распределительный шкаф. В этом варианте выполнения устройство теплопередачи, работающее по принципу Пельтье, оказывает воздействие, подкрепленное другими компонентами поддержания температурного режима вентилирующего устройства, в частности, расположенным перед ним теплообменником. Все вентиляционное устройство образует вместе с камерами для воздушного потока (т.е. воздушными камерами) относительно объемный блок.

В показанном в DE 10 2006 020 499.9 другом термоэлектрическом поддерживающем температурный режим устройстве, содержащем элементы Пельтье, повышение коэффициента полезного действия при плоском, компактном выполнении достигается благодаря тому, что канал для воздушного потока оканчивается в нескольких частичных каналах для воздушного потока, которые ведут к теплообменным элементам, чтобы способствовать передаче тепла посредством проходящего воздуха.

US 2006/0137359 A1 показывает термоэлектрическое устройство поддержания температурного режима для охлаждения или подогрева, содержащее несколько модулей элементов Пельтье. По холодным или теплым поверхностям направляются замкнутые контуры с передающей тепло текучей средой, например, жидким металлом, причем в контурах также может быть расположен теплообменник. Вентиляционное устройство с соответствующими охлаждающими каналами в этой конструкции не предусмотрено.

DE 10218343 B4 показывает содержащее элементы Пельтье электрическое устройство поддержания температурного режима для автомобилей. При этом лишь одна сторона элементов Пельтье подвергается воздействию производимого в окружающем канале воздушного потока, который направляется во внутреннее пространство автомобиля, в то время как другая (холодная) сторона находится в термическом контакте с силовыми конструктивными элементами системы управления. На второй стороне в соответствии с этим не предусмотрено никакого соответствующего охлаждающего канала и относящейся к нему вентиляционной системы.

Другое термоэлектрическое устройство для поддержания температурного режима, содержащее элементы Пельтье для охлаждения или нагрева, описано в JP 2000130909 A. В нем предусмотрены регулируемые по мощности вентиляторы. Они расположены, однако, на наружной стороне корпуса на блоке Пельтье и направлены перпендикулярно его поверхности.

Другое термоэлектрическое устройство для поддержания температурного режима, содержащее несколько, работающих на термоэлектричестве, поддерживающих температурный режим элементов, приведено в US 6181556 B1. В этом известном термоэлектрическом, поддерживающем температурный режим устройстве несколько элементов Пельтье установлены вместе только на одной стороне имеющих пластины охлаждающих тел и размещенных на них вентиляторов, чтобы охлаждать процессорное устройство CPU или другой полупроводниковый элемент, который/которые расположен/расположены на одной плате и специальным способом связаны с охлаждающим устройством или окружено им. Для охлаждения предусмотрен связанный с источником тепла мостик. С помощью этой конструкции трудно достичь заданного потока воздуха.

Также DE 20013775 U1 показывает термоэлектрическое устройство для поддержания температурного режима, а именно, охлаждающее устройство, содержащее элементы Пельтье. В нем на теплой и холодной стороне элемента Пельтье расположены камеры с вентиляторами, причем между теплой стороной и соответствующим вентилятором расположено охлаждающее тело, которое отдает произведенное тепло в воздух окружающей среды и, причем, между холодной стороной и соответствующим вентилятором расположено другое охлаждающее тело, которое имеет пластины, чтобы с помощью вентилятора распределять холод от охлаждающего тела в подлежащий охлаждению прибор. Также в этом случае трудно достичь определенных условий протекания при различных возможностях размещения.

В основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы создать термоэлектрическое устройство для поддержания температурного режима указанного вначале типа, которое может использоваться потребителями для различных целей с, по возможности, малыми издержками, в частности, для охлаждения распределительных шкафов или корпусов.

Эта задача решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. При этом предусмотрено, что камеры для воздушного потока (воздушные камеры) образованы в виде огибающих теплообменные элементы по боковым сторонам параллельно направлению потока и на их, обращенной от поддерживающих температурный режим элементов верхней стороне каналов для воздушного потока (воздушные каналы), которые имеют воздушные входные отверстия и воздушные выходные отверстия, причем вентилятор соответствующего воздушного канала расположен у его входного отверстия или у его выходного отверстия.

Эти мероприятия способствуют получению компактной конструкции в модульном выполнении, которая предоставляет простые возможности расширения и приспособления к различным требованиям. Например, благодаря компактной, экономящей пространство конструктивной форме получаются предпочтительные возможности размещения в содержащий встроенные электронные компоненты распределительный шкаф или также в корпуса меньшего размера. Кроме того, возможны другие варианты применения, как, например, охлаждение наружных поверхностей или веществ различного вида. Наряду с компактной, плоской и при этом экономичной компоновкой получается высокий коэффициент полезного действия, по сравнению с устройствами традиционного типа, и небольшой вес. Поддержание температурного режима при этом, как известно, может состоять в охлаждении или подогреве проходящего воздуха, в зависимости от выбранного направления электрического тока соответствующих, поддерживающих температурный режим элементов.

Различные варианты выполнения конструкции состоят в том, что вентиляторы встроены по боковым сторонам рядом с соответствующими теплообменными телами, оба на одной и той же стороне или на противолежащих сторонах поддерживающего температурный режим модуля.

Получению плоской компактной конструкции и высокого коэффициента полезного действия способствует то, что оба вентилятора выполнены в виде радиальных вентиляторов, расположенное на радиальной стороне проточное отверстие которых обращено к соответствующему теплообменному телу и расположенное на осевой стороне проточное отверстие которых направлено перпендикулярно плоской стороне поддерживающих температурный режим элементов, причем находящееся на радиальной стороне проточное отверстие расположено по боковым сторонам рядом с соответствующим теплообменным телом, или что вентиляторы выполнены в виде осевых вентиляторов, и соответствующий проточный канал в своей обращенной к соответствующему осевому вентилятору области имеет компоненту направления, которая указывает в осевом направлении радиального вентилятора.

Различные другие варианты состоят в том, что оба вентилятора выполнены в виде нагнетательных, оба в качестве всасывающих или один в качестве всасывающего, а другой в качестве нагнетательного вентилятора относительно соответствующего проточного канала.

Благоприятные для способа действия и различных возможностей применения другие варианты выполнения состоят в том, что согласованный с холодной поверхностью проточный канал, с одной стороны, и согласованный с теплой поверхностью проточный канал, с другой стороны, пропускают воздух в противотоке или в потоке одного направления.

Предпочтительная для достижения, по возможности, высокого коэффициента полезного действия конструкция получается благодаря тому, что теплообменные тела имеют пластины, ориентированные перпендикулярно холодной или теплой поверхности и параллельно воздушному потоку, проходящему через соответствующий проточный канал.

Производительность процесса поддержания температурного режима (производительность темперирования), например, для распределительного шкафа или большего корпуса с производящими высокую мощность потерь потребителями предпочтительно может быть увеличена благодаря тому, что созданный в виде поддерживающего температурный режим модуля блок устройства для поддержания температурного режима на, по меньшей мере, одном краевом участке в области окружной кромки снабжена соединительным устройством, посредством которого может подключаться соответственно образованный, имеющий ответное соединительное устройство другой, поддерживающий температурный режим модуль. Надежное соединение достигается благодаря тому, что каждый поддерживающий температурный режим модуль на одном краевом участке имеет соединительное устройство, а на другом краевом участке - ответное соединительное устройство.

Предпочтительные возможности расширения получаются благодаря тому, что каждый поддерживающий температурный режим модуль на одном краевом участке имеет соединительное устройство, а на другом краевом участке - ответное соединительное устройство. Наружный контур поддерживающего температурный режим модуля может быть различным, предпочтительно, однако, на виде сверху выполнен прямоугольной формы или квадратным, так чтобы, например, с помощью соединительного устройства, расположенного на противоположных сторонах поддерживающего температурный режим модуля на узких краевых участках, и ответного соединительного устройства получались простые возможности расширения путем последовательной установки других поддерживающих температурный режим модулей и, таким образом, каскадирование и масштабирование производительности процесса поддержания температурного режима.

Простое подключение нескольких поддерживающих температурный режим модулей осуществляется благодаря тому, что соединительное устройство имеет механические соединительные средства и электрические соединительные компоненты, и, далее, что электрические соединительные компоненты имеют, по меньшей мере, один блок штекер-зажим для электрического соединения сигнальных линий и/или линий снабжения током.

Различные варианты выполнения состоят при этом в том, что механические соединительные средства имеют вставные, защелкивающиеся, винтовые и/или магнитные соединительные элементы.

Конструкции и работе устройства для поддержания температурного режима благоприятствует то, что имеется управляющее устройство с управляющим модулем, которое приведено или может приводиться в электрическое соединение с одним или группой поддерживающих температурный режим модулей и выполнено таким образом, что поддерживающий температурный режим модуль и/или несколько поддерживающих температурный режим модулей могут управляться или регулироваться в отношении различной производительности процесса поддержания температурного режима.

Изменяемым возможностям применения и работы способствует также то, что управляющее устройство выполнено таким образом, что различные производительности процесса поддержания температурного режима могут управляться или регулироваться посредством различного управления вентиляторами и/или различного регулирования подачи тока к поддерживающим температурный режим элементам.

Если предусмотрено, что поддерживающие температурный режим модули с помощью управляющего устройства могут различным образом управляться между собой, то получаются дальнейшие, предпочтительные возможности управления процессом поддержания температурного режима.

Эффективному поддержанию температурного режима способствует то, что управляющее устройство выполнено для управления вентиляторами с различной электрической мощностью и для управления поддерживающими температурный режим элементами выполнено с различной электрической мощностью, чтобы покрывать разную потребность в производительности процесса поддержания температурного режима, и что управление вентиляторами и управление поддерживающими температурный режим элементами согласуются между собой таким образом, что общая потребность в электрической мощности для управления вентиляторами и поддерживающими температурный режим элементами при соответствующей производительности процесса поддержания температурного режима минимальна. К тому же, предпочтительным образом, управляющее устройство имеет, по меньшей мере, один выполненный в виде микроконтроллера управляющий блок, в который заложены программы для предоставления сигналов для управления вентиляторами и поддерживающими температурный режим элементами в зависимости от сенсорных сигналов, передающих потребность в производительности процесса поддержания температурного режима.

В целях приспособляемости к различным требованиям благоприятным является, далее, то, что имеется устройство снабжения электрической энергией с, по меньшей мере, одним модулем энергоснабжения, который или которые выполнено/выполнены для избирательного снабжения энергией одного поддерживающего температурный режим модуля или группы поддерживающих температурный режим модулей.

Предпочтительная конструкция получается при этом благодаря тому, что управляющее устройство имеет, по меньшей мере, один управляющий модуль с собственным корпусом, и что управляющий модуль и/или модуль или модули энергоснабжения также снабжен/снабжены соединительным устройством для электрического и/или механического соединения с одним или несколькими поддерживающим температурный режим модулями.

Предпочтительная для функционирования и применения конструкция получается вследствие того, что поддерживающий температурный режим модуль имеет корпус с нижней частью корпуса и верхней частью корпуса и что поддерживающие температурный режим элементы, теплообменные тела и вентиляторы расположены и закреплены в нижней части корпуса.

Положительным фактором при этом является то, что проточные каналы расположены в нижней части корпуса.

Для изготовления, функционирования и применимости преимуществом является то, что нижняя часть корпуса выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда и снабжена установленным на его нижней стороне съемным основанием корпуса, а на его противолежащей верхней стороне прикрыта верхней частью корпуса, причем в основании корпуса расположены входное отверстие и состоящее с ним в соединении по потоку посредством проточного канала, включающего в себя при соответствующих условиях множество ответвительных каналов, выходное отверстие и при этом в верхней части корпуса расположено другое входное отверстие и связанное с ним посредством другого проточного канала, также включающего в себя при соответствующих условиях множество ответвительных каналов, другое выходное отверстие.

Компактная конструкция с удобным манипулированием получается благодаря тому, что верхняя часть корпуса на верхней стороне выступает наружу в виде купола и в продольном разрезе имеет форму трапеции или выпукло изогнутой наружу и что между средним участком верхней части корпуса и промежуточной стенкой на обращенной к ней верхней области нижней части корпуса образована приемная камера, в которой размещено устройство снабжения электрическим током, в частности, блок питания от сети.

Для изготовления с предпочтительной установкой и подгонкой проточных каналов в соответствии с остальными элементами направления воздуха и процесса поддержания температурного режима благоприятным является то, что в нижней части корпуса вставлена корпусная вставка, имеющая наружный корпус прямоугольной формы, в которой образованы проточные каналы, причем корпусная вставка изготовлена, например, из термостойкого, прочного пластмассового материала.

Компактной, удобной в манипулировании конструкции способствует, далее, то, что корпусная вставка в своем продольном направлении укорочена по сравнению с нижней частью корпуса, причем в пространстве между узкой наружной стороной вставки и обращенной к ней узкой внутренней стороной нижней части корпуса установлен управляющий блок.

Другие преимущества для функционирования и применения получаются вследствие того, что в верхнюю прикрывающую стенку верхней части корпуса встроено оптическое индикаторное устройство.

Изобретение поясняется далее более подробно на основе примеров выполнения со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 - встроенный в стенку распределительного шкафа поддерживающий температурный режим модуль в продольном разрезе, схематическое изображение.

Фиг.2 - поддерживающий температурный режим модуль по фиг.1 в перспективном изображении.

Фиг.3 - другой пример выполнения поддерживающего температурный режим модуля в продольном разрезе в схематическом изображении.

Фиг.4 - другой пример выполнения поддерживающего температурный режим модуля, встроенного в стенку распределительного шкафа, в продольном разрезе в схематическом изображении.

Фиг.5 - поддерживающий температурный режим модуль по фиг.4 в перспективном изображении.

Фиг.6 - несколько составляемых в блок поддерживающих температурный режим модулей в схематическом изображении.

Фиг.7 - несколько составляемых в блок поддерживающих температурный режим модулей, а также согласованные с ними модули снабжения электричеством на виде сверху в схематическом изображении.

Фиг.8 - несколько составляемых в блок поддерживающих температурный режим модулей, управляющий модуль и модуль снабжения электричеством в схематическом изображении.

Фиг.9 - несколько составляемых в блок поддерживающих температурный режим модулей с соединительным устройством в схематическом изображении.

Фиг.10 - продольный разрез установленного на стенке корпуса поддерживающего температурный режим модуля в другом исполнении в схематическом изображении.

Фиг.11 - продольный разрез другого варианта выполнения поддерживающего температурный режим модуля по фиг.10 в перспективном изображении.

Фиг.12A и 12B - поддерживающий температурный режим модуль по фиг.11 в перспективном изображении с нижней стороны и с верхней стороны.

Фиг.13A до 13G - различные изображения поддерживающего температурный режим модуля по фиг.11, а именно на виде сверху, в продольном разрезе, на виде справа и в двух изображениях поперечного сечения вдоль плоскостей B-B и C-C сечения, также на виде сбоку.

Фиг.14 - поддерживающий температурный режим модуль по фиг.11 в подетальном представлении, в перспективном изображении.

Фиг.15 - поддерживающий температурный режим модуль в смонтированном на корпусе состоянии, в перспективном изображении.

Фиг.16 - корпус по фиг.15 со смонтированным поддерживающим температурный режим модулем с видом на внутреннюю сторону корпуса при открытой двери.

Фиг.17 - встроенный в корпус вплоть до верхней части поддерживающий температурный режим модуль в перспективном виде.

Фиг.18 - схематическое изображение блок-схемы управляющего устройства для устройства для поддержания температурного режима.

Фиг.1 показывает вмонтированный в заднюю стенку 2.1 распределительного шкафа 2 поддерживающий температурный режим модуль 1 термоэлектрического устройства для поддержания температурного режима. Часть поддерживающего температурный режим модуля 1 расположена внутри ограниченного по бокам боковыми стенками 2.2 внутреннего пространства 2.3 распределительного шкафа 2, в то время как другая часть находится в наружном пространстве 2.4 распределительного шкафа 2. С помощью обращенной во внутреннее пространство 2.3 части поддерживающего температурный режим модуля 1 поддерживается температура (т.е. осуществляется темперирование) воздуха внутри распределительного шкафа 2, чтобы, например, охлаждать нагретый тепловыми потерями электрических конструктивных элементов внутренний воздух и поддерживать его на определенном температурном уровне. Если температура во внутреннем пространстве слишком низка, то с помощью поддерживающего температурный режим модуля 1 путем изменения направления тока на обратный можно также вызвать подогрев внутреннего воздуха. Аналогично встраивание поддерживающего температурный режим модуля 1 возможно также в случае меньших внутренних пространств, как, например, в корпусах, а также возможно применение поддерживающего температурный режим модуля 1 в соединении с охлаждаемыми поверхностями или материалами иного типа.

Поддерживающий температурный режим модуль 1 имеет предпочтительно несколько термоэлектрических элементов, в частности, элементов 10 Пельтье, которые известным самим по себе способом при протекании электрического тока производят на одной своей плоской стороне холод, а на другой своей плоской стороне тепло. Путем изменения направления тока на обратное можно поменять холодную сторону и теплую сторону.

На холодной поверхности и на теплой поверхности поддерживающих температурный режим элементов 10 установлены теплообменные тела 11 или 11' с расположенными перпендикулярно соответствующей поверхности пластинами, которые на фиг.1 (а также на фиг.3, 4, 6) из соображений показа формы пластин изображены перпендикулярно плоскости чертежа, в действительны же расположены параллельно указанному стрелкой направлению потока (проточному направлению) направляемого через теплообменные тела 11 или 11' воздуха. Теплообменные тела 11, 11' посредством пластин осуществляют теплообмен между соответствующими поверхностями поддерживающих температурный режим элементов 10 с высоким коэффициентом полезного действия, в частности, если теплообменные тела 11, 11' изготовлены из материала с высокой теплопроводностью, как алюминий или медь.

Теплообменные тела 11, 11' на стороне, соответственно прикрывающей тело на холодной или теплой поверхности поддерживающих температурный режим элементов 10, а также на обеих, проходящих параллельно направлению потока протекающего через пластины воздуха сторонах окружены на малом расстоянии соответствующим перекрытием 12, 12' канала и боковыми участками стенки, чтобы образовать соответствующий проточный канал 15, 15', который осуществляет эффективное направление воздуха через теплообменное тело 11, 11' вдоль поверхности пластин, причем проточный канал проходит параллельно холодной или теплой поверхности поддерживающих температурный режим элементов 10 и в ориентированной перпендикулярно холодной или теплой поверхности поддерживающих температурный режим элементов 10 и поперек направлению потока плоскости на одной своей стороне имеет воздушное входное отверстие 14, 14', а на своей удаленной от него конечной стороне имеет воздушное выходное отверстие 16, 16'. На стороне входа воздуха проточного канала 15 или 15' соответственно установлен вентилятор 13 или 13', с помощью которого через соответствующий канал 15, 15' c теплообменником 11 или 11' продувается воздух, который после выхода из выходного отверстия 16, 16', с одной стороны, в соответствующем температурному режиму состоянии выходит во внутреннее пространство 2.3 распределительного шкафа, а с другой стороны направляется в наружное пространство 2.4. Вентиляторы 13, 13' выполнены, например, в виде радиальных вентиляторов, которые аксиально всасывают воздух и через расположенное на радиальной стороне отверстие, посредством которого они плотно подключены к проточному каналу 15 или 15', воздух нагнетается в проточный канал. Таким образом, подлежащий выдерживанию в определенном температурном режиме (т.е. подлежащий темперированию) воздух во внутреннем пространстве 2.3 распределительного шкафа 2 доводится до требуемой температуры с высоким коэффициентом полезного действия. Далее, с помощью этой конструкции получается компактное, относительно плоское устройство.

Как показывает фиг.2, вентиляторы 13 или 13' посредством соответствующего канального участка 17, 17' подключены к проточному каналу 15, 15'. Также у выходного отверстия 16, 16' выполнены аналогичные канальные участки, причем через находящиеся на стороне выхода воздуха канальные участки воздух, например, может выводиться перпендикулярно преобладающему в проточном канале 15 или 15' направлению потока, как это, наоборот, имеет место на входной стороне, где воздух перпендикулярно направлению потока в канале поступает в соответствующий вентилятор 13, 13'.

В примере выполнения в соответствии с фиг.1 и 2 согласованный с холодной стороной, с одной стороны, и с теплой стороной поддерживающих температурный режим элементов 10, с другой стороны, вентиляторы расположены на противоположных сторонах проточного канала 15 или 15', и направление потока из-за выполненных, соответственно, нагнетающими вентиляторов 13, 13' в обоих теплообменных телах 11, 11' является противоположным, как показывают стрелки (направления) потока.

В показанном на фиг.3 примере выполнения поддерживающего температурный режим модуля 1 также применен такой же принцип противотока. В отличие от примера выполнения согласно фиг.1 и 2, один вентилятор, в данном случае вентилятор, согласованный с внутренним пространством распределительного шкафа, выполнен в виде нагнетающего радиального вентилятора, в то время как другой, в данном случае согласованный с наружным пространством 2.3 вентилятор 13', выполнен в виде всасывающего радиального вентилятора, причем воздух посредством расположенного на радиальной стороне отверстия вентилятора всасывается через воздушное входное отверстие 14' и проточный канал 15', а также через воздушное выходное отверстие 16' и с помощью вентилятора 13' направляется в осевом направлении наружу.

В случае показанного на фиг.4 и 5 примера выполнения вмонтированного, например, в заднюю стенку распределительного шкафа 2, поддерживающего температурный режим модуля 1 оба вентилятора 13, 13' холодной или теплой поверхности поддерживающих температурный режим элементов 10 также подключены к соответствующему проточному каналу 15, 15' на одной и той же стороне поддерживающего температурный режим модуля 1. При этом оба вентилятора 13, 13' выполнены в виде нагнетающих вентиляторов, предпочтительно радиальных вентиляторов, так что получается конструкция поддерживающего температурный режим модуля 1, которая работает по прямоточному принципу, как показывают стрелки направления потока на фиг.4. Благодаря этому из-за расположения нагнетающих вентиляторов на одной и той же стороне поддерживающего температурный режим модуля 1 получается более компактное устройство, чем в примере выполнения в соответствии с фиг.1, однако, как правило, с меньшим коэффициентом полезного действия, чем в случае применения принципа противотока, при котором по всей поперечной протяженности доминирует более постоянное распределение температур.

Фиг.6 показывает возможность совместного подключения нескольких поддерживающих температурный режим модулей 1, причем вентиляторы 13, 13' расположены, например, на одной стороне совместно подключенного блока из нескольких поддерживающих температурный режим модулей 1 и создают поток через расположенные последовательно друг за другом в направлении потока, поддерживающие температурный режим модули 1. Для возможно более плотного подключения друг к другу поддерживающих температурный режим модулей 1 можно при этом исключить канальные участки 17, 17' примыкающих друг к другу поддерживающих температурный режим модулей 1. В целях поддержания потока воздуха, в частности, в случае длинных каналов, на одной стороне канала можно расположить нагнетающие, а на другой стороне того же канала всасывающие вентиляторы.

В целях простого изготовления соединения на соответствующих сторонах поддерживающих температурный режим модулей 1 предусмотрено соединительное устройство 20, 20' с механическими соединительными средствами 21, 21' и/или с электрическими соединительными компонентами 22, 23, причем механические соединительные средства 21 и электрические соединительные компоненты 22 выполнены на поддерживающем температурный режим модуле 1 ответно к механическим соединительным средствам 21' и электрическим соединительным компонентам 23 другого поддерживающего температурный режим модуля 1. Таким образом, получается надежная механическая связь при надежном электрическом соединении последовательно расположенных друг за другом поддерживающих температурный режим модулей 1. Соединительное устройство 20, 21' может быть установлено предпочтительно на несущем участке или на части рамы 25, 25', как показывает также фиг.9. Подобным образом, как показывает фиг.6, соединительные устройства могут быть выполнены дополнительно или исключительно также на проходящих параллельно направлению потока сторонах поддерживающих температурный режим модулей, вследствие чего в этом случае становится возможным последовательное расположение друг за другом поддерживающих температурный режим модулей 1 перпендикулярно направлению потока, т.е. имеется несколько параллельных каналов. Простой демонтаж канальных участков 17, 17' и/или вентиляторов 13, 13' способствует при этом простому расширению, причем вентиляторы по выбору могут подключаться также на противоположных сторонах выполненного из нескольких поддерживающих температурный режим модулей 1 поддерживающего температурный режим блока, если они расположены последовательно друг за другом в направлении потока. При последовательном расположении друг за другом перпендикулярно направлению потока вентиляторы 13, 13' поддерживающих температурный режим модулей 1 остаются на них и располагаются рядом друг с другом. При расположении последовательно друг за другом поддерживающих температурный режим модулей получаются многогранные возможности подгонки к различным требованиям в отношении производительности процесса поддержания температурного режима, причем создаются также последующие, простые возможности расширения, например, при изменяющихся требованиях из-за встраивания или замены подлежащих охлаждению компонентов.

Далее, устройство для поддержания температурного режима может быть оснащено одним или несколькими блоками питания от сети, которые в форме модулей 30, 30' электрического энергоснабжения могут быть просто подсоединены к поддерживающему температурный режим модулю 1 или группе поддерживающих температурный режим модулей 1, как показывает фиг.7. Предпочтительно при этом модули 30, 30' энергоснабжения также снабжены соединительным устройством 20, 20' для механической и/или электрической связи, как описано выше в связи с соединением поддерживающих температурный режим модулей 1 и схематически показано на фиг.8.

Для управления или регулирования процесса поддержания температурного режима предусмотрено, далее, управляющее устройство 40. Оно имеет предпочтительно, по меньшей мере, один управляющий модуль, который выполнен для управления в разных случаях многими поддерживающими температурный режим модулями 1, например, также только одним поддерживающим температурный режим элементом, а также может иметь контрольное устройство для него. Управляющие модули для простой подгонки к соответствующим свойствам и требованиям имеют программируемые микроконтроллеры и могут быть снабжены AC/DC-конвертерами и требуемыми в дальнейшем электрическими управляющими компонентами. Управляющее устройство 40 может управлять или регулировать производительность процесса поддержания температурного режима, например, путем различного управления вентиляторами 13, 13' и/или энергоснабжением поддерживающих температурный режим элементов вплоть до их включения или выключения. Таким образом, является возможным широкое, целевое управление или регулирование процессом поддержания температурного режима.

Фиг.9 показывает в качестве примера некоторые механические соединительные средства 21, 21' как, например, винтовое соединение, магнитное соединение с помощью расположенных на обоих составляемых друг с другом поддерживающих температурный режим модулях 1 или на модуле 30, 30' энергоснабжения или управляющем модуле 40 магнитных элементов или с помощью защелкивающегося крючка. Также возможно безрезьбовое фиксирующее соединение. Далее, выполнены электрические соединительные компоненты 22, 23, предпочтительно в виде блока штекер-зажим. Также может быть предусмотрена рама 25, которая включает в себя несколько подключенных совместно поддерживающих температурный режим модулей 1, в данном случае в совместном объединении с модулем 30, 30' энергоснабжения и/или управляющим модулем 40.

Фиг.10 показывает другой пример выполнения поддерживающего температурный режим устройства, содержащего установленный снаружи на стенке корпуса, например, на задней стенке, поддерживающий температурный режим модуль 1, в схематическом изображении и в продольном разрезе, причем внутри корпуса 5 модуля, а именно в его нижней части 6 корпуса, расположена термоэлектрическая система элементов с, например, по меньшей мере, одним элементом 10 Пельтье, одна сторона которого (например, холодная) обращена к задней стенке 2.1, а другая сторона которого (например, теплая) обращена от задней стенки 2.1. В задней стенке 2.1 выполнены расположенные соответственно воздушному входному отверстию 14 и воздушному выходному отверстию 16 поддерживающего температурный режим модуля 1 участки (или один общий большой участок), по которому проходящий вдоль элемента 10 Пельтье воздух выводится из внутреннего пространства корпуса 2, а затем снова вводится в корпус в охлажденном виде, как показывает воздушный поток L, создаваемый с помощью расположенного вблизи воздушного выходного отверстия 16 вентилятора 13. Теплообменники на обеих сторонах элементов 10 Пельтье, через которые направляются воздушные потоки L, не показаны в целях лучшего обзора. Также направленный вдоль обращенной от задней стенки 2.1 стороны элемента 10 Пельтье воздушный поток L поступает через соответствующее воздушное входное отверстие 14' и с помощью вентилятора 13' выводится вблизи воздушного выходного отверстия 16', причем входное отверстие 14' и выходное отверстие 16' выполнены в выступающей вверх относительно наружной стороны верхней части 7 корпуса на ее обоих концевых областях.

Центральная область выгнутой вверх от задней стенки 2.1 верхней части корпуса перекрывает промежуточное пространство, которое образовано между промежуточной стенкой 8 в верхней области нижней части 6 корпуса и внутренней стороной верхней части 7 корпуса и принимает блок 42 питания от сети. Кроме того, в пространстве между промежуточной стенкой 8 и верхней стенкой верхней части 7 корпуса расположены оптические индикационные устройства 43, например, со светоизлучающими диодами или управляемыми буквенно-цифровыми символами. По боковым сторонам в нижней части 6 корпуса в направлении его узких сторон образовано приемное пространство, в котором размещен управляющий блок 41 с микроконтроллером. Это приемное пространство для управляющего блока 41 управляющего устройства 40 образовано при этом между корпусной вставкой 9 (более четко показанной на фиг.14) и внутренней стороной узкой боковой стенки нижней части 6 корпуса.

Представленный схематически на фиг.10 поддерживающий температурный режим модуль 1 воспроизведен на фиг.11-14 в своей более подробной форме. Как видно из показанного на фиг.11 продольного разреза, в нижней части 6 корпуса охлаждающие каналы 15, 15' во вставке 9 образованы изогнутыми каналами, которые создают частично суженные и частично расширенные проточные поперечные сечения, так что протекающий мимо элементов 10 Пельтье, в частности мимо расположенных на них, обладающих высокой теплопроводностью пластинчатых теплообменных тел 11, 11' воздух протекает беспрепятственно и темперируется с высокой эффективностью.

При этом элементы 10 Пельтье расположены в одной или нескольких плоскостях проходящих параллельно боковым стенкам нижней части 6 корпуса, причем пластины выступают перпендикулярно боковым стенкам нижней части 6 корпуса и при этом параллельно основанию 28 нижней части 6 корпуса на теплой стороне и на холодной стороне элементов 10 Пельтье. В области элементов 10 Пельтье в их плоскости расположены направленные также параллельно боковым сторонам нижней части 6 корпуса промежуточные стенки охлаждающих каналов 15, 15', так что в области элементов 10 Пельтье получается слоистое строение охлаждающих каналов с расположенными параллельно боковым стенкам нижней части 6 корпуса слоями каналов, как это видно на фиг.11. При этом элементы Пельтье, по существу, по всей высоте нижней части 6 корпуса или вставленной в нее вставки 9 в области центральной поперечной плоскости расположены растянутыми в продольном направлении корпуса 5 модуля. Если при этом расположенные на расстоянии (дистанцированно) друг от друга и параллельно боковым стенкам нижней части 6 корпуса элементы 10 Пельтье обращены друг к другу физически одинаковыми (например, теплая/теплая или холодная/холодная) сторонами, то промежуточное пространство между двумя параллельно дистанцированными элементами 10 Пельтье определяет соответствующую ширину канала, причем установленные на обращенных друг к другу сторонах элементов 10 Пельтье и направленные своими свободными концами друг к другу пластины теплообменных элементов 11 или 11' в целях максимально эффективного теплообмена с протекающим воздухом максимально плотно примыкают друг к другу. Эта слоистая структура проточных каналов 15, 15' нужна лишь в области элементов 10 Пельтье с теплообменными телами 11, 11', в то время как проточные каналы 15, 15' в области входных отверстий 14, 14' и выходных отверстий 16, 16' могут проходить по всей ширине нижней части 6 корпуса или вставленной в нее вставки 9, а согласованные с холодной стороной (например, ведущие во внутреннее пространство распределительного шкафа) и с теплой стороной (например, ведущие наружу) проточные каналы 15, 15' образованы проходящими перпендикулярно боковым стенкам нижней части 6 корпуса стеновыми участками.

Фиг.11 показывает также расположенные вблизи воздушных выходных отверстий 16, 16' вентиляторы 13, 13', которые в данном примере выполнены в виде осевых вентиляторов. При этом в корпусную вставку 9 согласованный с ведущим наружу проточным каналом 15' вентилятор 13' направлен своей осью, проходящей наклонно к узкой продольной стороне имеющего форму прямоугольного параллелепипеда корпуса 5 модуля, и расположен в соответственно сформированном приемном элементе вставки 9 и в нем закреплен, например, с помощью фиксатора. Проходящая наклонно к узкой боковой стенке (и параллельно длинным боковым стенкам) ось вентилятора способствует согласованию с направлением проточного канала 15' в этой области, так что, по меньшей мере, существенные компоненты проточного канала ориентированы в направлении оси вентилятора и достигается, по возможности, равномерное, в значительной степени беспрепятственное протекание воздуха с высоким расходом воздуха при возможно меньшей мощности вентилятора, благодаря чему минимизируется потребность в энергии для управления вентилятором и одновременно также достигается, по возможности, небольшое проявление шума. Как показывает фиг.11, также проходящий перпендикулярно боковым стенкам нижней части корпуса участок направлен наклонно относительно узкой боковой стенки корпуса модуля и наклонен примерно так же, как ось вентилятора. Соответственно также участок проточного канала 15', расположенный на входной стороне потока воздуха, ориентирован в направлении воздушного входного отверстия 14'.

Аналогично также сформирован находящийся в соединении с внутренним пространством корпуса или распределительного шкафа проточный канал 15, причем, однако, учтено отношение к внутреннему пространству распределительного шкафа 2 или корпуса. Расположенный в области выходного отверстия 16 проточного канала 15 вентилятор из-за плоской стороны основания нижней части 6 корпуса или вставки 9 расположен, разумеется, своей осью из соображений монтажа перпендикулярно основанию 28 нижней части 6 корпуса, причем, однако, также для проточного канала 15 в выходной области благодаря ориентированной наклонно относительно узкой стороны нижней части 6 корпуса стенке проточного канала 15 получается существенная компонента потока в направлении оси вентилятора, а также при этом достигается большой поток воздуха при относительно небольшой потребности в энергии для вентилятора 13. Выполнение проточных каналов 15, 15' с расширенной областью вокруг элементов 10 Пельтье и суженными областями до этого и после этого способствует эффективному поддержанию температурного режима (темперированию) при компактном выполнении за счет изменения направления потока.

Как показывают далее фиг.11-14, воздушные входные отверстия 14, 14' и воздушные выходные отверстия 16, 16' оснащены соответствующими вентиляционными решетками 27, чтобы отделять грубые частицы из потока. Если требуется при определенных условиях применения, то дополнительно могут использоваться также еще более или менее грубые фильтровальные маты, в частности, в области вентиляционных решеток 27. В области выполненной в виде купола верхней части 7 корпуса вентиляционные решетки 27 при необходимости расположены в комбинации с матами вентилятора в извлекаемых по отдельности защелкиваемых вставках 26, так чтобы они могли легко заменяться. По существу, трапециевидная или альтернативно выгнутая наружу в продольном разрезе верхняя часть 7 корпуса имеет при этом в обеих боковых концевых областях вставки 26, которые при трапециевидной форме образуют наклонные боковые поверхности, в которых также расположены соответствующие входные отверстия 14' или выходные отверстия 16' при необходимости с согласованным вентилятором 13'.

Указанное выполнение корпуса 5 модуля, содержащего нижнюю часть 6 корпуса, верхнюю часть 7 корпуса, промежуточную стенку 8, вентиляторы 13, 13'; и выполнение проточных каналов 15, 15', а также входных отверстий 14, 14' и выходных отверстий 16, 16' видно также в изображениях по фиг.13A-13G.

Выполнение корпуса 5 модуля, содержащего нижнюю часть 6 корпуса, верхнюю часть 7 корпуса и вставку 9 с согласованными с ними вентиляторами 13, 13', детально изображены на фиг.14, причем также представлены вставки вентиляторов 13, 13', входные отверстия 14, 14' и выходные отверстия 16, 16' с соответствующими вентиляционными решетками 27 и при необходимости с матами 27.1 вентиляторов, а также вставки 26 верхней части 7 корпуса. Видно также слоистое расположение проточных каналов 15, 15', предусмотренное по отношению к боковой стенке нижней части 6 корпуса во вставке 9, причем проточный канал 15 расположен в поперечном направлении в центральной области, а два участка проточного канала 15' (соответственно согласованным наружным сторонам элементов 10 Пельтье) - в примыкающих по бокам областях. Далее, между существенными компонентами нижней части 6 корпуса и верхней частью 7 корпуса расположены уплотнительные элементы. Вставка 9 изготовлена предпочтительно из термостойкой пластмассы, в то время как нижняя часть 6 корпуса изготовлена, например, из металла, а верхняя часть 7 корпуса также из пластмассы. Нижняя часть 6 корпуса имеет выполненный в поперечном сечении в U-образной форме нижний участок с основанием 28 и боковыми стенками, в то время как верхний участок нижней части 6 корпуса имеет промежуточную стенку 8 с соответствующими вырезами для воздушного входного отверстия 14' и воздушного выходного отверстия 16, 16', а также две узкие боковые стенки нижней части 6 корпуса, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда.

Как видно из фиг.15, поддерживающий температурный режим модуль 1 может быть установлен своим основанием 28 непосредственно на наружную сторону, например, заднюю стенку 2.1 корпуса 2, причем в задней стенке 2.1 выполнены соответствующие входному отверстию 14 и выходному отверстию 16 вырезы. В этом варианте выполнения внутреннее пространство корпуса 2 в значительной степени полностью пригодно для встраивания, как показывает также фиг.16.

В примере выполнения согласно фиг.17, напротив, поддерживающий температурный режим модуль 1 вплоть до верхней части 7 корпуса вставлен с наружной стороны во внутреннее пространство корпуса 2 в выполненную соответственно выемку в задней стенке 2.1. Таким образом, устройства для поддержания температурного режима согласно примерам выполнения в соответствии с фиг.10-17 пригодны для монтажа или встраивания в корпус или распределительные шкафы. При этом несколько вентиляторов такого типа могут располагаться параллельно своими продольными сторонами рядом друг с другом, чтобы получить различную производительность темперирования.

Фиг.18 показывает пример выполнения управляющего устройства 40 поддерживающего температурный режим модуля 1 или совместного подключения нескольких поддерживающих температурный режим модулей. Управляющее устройство может иметь, например, образованный описанным выше образом, расположенный между внутренней стороной верхней части 7 корпуса и верхней стороной промежуточной стенки 8 управляющий блок и/или расположенный между узкой стороной вставки 9 и узкой стороной нижней части 6 корпуса управляющий блок 41, причем управляющий блок 41 имеет предпочтительно программируемый микроконтроллер. В микроконтроллере заложена программа управления поддерживающим температурный режим модулем 1 с управлением для вентиляторов 13, 13' и элементами 10 Пельтье. Управление осуществляется в зависимости от сенсорных сигналов, которые поставляются сенсорной системой 44, в частности, сигналов о температуре, влажности, объеме охлаждаемого пространства или т.п. Кроме того, в запоминающем устройстве управляющего блока 41 или в соответственно выполненном микроконтроллере 41 могут быть заложены таблицы с устанавливаемыми параметрами, которые рассчитываются в программе по заданным критериям. Электрическое энергоснабжение вентиляторов 13, 13' и элементов 10 Пельтье осуществляется предпочтительно с помощью блока 42 питания от сети, который расположен в приемном пространстве между верхней частью 7 корпуса и промежуточной стенкой 8. При этом, как правило, задается определенное напряжение энергоснабжения, например, 24В, в то время как требуемая производительность процесса поддержания температурного режима, мощность охлаждения или нагрева, благодаря оптимизированному управлению элементами 10 Пельтье и вентиляторами 13, 13' также в зависимости от параметров окружающей среды или сенсорных сигналов управляется или регулируется с возможно большой эффективностью в отношении энергетических затрат. Для этого в управляющем блоке характеристики управления вентиляторами 13, 13' и элементами 10 Пельтье связываются между собой, и выбирается оптимизированное по энергии управление этими элементами. При этом за основу берется то, что элементы 10 Пельтье в определенной области управления током позволяют максимальную разность температур между теплой и холодной стороной и что вентилятор рассчитан таким образом, что объемный поток вентилятора в зависимости от электрического тока дает оптимум в соответствии с характеристикой элементов Пельтье и согласованной с нею геометрией проточных каналов.