WÄRMEISOLIERTES BEHÄLTNIS

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeisoliertes Behältnis umfassend ein erstes Kompartiment (1) zum Temperieren auf ein erstes Temperaturniveau und ein zweites Kompartiment (2) zum Temperieren auf ein zweites Temperaturniveau, wobei das zweite Kompartiment (2) von dem ersten Kompartiment (1) durch ein thermisch isolierendes Dämmelement (3) getrennt ist, und wobei das Behältnis ein thermoelektrisches Element (4) zum Temperieren des zweiten Kompartiments (2) umfasst, das mit seinen beiden Flächen, zwischen denen ein Temperaturgefälle aufgebaut werden kann, zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Kompartiment (2) angeordnet ist und bei einem Temperierbetrieb des zweiten Kompartiments (2) seine Abwärme in den ersten Kühlraum (1) abgibt oder Wärme aus dem ersten Kompartiment (1) aufnimmt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeisoliertes Behältnis, vorzugsweise ein Kühl- und/oder Gefriergerät, das mit Hilfe von einem oder mehreren thermoelektrischen Elementen einen Innenraum des wärmeisoliertes Behältnisses temperiert, vorzugsweise einen Innenraum des Kühl- und/oder Gefriergeräts kühlt.

[0002] Im Stand der Technik wird die Herstellung von Kühl- und/oder Gefriergeräten auf Basis von thermoelektrischen Elementen als wenig erfolgsversprechend angesehen, da ein solches ein Gerät einen schlechten Wirkungsgrad aufweist und hohe Anforderungen an den äußeren Wärmetauscher zum Abtransport der durch das oder die thermoelektrischen Elemente produzierten Abwärme fordert.

[0003] Aus der Peltier-Technik, die thermoelektrische Elemente behandelt, sind sogenannte mehrstufige Peltier-Elemente bekannt, mit denen es möglich ist, größere Temperaturdifferenzen zu erreichen als mit einstufigen Peltier-Elementen.

[0004] Hierbei wird das jeweils äußere Peltier-Element so dimensioniert, dass es die anfallende Abwärme des nächst inneren Peltier-Elements abpumpen kann. Aufgrund des geringen Wirkungsgrades von Peltier-Elementen ist dazu eine deutlich größere Kälteleistung des äußeren Peltier-Elements nötig.

[0005] In Bezug auf die in einem Kältegerät benötigten Kühlleistungen ist dabei der Wärmetauscher zum Abtransport der abfallenden Abwärme die kritische Größe. Ein lokal installiertes zweistufiges Peltier-Element würde zu viel Abwärme erzeugen, die beim Abtransport einen großen Temperaturgradienten erzeugen. Dieser große Temperaturgradient würde der Wirkung des Peltier-Elements entgegenstehen.

[0006] Diese Überlegungen sind aber keineswegs auf Kühl- und/oder Gefriergeräte beschränkt sondern gelten für wärmeisolierte Behältnisse im Allgemeinen.

[0007] Das wärmeisolierte Behältnis weist mindestens einen temperierten Innenraum auf, wobei dieser gekühlt oder beheizt sein kann, so dass sich in dem Innenraum eine Temperatur unterhalb oder oberhalb der Umgebungstemperatur von z.B. 21 °C ergibt.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es nun ein wärmeisoliertes Behältnis, vorzugsweise ein Kühl- und/oder Gefriergerät vorzusehen, das mit Hilfe von thermoelektrischen Elementen temperiert und vorzugsweise gekühlt wird, ohne den im Stand der Technik vorherrschenden Vorurteilen zu viel Bedeutung beizumessen.

[0009] Diese Aufgabe wird durch das wärmeisolierte Behältnis mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

[0010] Das wärmeisolierte Behältnis umfasst demnach ein erstes Kompartiment zum Temperieren auf ein erstes Temperaturniveau und ein zweites Kompartiment zum Temperieren auf ein zweites Temperaturniveau, wobei das zweite Kompartiment von dem ersten Kompartiment durch ein thermisch isolierendes Dämmelement getrennt ist. Das Kühl- und/oder Gefriergerät ist ferner dadurch ausgezeichnet, dass es ein thermoelektrisches Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments umfasst, wobei das thermoelektrische Element seine Abwärme in den ersten Kühlraum abgibt oder Wärme aus dem ersten Kompartiment aufnimmt, vorzugsweise über einen Wärmetauscher.

[0011] Der temperierte Innenraum ist je nach Art des Gerätes (Kühlgerät, Wärmeschrank etc.) entweder gekühlt oder beheizt.

[0012] In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem wärmeisolierten Behältnis um ein Kühl- und/oder Gefriergerät. Das Kühl- und/oder Gefriergerät umfasst hierbei einen ersten Kühlraum zum Kühlen auf ein erstes Temperaturniveau und einen zweiten Kühlraum zum Kühlen auf ein zweites Temperaturniveau, wobei der zweite Kühlraum von dem ersten Kühlraum durch ein thermisch isolierendes Dämmelement getrennt ist. Das Kühl- und/oder Gefriergerät ist ferner dadurch ausgezeichnet, dass es ein thermoelektrisches Element zum Kühlen des zweiten Kühlraums umfasst, wobei das thermoelektrische Element seine Abwärme in den ersten Kühlraum abgibt, vorzugsweise über einen Wärmetauscher.

[0013] Durch diese Anordnung des thermoelektrischen Elements ist es möglich die anfallende Wärme des thermoelektrischen Elements mit Hilfe des in dem ersten oder zweiten Kompartiment, vorzugsweise in dem ersten Kühlraum herrschenden Temperaturniveaus besonders vorteilhaft abzuleiten. Dadurch ist es möglich die kritische Größe der bei dem thermoelektrischen Element anfallenden Abwärme unter Kontrolle zu bringen.

[0014] Als Dämmelement kann vorzugsweise ein Vakuumelement verwendet werden, dessen Außenbegrenzungen aus einer Hochbarrierefolie besteht, die den von der Hochbarrierefolie definierten Innenbereich diffusionsdicht abschließt. Ein solches Vakuumelement wird typischerweise Vakuumdämmkörper genannt.

[0015] Besonders bevorzugt ist eine Ausführung, bei der zwischen der den Innenraum begrenzenden Innenwand des Behältnisses und der Außenhaut des Behältnisses eine Wärmedämmung angeordnet ist, die aus einem Vollvakuumsystem besteht. Darunter ist eine Wärmedämmung zu verstehen, die ausschließlich oder überwiegend aus einem evakuierten Bereich besteht, der mit einem Kernmaterial gefüllt ist. Die Begrenzung dieses Bereiches kann beispielsweise durch eine vakuumdichte Folie und vorzugsweise durch eine Hochbarrierefolie gebildet werden. Somit kann zwischen der Innenwand des Behältnisses, vorzugsweise Geräts und der Außenhaut des Behältnisses, vorzugsweise Gerätes, als Wärmedämmung ausschließlich ein solcher Folienkörper vorliegen, der einen durch eine vakuumdichte Folie umgebenen Bereich aufweist, in dem Vakuum herrscht und in dem ein Kernmaterial angeordnet ist. Eine Ausschäumung und/oder Vakuumisolationspaneele als Wärmedämmung oder eine sonstige Wärmedämmung außer dem Vollvakuumsystem zwischen der Innenseite und der Außenseite des Behältnisses bzw. Gerätes sind vorzugsweise nicht vorgesehen.

[0016] Diese bevorzugte Art der Wärmedämmung in Form eines Vollvakuumsystems kann sich zwischen der den Innenraum begrenzenden Wand und der Außenhaut des Korpus und/oder zwischen der Innenseite und der Außenseite des Verschlusselementes, wie z.B. einer Tür, Klappe, Deckel oder dergleichen erstrecken.

[0017] Das Vollvakuumsystem kann so erhalten werden, dass eine Umhüllung aus einer gasdichten Folie mit einem Kernmaterial gefüllt und anschließend vakuumdicht versiegelt wird. In einer Ausführungsform erfolgt sowohl das Befüllen als auch das vakuumdichte Versiegeln der Umhüllung bei Normal- bzw. Umgebungsdruck. Die Evakuierung erfolgt dann durch Anschluss einer geeigneten in die Umhüllung eingearbeiteten Schnittstelle, beispielsweise eines Evakuierungsstutzens, der ein Ventil aufweisen kann, an eine Vakuumpumpe. Vorzugsweise herrscht während der Evakuierung außerhalb der Umhüllung Normal- bzw. Umgebungsdruck. Es ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise zu keinem Zeitpunkt der Herstellung erforderlich, die Umhüllung in eine Vakuumkammer einzubringen. Insofern kann in einer Ausführungsform während der Herstellung der Vakuumdämmung auf eine Vakuumkammer verzichtet werden.

[0018] Unter einer vakuumdichten oder diffusionsdichten Umhüllung bzw. unter einer vakuumdichten oder diffusionsdichten Verbindung bzw. unter dem Begriff Hochbarrierefolie wird vorzugsweise eine Umhüllung bzw. eine Verbindung bzw. eine Folie verstanden, mittels derer der Gaseintrag in den Vakuumdämmkörper so stark reduziert ist, dass der durch Gaseintrag bedingte Anstieg in der Wärmeleitfähigkeit des Vakuumdämmkörpers über dessen Lebensdauer hinweg ausreichend gering ist. Als Lebensdauer ist beispielsweise ein Zeitraum von 15 Jahren, vorzugsweise von 20 Jahren und besonders bevorzugt von 30 Jahren anzusetzen. Vorzugsweise liegt der durch Gaseintrag bedingte Anstieg in der Wärmeleitfähigkeit des Vakuumdämmkörpers über dessen Lebensdauer bei < 100 % und besonders bevorzugt bei < 50 %.

[0019] Vorzugsweise ist die flächenspezifische Gasdurchgangsrate der Umhüllung bzw. der Verbindung bzw. der Hochbarrierefolie < 10-5 mbar * I / s *m² und besonders bevorzugt < 10-6 mbar * I / s *m² (gemessen nach ASTM D-3985). Diese Gasdurchgangsrate gilt für Stickstoff und Sauerstoff. Für andere Gassorten (insbesondere Wasserdampf) bestehen ebenfalls niedrige Gasdurchgangsraten vorzugweise im Bereich von < 10-2 mbar * I / s * m² und besonders bevorzugt im Bereich von < 10-3 mbar * I / s * m² (gemessen nach ASTM F-1249-90). Vorzugsweise werden durch diese geringen Gasdurchgangsraten die vorgenannten geringen Anstiege der Wärmeleitfähigkeit erreicht.

[0020] Ein aus dem Bereich der Vakuumpaneele bekanntes Hüllsystem sind sogenannte Hochbarrierefolien. Darunter werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Ein- oder Mehrschichtfolien (die vorzugsweise siegelfähig sind) mit einer oder mehreren Barriereschichten (typischerweise metallische Schichten oder Oxid-Schichten, wobei als Metall oder Oxid vorzugsweise Aluminium bzw. ein Aluminiumoxid Verwendung findet) verstanden, die den oben genannten Anforderungen (Anstieg der Wärmeleitfähigkeit und/oder flächenspezifische Gasdurchgangsrate) als Barriere gegen den Gaseintrag genügen.

[0021] Bei den oben genannten Werten bzw. bei dem Aufbau der Hochbarrierefolie handelt es sich um exemplarische, bevorzugte Angaben, die die Erfindung nicht beschränken.

[0022] In der Erfindung wird das thermoelektrische Element vorzugsweise durch ein Peltier-Element verkörpert, das durch die Zufuhr von Strom eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Flächen bilden kann. Typischerweise verlaufen die beiden Flächen parallel zueinander und sind voneinander beabstandet.

[0023] Vorzugsweise ist der zweite Kühlraum als Gefrierfach verwendbar.

[0024] Vorzugsweise ist das thermoelektrische Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums mit einem Wärmetauscher in Kontakt, der ebenfalls mit einem thermoelektrischen Element zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums in Kontakt steht.

[0025] Die Abwärme des thermoelektrischen Elements zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums wird in einem Regelbetrieb des Behältnisses, vorzugsweise des Kühl- und/oder Gefriergeräts an den Wärmetauscher abgegeben. Dabei steht der Wärmetauscher auch mit der Kühlseite oder Wärmseite des anderen thermoelektrischen Elements zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums in einer thermischen Verbindung.

[0026] Hierbei bedeutet ein in Kontakt stehen nicht zwangsläufigerweise eine physische Verbindung, sondern es ist für die Zwecke der Erfindung ausreichend, wenn eine thermische Verbindung zwischen Wärmetauscher und den verschiedenen thermoelektrischen Elementen gegeben ist. Die thermische Verbindung muss jedoch so ausgeführt sein, dass die an dem thermoelektrischen Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums anfallende Abwärme oder benötigte Wärme durch den Wärmetauscher aufgenommen oder abgegeben und an das thermoelektrische Element zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums weitergegeben werden kann bzw. von diesem aufgenommen werden kann.

[0027] Dabei ist auch denkbar, dass es zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums mehr als ein thermoelektrisches Element gibt. Vorzugsweise ist das thermoelektrische Element zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums ebenfalls in einem Dämmelement angeordnet, das das erste Kompartiment, vorzugsweise den ersten Kühlraum umgibt. Vorzugsweise ist das thermoelektrische Element zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums nicht in einem Bereich angeordnet, der zwischen dem ersten und dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise zwischen dem ersten Kühlraum und dem zweiten Kühlraum angeordnet ist, sondern in einem Bereich zwischen dem ersten Kompartiment, vorzugsweise dem ersten Kühlraum und einer Außenwand des Behältnisses, vorzugsweise der Kühlvorrichtung.

[0028] Nach einem weiteren Merkmal, das optional ist, steht das thermoelektrische Element zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums mit der Außenwand des Behältnisses, vorzugsweise des Kühl- und/oder Gefriergeräts in einer thermischen oder physischen Verbindung. Hierbei wird die Außenwand genutzt, um eine an dem thermoelektrischen Element anfallende Abwärme abzuleiten und an die Umgebung abzugeben oder eine von dem thermoelektrischen Element benötigte Wärme zu leiten und aus der Umgebung zu beziehen. Ist das thermoelektrische Element in einem Vakuumkörper angeordnet, so befindet sich zwischen der Außenwand des Behältnisses, vorzugsweise des Geräts und der Abwärmefläche bzw. Wärmeaufnahmefläche des thermoelektrischen Elements eine Hochbarrierefolie, die einer wirksamen Wärmeleitung jedoch nicht entgegensteht.

[0029] Vorzugsweise ist der Wärmetauscher, der sowohl mit dem thermoelektrischen Element zum Temperieren des ersten als auch des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten als auch des zweiten Kühlraums in Verbindung steht, der Innenbehälter selbst oder ein Teil des Innenbehälters des ersten Kompartiments und vorzugsweise des ersten Kühlraums. Als Material für diesen Wärmetauscher kommt beispielsweise ein Metall, insbesondere ein Aluminium in Frage. Durch die Verwendung eines Metalls ist es möglich, die abzuleitende Abwärme oder aufzunehmende Wärme besonders rasch zu verteilen oder aufzunehmen und mit Hilfe der in dem ersten Kompartiment, vorzugsweise dem ersten Kühlraum herrschenden Temperatur bzw. der anderen thermoelektrischen Elemente zu kühlen bzw. zu erwärmen.

[0030] Nach einem weiteren optionalen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das thermoelektrische Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums innerhalb des Dämmelements angeordnet, das das erste Kompartiment und das zweite Kompartiment, vorzugsweise den ersten Kühlraum und den zweiten Kühlraum voneinander trennt.

[0031] Vorzugsweise ist das zweite Temperaturniveau kleiner als das erste Temperaturniveau. Alternativ kann das zweite Temperaturniveau größer als das erste Temperaturniveau sein.

[0032] Vorzugsweise umfasst das wärmeisolierte Behältnis, vorzugsweise das Kühl- und/oder Gefriergerät einen Wärmetauscher, der in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum angeordnet ist und eine thermisch begrenzte Fläche darstellt, die eine kältere oder wärmere Temperatur aufweist als die in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum vorhandene Luft. Typischerweise ist der Wärmetauscher in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum nahe dem thermoelektrischen Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums angeordnet und befindet sich auf einem niedrigeren oder höheren Temperaturniveau als die in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum vorhandene Luft.

[0033] Sofern es sich bei dem Behältnis um ein Kühl- und/oder Gefriergerät handelt, ist das thermoelektrische Element zum Kühlen des zweiten Kühlraums in einer Ausführungsform umgekehrt betreibbar, um den Wärmetauscher in dem zweiten Kühlraum zu erwärmen und eine sich an diesem Wärmetauscher bildendende Eisschicht abzutauen.

[0034] Sofern es sich bei dem Behältnis um ein Kühl- und/oder Gefriergerät handelt, wird Feuchtigkeit, die im zweiten Kühlraum vorliegt, sich aufgrund der niedrigen Temperatur am Wärmetauscher des zweiten Kühlraums niederschlagen und möglicherweise gefrieren. Die Kühlung des zweiten Kühlraums mittels des thermoelektrischen Elements bietet eine einfache und effiziente Möglichkeit den zweiten Kühlraum als sogenannten "No-Frost"-Kühlraum ausbilden. Dies wird erreicht, indem die Polung am thermoelektrischen Element vertauscht wird, sodass der Wärmetauscher den zweiten Kühlraum beheizt. Dadurch schmilzt das eventuell an dem Wärmetauscher gebildete Eis und kann mit geeigneten Mitteln aus dem zweiten Kühlraum geführt werden. Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, eine Leitung zum Ableiten von Tau- und/oder Kondenswasser bis in die Dämmung hinein in den Wärmetauscher zu integrieren, um das Tau- und/oder Kondenswasser durch die Dämmung abzuleiten.

[0035] Da das thermoelektrische Element als Wärmepumpe mit sehr hohem Wirkungsgrad beitreibbar ist, ist in diesem Aufbau der "No-Frost"-Zyklus mit sehr geringen Energieverlusten behaftet.

[0036] Vorzugsweise ist demnach das thermoelektrische Element zum Kühlen des zweiten Kühlraums umgekehrt betreibbar, um den Wärmetauscher in dem zweiten Kühlraum zu erwärmen und eine sich an diesem Wärmetauscher bildende Eisschicht abzutauen.

[0037] Dabei kann es von Vorteil sein eine Leitung zum Befördern von Tauwasser und/oder Kondenswasser des Wärmetauschers in dem zweiten Kühlraum vorzusehen, die das Wasser in Richtung einer Außenhaut des Kühl- und/oder Gefriergeräts befördert, um ein Verdunsten des Tauwassers und/oder Kondenswasser zu ermöglichen. Vorzugsweise ist es möglich, das Tauwasser und/oder das Kondenswasser durch Kapillarkräfte an eine bestimmte Stelle einer Kühlschrankaußenseite zu transportieren.

[0038] Darüber hinaus kann es für das wärmeisolierte Behältnis, vorzugsweise für das Kühl- und/oder Gefriergerät von Vorteil sein, wenn dieses einen Lüfter in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum umfasst, um eine natürliche Konvektion in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum zu unterstützen.

[0039] Für einen "No-Frost"-Betrieb in einem Kühl- und/oder Gefriergerät kann es sinnvoll sein in den zweiten Kühlraum einen Lüfter einzubringen, wenn die sich einstellende natürliche Konvektion nicht ausreichend stark ist, um die Feuchtigkeit zuverlässig an den kältesten Punkt in dem zweiten Kühlraum (Wärmetauscher) zu transportieren. Hierzu ist es dann von Vorteil, einen Lüfter mit sehr kleiner Leistung einzusetzen, der die Konvektion antreibt und einen Transport der Feuchtigkeit hin zum Wärmetauscher garantiert. So wird eine Eisbildung an anderen Stellen als dem Wärmetauscher verhindert und eine erfolgreicher "No-Frost"-Betrieb unterstützt. Es ist jedoch ratsam einen Lüfter mit sehr kleiner Leistung zu verwenden, da die elektrische Leistung des Lüfters im zweiten Kühlraum als Wärme anfällt und ebenfalls abtransportiert werden muss.

[0040] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Behältnis um ein Kühl- und/oder Gefriergerät, insbesondere um ein Haushaltsgerät bzw. ein gewerbliches Kühlgerät handelt. Beispielsweise sind solche Geräte umfasst, die für eine stationäre Anordnung im Haushalt, in einem Hotelzimmer, in einer gewerblichen Küche oder in einer Bar konzipiert sind. Beispielsweise kann es sich auch um einen Weinkühlschrank handeln. Ferner sind auch Kühl- und/oder Gefriertruhen von der Erfindung umfasst. Die erfindungsgemäßen Geräte können eine Schnittstelle zur Anbindung an eine Stromversorgung, insbesondere an ein Haushaltsstromnetz (z.B. einen Stecker) und/oder eine Steh- oder Einbauhilfe wie beispielsweise Stellfüße oder Schnittstelle zur Fixierung innerhalb einer Möbelnische aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei dem Gerät um ein Einbaugerät oder auch um ein Standgerät handeln.

[0041] In einer Ausführungsform ist das Behältnis bzw. das Gerät derart ausgebildet, dass es mit einer Wechselspannung, wie beispielsweise mit einer Hausnetzspannung von z.B. 120 V und 60 Hz oder 230 V und 50 Hz betrieben werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist das Behältnis bzw. das Gerät derart ausgebildet, dass es mit Gleichstrom einer Spannung von beispielsweise 5 V, 12 V oder 24 V betrieben werden kann. In dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass innerhalb oder außerhalb des Gerätes ein Steckernetzteil vorgesehen ist, über welches das Gerät betrieben wird. Ein Vorteil der Verwendung von thermoelektrischen Wärmepumpen ist in dieser Ausführungsform, dass die komplette EMV-Problematik lediglich am Netzteil auftritt.

[0042] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Kühl- und/oder Gefriergerät eine schrankartige Gestalt hat und einen Nutzraum aufweist, der an seiner Vorderseite (im Falle einer Truhe an der Oberseite) für einen Benutzer zugänglich ist. Der Nutzraum kann in mehrere Kompartimente unterteilt sein, die alle bei derselben oder bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden. Alternativ kann lediglich ein Kompartiment vorgesehen sein. Innerhalb des Nutzraumes bzw. eines Kompartiments können auch Lagerungshilfen wie beispielsweise Ablagefächer, Schubladen oder Flaschenhalter (im Falle einer Truhe auch Raumteiler) vorgesehen sein, um eine optimale Lagerung von Kühl- oder Gefriergütern und eine optimale Platzausnützung zu gewährleisten.

[0043] Der Nutzraum kann durch wenigstens eine um eine vertikale Achse schwenkbare Türe verschlossen sein. Im Falle einer Truhe ist eine um eine horizontale Achse schwenkbare Klappe oder ein Schiebedeckel als Verschlusselement denkbar. Die Türe oder ein sonstiges Verschlusselement kann im geschlossenen Zustand anhand einer umlaufenden Magnetdichtung mit dem Korpus im Wesentlichen luftdicht in Verbindung stehen. Vorzugsweise ist auch die Türe bzw. ein sonstiges Verschlusselement wärmeisoliert, wobei die Wärmeisolierung anhand einer Ausschäumung und ggf. anhand von Vakuumisolationspaneelen erreicht werden kann, oder auch vorzugsweise anhand eines Vakuumsystems und besonders bevorzugt anhand eines Vollvakuumsystems. An der Innenseite der Türe können ggf. Türabsteller vorgesehen sein, um auch dort Kühlgüter lagern zu können.

[0044] In einer Ausführungsform kann es sich um ein Kleingerät handeln. In derartigen Geräten weist der Nutzraum, der durch die Innenwand des Behälters definiert ist, beispielsweise ein Volumen von kleiner 0,5 m³, kleiner 0,4 m³ oder kleiner 0,3 m³ auf.

[0045] Die Außenabmessungen des Behälters bzw. Gerätes liegen vorzugsweise im Bereich bis 1 m hinsichtlich der Höhe, der Breite und der Tiefe.

[0046] Die Erfindung ist aber nicht auf Kühl- und/oder Gefriergeräte beschränkt sondern betrifft allgemein Geräte mit einem temperierten Innenraum, beispielsweise auch Wärmeschränke oder Wärmetruhen.

[0047] Nachfolgend werden anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Figur dargestellt ist, weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1:

eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühl und/oder Gefriergeräts in einer Querschnittsansicht.

[0048] Fig. 1 zeigt ein Kühl- und/oder Gefriergerät, mit einem ersten Kühlraum 1, der oberhalb eines zweiten Kühlraums 2 angeordnet ist. Begrenzt sind die beiden Kühlräume durch jeweilige Dämmelemente 3, die den Kühlraum in seinen Abmessungen definieren. Selbstverständlich ist jeder der beiden Kühlräume über eine separate oder eine gemeinsame Zugangstür (nicht dargestellt) von außen zugänglich.

[0049] Man erkennt das thermoelektrische Element 4 zum Kühlen des zweiten Kühlraums, das zwischen dem ersten Kühlraum 1 und dem zweiten Kühlraum 2 angeordnet ist. Es ist mit seinen Flächen, zwischen denen ein Temperaturgefälle hergestellt werden kann, jeweils zu den Kühlräumen ausgerichtet. In einem Normalbetrieb wird der zweite Kühlraum 2 durch die kältere Fläche des thermoelektrischen Elements 4 auf ein zweites Temperaturniveau gekühlt, das niedriger ist als das Temperaturniveau des ersten Kühlraums 1. Die Abwärme abgebende Fläche des thermoelektrischen Elements 4 ist mit einem Wärmetauscher in Kontakt, der gleichzeitig den Innenbehälter des ersten Kühlraums definiert.

[0050] Zudem erkennt man weitere thermoelektrische Elemente 7 (in Fig.1 insgesamt 3 Stück), die die zwischen dem ersten Kühlraum 1 und der Außenseite 5 des Kühl- und/oder Gefriergeräts angeordnet sind. Auch hier ist in einem Normalbetrieb die kalte Seite der thermoelektrischen Elemente 7 hin zum ersten Kühlraum ausgerichtet und befinden sich in einer thermischen Verbindung mit dem Wärmetauscher, an dem das thermoelektrische Element 4 zum Kühlen des zweiten Kühlraums seine Abwärme abgibt. Die warme Seite der thermoelektrischen Elemente 7 steht in einem (thermischen) Kontakt mit der Außenfläche 5 des Kühl- und/oder Gefriergeräts und gibt hierüber die produzierte Abwärme an die Umwelt ab.

[0051] Mit dem Bezugszeichen 8 ist der Wärmetauscher in dem zweiten Kühlraum bezeichnet, der eine im Vergleich zu Luft im zweiten Kühlraum 2 kältere Temperatur aufweist. Somit bildet sich zuerst an diesem Wärmetauscher 8 eine Eisschicht, vorausgesetzt es herrscht eine ausreichend hohe Konvektion in dem zweiten Kühlraum 2.

[0052] Die Peltier-Elemente (thermoelektrische Elemente) 7 zum Kühlen des ersten Kühlraums 1 dienen zur Aufrechterhaltung des Temperaturniveaus in dem ersten Kühlraum 1. Sie geben ihre Kälteleistung an einen Wärmetauscher 6 ab, der in der Fig. 1 den Innenbehälter des ersten Kühlraums 1 entspricht. Das Peltier-Element 4, das zwischen erstem Kühlraum 1 und zweiten Kühlraum 2 angeordnet ist, gibt ebenfalls seine Abwärme an den Wärmetauscher 6 ab. Hierbei ist Größe und Dämmung des ersten Kühlraums 1 und des zweiten Kühlraums 2 so dimensioniert, dass der Wärmetauscher 6 die anfallende Abwärme des Peltier-Elements 4, das zwischen erstem Kühlraum 1 und zweitem Kühlraum 2 angeordnet ist, ohne größere Temperaturdifferenz zu den Peltier-Elementen 7 transportieren kann und über die Außenhaut 5 des Kühl- und/oder Gefriergeräts an die Luft abgegeben werden kann. Die Außenhaut 5 des Kühl- und/oder Gefriergeräts wirkt hierbei ebenfalls wie ein Wärmetauscher, da Wärme an die Umgebung abgegeben werden kann. Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Verdunstungsschale für Kondens- und/oder Tauwasser bezeichnet.

Ansprüche

1. Wärmeisoliertes Behältnis umfassend ein erstes Kompartiment zum Temperieren auf ein erstes Temperaturniveau, und ein zweites Kompartiment zum Temperieren auf ein zweites Temperaturniveau, wobei das zweite Kompartiment von dem ersten Kompartiment durch ein thermisch isolierendes Dämmelement getrennt ist,
gekennzeichnet durch
ein thermoelektrisches Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, das mit seinen beiden Flächen, zwischen denen ein Temperaturgefälle aufgebaut werden kann, zwischen dem ersten und dem zweiten Kompartiment angeordnet ist und bei einem Temperierbetrieb des zweiten Kompartiments seine Abwärme in den ersten Kühlraum abgibt oder Wärme aus dem ersten Kompartiment aufnimmt.

2. Wärmeisoliertes Behältnis nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem wärmeisolierten Behältnis um ein Kühl- und/oder Gefriergerät, umfassend: einen ersten Kühlraum zum Kühlen auf ein erstes Temperaturniveau, und einen zweiten Kühlraum zum Kühlen auf ein zweites Temperaturniveau handelt, wobei der zweite Kühlraum von dem ersten Kühlraum durch ein thermisch isolierendes Dämmelement getrennt ist, und wobei das Kühl- und/oder Gefriergerät ein thermoelektrisches Element zum Kühlen des zweiten Kühlraums umfasst, das mit seinen beiden Flächen, zwischen denen ein Temperaturgefälle aufgebaut werden kann, zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlraum angeordnet ist und bei einem Kühlbetrieb des zweiten Kühlraums seine Abwärme in den ersten Kühlraum abgibt.

3. Wärmeisoliertes Behältnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kompartiment und das zweite Kompartiment, vorzugsweise der erste Kühlraum und der zweite Kühlraum in einem gemeinsamen Gehäuse des Geräts angeordnet sind.

4. Wärmeisoliertes Behältnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das thermoelektrische Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums mit einem Wärmetauscher in Kontakt steht, und
ein thermoelektrisches Element zum Temperieren des ersten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des ersten Kühlraums ebenfalls mit diesem Wärmetauscher in Kontakt steht.

5. Wärmeisoliertes Behältnis nach Anspruch 4, wobei der Wärmetauscher ein Material ist, vorzugsweise ein Metall, bevorzugterweise Aluminium, aus dem der Innenbehälter des ersten Kompartiments, vorzugsweise des ersten Kühlraums aufgebaut ist.

6. Wärmeisoliertes Behältnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das thermoelektrische Element zum Temperieren des zweiten Kompartiments, vorzugsweise zum Kühlen des zweiten Kühlraums innerhalb des Dämmelements angeordnet ist, das das erste Kompartiment und das zweite Kompartiment, vorzugsweise den ersten Kühlraum und den zweiten Kühlraum voneinander trennt.

7. Wärmeisoliertes Behältnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Temperaturniveau kleiner oder größer ist als das erste Temperaturniveau.

8. Wärmeisoliertes Behältnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Wärmetauscher in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise dem zweiten Kühlraum, der eine thermisch begrenzte Fläche darstellt, die eine kältere oder wärmere Temperatur aufweist als das zweite Kompartiment, vorzugsweise der zweite Kühlraum.

9. Wärmeisoliertes Behältnis nach Anspruch 8, wobei es sich um ein Kühl- und/oder Gefriergerät handelt und wobei das thermoelektrische Element zum Kühlen des zweiten Kühlraums umgekehrt betreibbar ist, um den Wärmetauscher in dem zweiten Kühlraum zu erwärmen und eine sich an diesem Wärmetauscher bildende Eisschicht abzutauen.

10. Wärmeisoliertes Behältnis nach Anspruch 9, ferner mit einer Leitung zum Befördern von Tauwasser und/oder Kondenswasser des Wärmetauschers in dem zweiten Kühlraum in Richtung einer Außenhaut des Kühl- und/oder Gefriergeräts, um ein Verdunsten des Tauwassers und/oder Kondenswassers zu ermöglichen, wobei vorzugsweise das Tauwasser und/oder Kondenswasser durch Kapillarkräfte an eine bestimmte Stelle einer Kühlschrankaußenseite transportiert wird.

11. Wärmeisoliertes Behältnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Lüfter in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise in dem zweiten Kühlraum, um eine natürliche Konvektion in dem zweiten Kompartiment, vorzugsweise in dem zweiten Kühlraum zu unterstützen.

Zeichnung