Einleitung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung einer Vitrine für die Unterbringung
von Gegenständen, die hohe Anforderungen an die Konstanz der Lufttemperatur stellen,
wobei Luft aus einem Innenraum der Vitrine als Luftstrom herausgeleitet, durch eine
Luftbehandlungseinheit mit einem temperaturregulierenden Material, insbesondere einem
Phasenwechselmaterial, temperiert, insbesondere gekühlt, und anschließend wieder in
den Innenraum der Vitrine geführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens.
Stand der Technik
[0002] Unter Vitrine im Sinne der vorliegenden Anmeldung soll ein durch Glasscheiben oder
transparente Kunststoffscheiben sowie einen Boden bzw. ein Deckelteil aus einem anderen
Material umgrenzter Raum zur Aufbewahrung und Ausstellung von Gegenständen, insbesondere
in Museen, zu verstehen sein. Die in derartigen Vitrinen untergebrachten Exponate
stellen typischerweise sehr hohe Anforderungen an die Konstanz der Temperatur im Innenraum
der Vitrine.
[0003] Zwar wird das Raumklima in den Räumlichkeiten des Museums gewöhnlicher Weise durch
raumlufttechnische Anlagen, insbesondere Klimaanlagen, geregelt, jedoch werden für
die Exponate selbst oftmals deutlich höhere Anforderungen bezüglich des Raumklimas
gefordert, so dass zusätzlich eine für die Vitrine selbst vorgesehene raumlufttechnische
Anlage erforderlich wird.
[0004] Aus dem Stand der Technik sind passive Verfahren bekannt, mit denen die Lufttemperatur
geregelt werden kann. Beispielsweise kann die Lufttemperatur durch Anordnung eines
Phase
Change
Materials (PCM) insbesondere bei einem Temperaturanstieg gepuffert werden, das heißt,
im Zuge des Temperaturanstiegs durchläuft das PCM einen Phasenwechsel, wodurch die
in der Vitrine anfallende Wärme in dem PCM gespeichert und der Innenraum der Vitrine
gekühlt wird. Um dabei eine bessere Steuer- und Regulierbarkeit der gewünschten Temperatur
zu ermöglichen, ist es jedoch sinnvoll, das PCM in einem mittels eines Ventilators
betriebenen Luftkreislauf anzuordnen. Allerdings ist die Leistungsfähigkeit von passiven
Verfahren zur Klimatisierung von Vitrinen beschränkt, da insbesondere bei der Verwendung
von PCM nur geringe Temperaturschwankungen ausgeglichen werden können, da die Regeneration
des PCM nur mittels Luft mit der vorhandenen Umgebungstemperatur möglich ist.
[0005] Als Beispiel hierzu sei die
DE 10 2006 022 296 A1 bzw. die
EP-A-1 857 022, die unten Artikel 54(3) EPÜ fällt, genannt, die ebenfalls eine Vitrine zur Unterbringung
von Gegenständen mit hohen Anforderungen an die Konstanz der Lufttemperatur beschreibt.
Aus dem Innenraum der Vitrine herausgeleitete Luft wird über eine Luftbehandlungseinheit
temperiert beziehungsweise hinsichtlich ihrer Feuchtigkeitseigenschaften reguliert
und wieder in den Innenraum der Vitrine geführt. Dabei erfolgt die Regulierung der
Feuchtigkeitseigenschaften über ein feuchtigkeitsregulierendes Material und die Temperierung
der Luft über temperaturregulierendes Material, wie beispielsweise Phasenwechselmaterial.
[0006] Als Beispiel für ein aktives Verfahren zur Klimatisierung einer Vitrine sei an dieser
Stelle die
DE 601 22 133 T2 genannt, aus der ein Schaukasten mit Klimareguliersystem bekannt ist, der aus einem
Unterteil und einer Ausstellungskammer besteht. Die Ausstellungskammer ist mit einem
hermetisch abgeschlossenen Luft-Zirkulationssystem verbunden, das über einen Luftauslass
zur Abführung von Luft aus der Ausstellungskammer heraus und einen Lufteinlass zur
Zuführung von Luft in die Ausstellungskammer hinein verfügt. Zwischen dem Luftauslass
und dem Lufteinlass ist eine elektrisch betriebene Konditionierungseinrichtung geschaltet,
die über Mittel verfügt, die Luft zu erwärmen oder zu kühlen beziehungsweise zu be-
oder entfeuchten. Zusätzlich ist zur Stabilisierung der Umgebungsverhältnisse in der
Ausstellungskammer hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit unmittelbar unter der Ausstellungskammer
eine Schublade angeordnet, die mit hygroskopischem Material wie Silicagel oder Salzlösung
gefüllt ist und die in atmosphärischem Kontakt zu der Ausstellungskammer steht.
[0007] Aktive Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass sie aufgrund der Verwendung von
Ventilatoren einen gewissen Lärm verursachen, der speziell in Museen als störend empfunden
wird und oftmals aufwändige und kostenintensive Schalldämpfungsmaßnahmen erforderlich
macht.
[0008] Des Weiteren wird bei dezentralen Systemen im Zuge der Kühlung die der Vitrine entzogene
Wärme in höherem Maße wieder an die Umgebungsluft des Museums abgegeben, so dass das
Museum wiederum mit Wärme belastet wird.
[0009] Schließlich sei noch die
DE 699 03 657 T2 genannt, die jedoch ein anderes technisches Gebiet betrifft, und zwar einen Haushaltskühlschrank.
Die Kühlung des Kühlschranks wird dabei mit einer Kombination von Peltierelementen
mit Thermosiphons mit Phasenwechseln von flüssig zu dampfförmig erreicht.
Aufgabe
[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein dezentrales Verfahren zur Klimatisierung
einer Vitrine bereit zu stellen, das sich durch ein optimiertes Lärmverhalten auszeichnet
und eine minimale Wärmebelastung für die Umgebungsluft gewährleistet. Ferner ist es
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
zu schaffen.
Lösung
[0011] Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe dadurch
gelöst, dass der Luftstrom zunächst über eine Wärmetauscherfläche eines Peltier-Elements
geleitet und dann der Luftbehandlungseinheit zugeleitet wird. Vorteil dieses Verfahrens
ist die Flexibilität hinsichtlich verschiedener in der Vitrine vorliegenden Temperaturverhältnisse.
[0012] Die Materialeigenschaften des PCM werden so gewählt, dass der Schmelzpunkt, also
der Punkt des Phasenübergangs, im Bereich der Soll-Temperatur in der Vitrine liegt.
Liegt in der Vitrine eine Abweichung der vorhandenen Temperatur zu der Soll-Temperatur
vor, so verursacht die abweichende Lufttemperatur des Luftstroms einen Phasenwechsel
in dem PCM. Für den Fall, dass die vorhandene Temperatur in der Vitrine höher als
die Soll-Temperatur ist, durchläuft das PCM einen Phasenwechsel von fest nach flüssig,
so dass Wärmeenergie in dem PCM gespeichert wird und eine kühlende Wirkung erzielt
wird. Andersherum durchläuft das PCM einen Phasenwechsel von flüssig nach fest, wenn
die vorhandene Temperatur in der Vitrine unterhalb der Soll-Temperatur liegt, da dem
PCM gespeicherte Wärmeenergie entzogen wird. Hierdurch entsteht dann eine wärmende
Wirkung für den Innenraum der Vitrine.
[0013] Besteht zwischen der vorhandenen Temperatur und der Soll-Temperatur der Vitrine lediglich
eine leichte Abweichung, so ist eine Temperierung des Innenklimas der Vitrine allein
durch das PCM möglich und eine Aktivierung des Peltier-Elementes kann entfallen. Der
Luftstrom kann zwar dennoch durch eine nicht aktivierte Wärmetauscherfläche des Peltier-Elementes
geführt werden, jedoch entstehen bei ausgeschaltetem Peltier-Element durch dieses
keine Lärmemissionen.
[0014] Erreicht die Abweichung zwischen vorhandener und gewünschter Temperatur in der Vitrine
größere Ausmaße, so kann die Temperierung des Innenklimas der Vitrine durch einfache
Aktivierung des Peltier-Elementes, das dann also zur Unterstützung der Kühlwirkung
herangezogen wird, mit vergrößerter Leistung erfolgen.
[0015] Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es also möglich, die Temperierung der Vitrine
an die vorliegenden Klimaverhältnisse anzupassen, wobei nur im Bedarfsfall durch die
aktive Klimatisierung Lärmemissionen erzeugt werden und eine Wärmebelastung für die
Umgebung der Vitrine entsteht. Die Kühlleistung lässt sich somit den auf die Vitrine
einwirkenden Wärmelasten anpassen.
[0016] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen,
dass der Luftstrom während eines ersten Zeitraums mittels der Luftbehandlungseinheit
mit temperaturregulierendem Material temperiert wird und der Luftstrom während eines
späteren zweiten Zeitraums zunächst mittels des Peltier-Elements temperiert wird,
bevor er durch die Luftbehandlungseinheit mit temperaturregulierendem Material geleitet
wird, wodurch in dem zweiten Zeitraum in dem temperaturregulierenden Material durch
den temperierten Luftstrom ein Phasenwechsel stattfindet.
[0017] Folglich wird in dem ersten Zeitraum lediglich das PCM zur Temperierung der Vitrine
herangezogen, wobei es nach und nach einem Phasenwechsel unterworfen ist (Beladungsvorga
ng). Hat das gesamte PCM einen Phasenwechsel durc h-laufen, so kann es nicht mehr
zur Klimatisierung des Luftstrom herangezogen werden und der Einsatz des Peltier-Elementes
wird erforderlich. Da die Temperierung des Luftstroms mittels Peltier-Element vor
dem PCM erfolgt, erreicht bereits temperierte, beispielsweise gekühlte Luft das PCM,
das hierdurch wieder regen e-riert wird, das heißt einen u mgekehrten Phasenwechsel
durchläuft. Neben der eigentlichen Funktion des Peltier-Elementes, den Luftstrom zu
kühlen, erfüllt es demnach ebenfalls die Aufgabe, das PCM wieder in einen Zustand
zu überführen, in dem es wiederum zur Temperierung herangezogen werden kann (Entladevor-gang).
[0018] Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es beispielsweise möglich, die Kühlung einer
Vitrine tagsüber mittels PCM vorzunehmen, das nachts mittels aktiver Kühlung über
ein Peltier-Element regeneriert wird und somit tagsüber wieder in der Lage ist, aufgrund
eines erneuten Phasenwechsels von fest zu flüssig Wärme aufzunehmen. Durch das PCM
ist die Verlagerung des Betriebs der aktiven Kühlung in die Nacht möglich, so dass
das akustische Problem des Peltier-Elementes am Tag und somit aufwändige Schalldämpfungsmaßnahmen
entfallen können. Weiterhin wird die Wärmeabgabe des Peltier-Elementes auf die Nachtstunden
verlagert, wodurch eine zusätzliche Temperaturbelastung des Museums am Tag unterbleibt.
[0019] Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Luftstrom über das Peltier-Element auf eine Temperatur
abgekühlt wird, die um eine bestimmte Temperaturdifferenz unterhalb der Phasenwechseltemperatur
des temperaturregulierenden Materials liegt. Hierdurch kann neben einer latenten Kühlkapazität
noch ein zusätzlicher Anteil an sensibler Kühlkapazität aufgebaut und die Leistungsfähigkeit
des Verfahrens weiter gesteigert werden. Die vorgenannte Temperaturdifferenz kann
sinnvoller Weise zwischen 5°C und 10°C betragen, bedarfsweise auch zwischen 10°C und
20°C.
[0020] Vorteilhafterweise wird die Feuchtigkeit des Luftstroms gemäß einer Ausgestaltung
des Verfahrens mittels einer Einheit mit feuchtigkeitsregulierendem Material reguliert.
Zwar werden Vitrinen für die Ausstellung von Exponaten mit einer relativ hohen Dichtigkeit
hergestellt, jedoch findet trotzdem ein gewisser Luftaustausch mit der Umgebung statt,
durch den Schwankungen der Luftfeuchte entstehen können. Diese werden dann mittels
des feuchtigkeitsregulierenden Materials ausgeglichen.
[0021] Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Luftstrom nach Austritt aus dem Innenraum
der Vitrine und vor Eintritt in den Innenraum der Vitrine jeweils mittels eines Filters,
insbesondere eines HEPA-Filters gereinigt wird. Durch die Filtereinrichtung wird vermieden,
dass Partikel, die eventuell im Zuge der Luftbehandlung in den Luftstrom geraten,
in die Vitrine befördert werden und dort durch Ablagerung das Exponat möglicherweise
schädigen bzw. in der Optik beeinträchtigen. Das feuchtigkeitsregulierende Material
kann insbesondere von Silikat-Gel und/oder einer Salzlösung gebildet werden.
[0022] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin durch eine Vitrine für die Unterbringung
von Gegenständen, die hohe Anforderungen an die Konstanz der Lufttemperatur ihrer
Umgebung stellen, umfassend ein Klimatisierungsmodul mit
- mindestens einer Luftfördereinrichtung,
- einer damit verbundenen Ansaugleitung, die aus einem Innenraum der Vitrine herausgeführt
ist, und
- einer damit verbundenen Druckleitung, die in den Innenraum der Vitrine mündet,
und eine Luftbehandlungseinheit mit einem temperaturregulierenden Material, insbesondere
einem Phasenwechselmaterial, das in einem von der Luftfördereinrichtung geförderten
Luftstrom angeordnet ist, gelöst, wobei in dem Luftstrom in Förderrichtung der geförderten
Luft ein Peltier-Element vor der Luftbehandlungseinheit angeordnet ist. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ermöglicht die Durchführung des weiter oben beschriebenen Verfahrens auf
einfache Weise.
[0023] Dabei kann der Innenraum der Vitrine über einen geschlossenen Luftstromkreislauf
mit dem Klimatisierungsmodul verbunden sein, was besonders in Bezug auf eine konstante
Luftfeuchtigkeit von Vorteil ist.
[0024] Im Gegensatz dazu können jedoch auch Ausgestaltungen der Vorrichtung bevorzugt werden,
bei der Mittel zur Unterbrechung des Luftstromkreislaufes vorhanden sind.
[0025] Um zum Einen die Feuchtigkeit des Luftstroms zu beeinflussen und zum Anderen das
Eindringen von Verschmutzungen in die Vitrine zu verhindern, kann es von Vorteil sein,
in dem Luftstrom eine Einheit mit feuchtigkeitsregulierendem Material sowie Filter,
vorzugsweise HEPA-Filter, anzuordnen.
Ausführungsbeispiel
[0026] Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele einer Vitrine,
die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
[0027] Es zeigt
- Figur 1:
- eine schematische Darstellung einer ersten Vitrine und
- Figur 2:
- eine schematische Darstellung einer zweiten Vitrine.
[0028] In der Figur 1 ist in schematischer Darstellung eine Vitrine 1 gezeigt, die über
ein von Glasscheiben begrenztes abgeschlossenes Ausstellungsteil 2 verfügt, das mit
einer Beleuchtung 3 versehen ist. Unterhalb des mit einem Boden 4 versehenen Ausstellungsteils
2 ist ein Klimatisierungsmodul 5 angeordnet, das in der Zeichnungsfigur ebenfalls
nur schematisch angedeutet ist.
[0029] Das Klimatisierungsmodul 5 verfügt über eine Luftfördereinrichtung 6 in Form eines
Ventilators 7, der mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Motor betrieben
wird. Der Ventilator 7 entzieht dem Innenraum 8 des Ausstellungsteils 2 mittels einer
damit (über einen Austrittsquerschnitt 9) in Verbindung stehenden Ansaugleitung 10
einen Luftstrom 11, der zunächst über einen Filter 12 gereinigt wird. Von der Druckseite
des Ventilators 7 geht eine Druckleitung 13 aus, die zu einem elektrisch angetriebenen
Peltier-Element 14 führt, wobei der Luftstrom 11 so geleitet wird, dass er einen kalten
Teil 15 des Peltier-Elementes 14 passiert.
[0030] Der aus dem Peltier-Element 14 austretende Luftstrom 11 wird über eine Luftbehandlungseinheit
16 geleitet, in der ein temperaturregulierendes Material, nämlich ein Phasenwechselmaterial
(Phase Change Material (PCM)), angeordnet ist.
[0031] Ausgehend von der Luftbehandlungseinheit 16 führt die Druckleitung 13 weiter über
einen zweiten Filter 17, um durch einen Austrittsquerschnitt 18 in den Innenraum 8
des Ausstellungsteils 2 zu münden. Somit entsteht ein geschlossener Luftstromkreislauf.
[0032] Die an einer warmen Seite 19 des Peltier-Elementes 14 entstehende Wärme wird mittels
eines unabhängigen Luftstromes 20 über einen weiteren Ventilator 21 an die Umgebungsluft
abgeführt und gelangt nicht in den geschlossenen Luftstromkreislauf des Klimatisierungsmoduls
5. Das Peltier-Element 14 benötigt zur Funktion eine elektrische Energiezufuhr, die
in der Figur nicht dargestellt ist.
[0033] Bedarfsabhängig kann in den geschlossenen Luftstromkreislauf auch eine nicht in der
Figur dargestellte Einheit mit feuchtigkeitsregulierendem Material angeordnet werden,
die gegebenenfalls entstehende Feuchtigkeitsschwankungen in dem Ausstellungsteil 2
ausgleichen kann.
[0034] Die vorbeschriebene Vorrichtung weist zwei verschiedene Betriebszustände auf, die
nachfolgend kurz erläutert werden:
[0035] Ein erster Betriebszustand, der typischerweise tagsüber eingenommen wird, ist dadurch
charakterisiert, dass das Peltier-Element 14 nicht aktiv ist, das heißt, dass der
Luftstrom 11 lediglich durch das nicht in Betrieb befindliche (passive) Peltier-Element
14 geführt wird. Demnach wird dem Ausstellungsteil 2 aufgewärmte Luft entzogen, die
quasi ungekühlt bis zum PCM vordringt. Durch entsprechende Auswahl der Materialparameter
des temperaturregulierenden Materials (zum Beispiel Paraffin oder Salzhydrat) verursacht
die aufgewärmte Luft, die über der Phasenwechsel-Temperatur des PCM liegt, einen Energieeintrag
in das temperaturregulierende Material, welches dabei geschmolzen wird, also einen
Phasenwechsel durchläuft. Hierdurch wird eine Abkühlung des Luftstroms 11 erreicht,
der wiederum zur Klimatisierung des Ausstellungsteils 2 genutzt wird, indem diesem
die gekühlte Luft zugeleitet wird.
[0036] In einem zweiten, typischerweise nachts eingenommenen Betriebszustand ist das Peltier-Element
14 aktiv und wird zur Kühlung des Luftstroms 11 herangezogen. Demnach gelangt bereits
gekühlte Luft zu der Luftbehandlungseinheit 16, wo sie aufgrund einer geeigneten Auswahl
der PCM Phasenwechseltemperatur eine Wiederverfestigung, also eine Regeneration des
PCM hervorruft. Das wiederverfestigte PCM hat somit wieder ausreichend Speicherkapazität
zur Aufnahme von Wärme und kann wiederum zur Klimatisierung der Vitrine 1 am nächsten
Tag herangezogen werden.
[0037] Wahlweise kann PCM deutlich unter die notwendige Phasenwechseltemperatur abgekühlt
werden, um somit neben der latenten noch einen zusätzlichen Anteil an sensibler Kühlkapazität
aufzubauen.
[0038] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, die Temperierung
der Vitrine 1 auf einfache Weise an die Klimaverhältnisse in dem Ausstellungsteil
2 anzupassen und dabei die aktive Komponente nur minimal zu benutzen. Liegen lediglich
geringe Abweichungen zwischen vorhandener Temperatur und Soll-Temperatur in der Vitrine
1 vor, so wird die Temperierung allein durch das PCM erreicht. Bedarfsweise kann eine
Regenerierung des PCM durch kurzzeitiges Einschalten des Peltier-Elementes 14 erfolgen,
das eine aktive Kühlung des Luftstroms 11 bewirkt, der bei Passieren des PCM einen
umgekehrten Phasenwechsel von flüssig nach fest verursacht. Somit befindet sich das
PCM dann wieder in einem Zustand, in dem es wieder zur Kühlung des Luftstroms 11 herangezogen
werden kann.
[0039] Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, die Kühlung einer Vitrine
1 über Tag lediglich mit Hilfe des PCM vorzunehmen, so dass weder eine Lärmbelästigung
während des Museumsbetriebes erfolgt, noch eine zusätzliche Temperaturbelastung der
Museumsräume entsteht. Eine aktive Kühlung, die ebenfalls zur Regenerierung des PCM
herangezogen wird, erfolgt nur in der Nacht, so dass sowohl der entstehende Lärm als
auch die im Betrieb des Peltier-Elementes 14 entstehende Wärme keine Störung für den
Museumsbetrieb darstellt. Auf aufwändige Schallschutzmaßnahmen an der Vitrine 1 kann
somit verzichtet werden.
[0040] Die in der Figur 2 dargestellte Vitrine 1 unterscheidet sich von der in der Figur
1 gezeigten Vitrine 1 lediglich in der Anordnung von zwei Klappen 22, 23 in der Ansaugleitung
10 und ebenfalls zwei Klappen 24, 25 in der Druckleitung 13, wobei die Klappen 22,
23 der Ansaugleitung 10 zwischen der Vitrine 1 und dem Filter 12 angeordnet sind und
die Klappen 24, 25 der Druckleitung 13 zwischen der Luftbehandlungseinheit 16 und
dem zweiten Filter 17.
[0041] Befinden sich die Klappen 23, 24 in einer Sperrstellung und die Klappen 22, 25 in
einer Offenstellung, so unterscheidet sich der Betrieb des Klimatisierungsmoduls 5
gemäß der Figur 2 nicht von dem des Klimatisierungsmoduls 5 gemäß der F i-gur 1. Der
Luftstrom 11 wird in einen geschlossenen Luftstromkreislauf klimatisiert.
[0042] Allerdings besteht gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung des Klimatisierungsmoduls
die Möglichkeit, den Innenraum des Ausstellungsteils 2 durch Sperrstellung der Klappen
22 und 25 komplett zu verschließen, so dass eine Luftzirkulation im Bereich des Ausstellungsteils
2 unterbunden wird. Gleichzeitig können die Klappen 23 und 24 geöffnet werden, wodurch
Luft aus der Umgebung der Vitrine 1 angesaugt wird, die wiederum zur Regenerierung
des PCM in der Luftb e-handlungseinheit 16 herangezogen wird. Auf diese Weise ergibt
sich der Vorteil, dass sich Schwankungen der Lufttemperatur hinter der Luftbehandlungseinheit
16, welche durch den Regenerationszyklus des PCM entstehen können, nicht auf den Ausstellungsteil
2 der Vitrine 1 beziehungsweise die darin befindlichen Ausste I-lungsstücke auswirken
können. Da die externe Temperaturbelastung des Ausstellungsteils 2 infolge von Beleuchtung
3 oder Personen nachts nahezu Null ist und der Ausstellungsteil dann für eine gewisse
Zeit keine Klimatisierung erfordert, bietet sich die vorgenannte Art der Klimatisierung
besonders für eine Regenerierung des PCM in der Nacht an.
Bezugszeichenliste
[0043]
- 1
- Vitrine
- 2
- Ausstellungsteil
- 3
- Beleuchtung
- 4
- Boden
- 5
- Klimatisierungsmodul
- 6
- Luftfördereinrichtung
- 7
- Ventilator
- 8
- Innenraum
- 9
- Austrittsquerschnitt
- 10
- Ansaugleitung
- 11
- Luftstrom
- 12
- Filter
- 13
- Druckleitung
- 14
- Peltier-Element
- 15
- Kalter Teil
- 16
- Luftbehandlungseinheit
- 17
- Zweiter Filter
- 18
- Austrittsquerschnitt
- 19
- Warme Seite
- 20
- Luftstrom
- 21
- Ventilator
- 22 bis 25
- Klappe
1. Verfahren zur Klimatisierung einer Vitrine (1) für die Unterbringung von Gegenständen,
die hohe Anforderungen an die Konstanz der Lufttemperatur stellen, wobei Luft aus
einem Innenraum (8) der Vitrine (1) als Luftstrom (11) herausgeleitet, durch eine
Luftbehandlungseinheit (16) mit einem temperaturregulierenden Material, insbesondere
einem Phasenwechselmaterial, temperiert, insbesondere gekühlt, und anschließend wieder
in den Innenraum (8) der Vitrine (1) geführt wird, wobei der Luftstrom (11) zunächst
über eine Wärmetauscherfläche eines Peltier-Elements (14) geleitet und dann der Luftbehandlungseinheit
(16) zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (11) während eines ersten Zeitraums mittels der Luftbehandlungseinheit
(16) mit temperaturregulierendem Material temperiert, insbesondere gekühlt wird und
der Luftstrom (11) während eines späteren zweiten Zeitraums zunächst mittels des Peltier-Elements
(14) temperiert, insbesondere gekühlt wird, bevor er durch die Luftbehandlungseinheit
(16) mit temperaturregulierendem Material geleitet wird, wodurch in dem zweiten Zeitraum
in dem temperaturregulierenden Material durch den temperierten Luftstrom (11) ein
Phasenwechsel stattfindet.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (11) über das Peltier-Element (14) auf eine Temperatur abgekühlt wird,
die um eine bestimmte Temperaturdifferenz unterhalb der Phasenwechseltemperatur des
temperaturregulierenden Materials liegt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit des Luftstroms (11) mittels einer Einheit mit feuchtigkeitsregulierendem
Material reguliert wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (11) nach Austritt aus dem Innenraum (8) der Vitrine (1) und vor Eintritt
in den Innenraum (8) der Vitrine (1) jeweils mittels eines Filters (12, 17), insbesondere
eines HEPA-Filters, gereinigt wird.
6. Vitrine (1) für die Unterbringung von Gegenständen, die hohe Anforderungen an die
Konstanz der Lufttemperatur ihrer Umgebung stellen, umfassend ein Klimatisierungsmodul
(5) mit
- mindestens einer Luftfördereinrichtung (6),
- einer damit verbundenen Ansaugleitung (10), die aus einem Innenraum (8) der Vitrine
(1) herausgeführt ist, und
- einer damit verbundenen Druckleitung (13), die in den Innenraum (8) der Vitrine(1)
mündet,
und eine Luftbehandlungseinheit (16) mit einem temperaturregulierenden Material, insbesondere
einem Phasenwechselmaterial, das in einem von der Luftfördereinrichtung (6) geförderten
Luftstrom (11) angeordnet ist, wobei in dem Luftstrom (11) in Förderrichtung der geförderten
Luft ein Peltier-Element (14) vor der Luftbehandlungseinheit (16) angeordnet ist.
7. Vitrine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (8) der Vitrine (1) über einen geschlossenen Luftstromkreislauf mit
dem Klimatisierungsmodul (5) verbunden ist.
8. Vitrine (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen der Luftstromkreislauf unterbrechbar ist.
9. Vitrine (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Luftstrom (11) eine Einheit mit feuchtigkeitsregulierendem Material angeordnet
ist.
10. Vitrine (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Luftstrom (11) in Förderrichtung der geförderten Luft ein Filter (12, 17),
vorzugsweise ein HEPA-Filter, vor und/oder hinter der Luftbehandlungseinheit (16)
angeordnet ist.
1. A method for air-conditioning a showcase (1) for accommodating objects which have
high requirements for a uniform air temperature, air being guided out of the internal
space (8) of the showcase (1) as an air stream (11), temperature-controlled, in particular
cooled, by an air treatment unit (16) comprising a temperature-controlling material,
in particular a phase change material, and then guided again into the internal space
(8) of the showcase (1), the air stream (11) initially being passed over a heat-exchanging
surface of a peltier element (14) and then passed to the air treatment unit (16).
2. The method according to Claim 1, characterised in that during a first time period the air stream (11) is temperature-controlled, in particular
cooled, by means of the air treatment unit (16) comprising temperature-controlling
material, and during a subsequent second time period the air stream (11) is initially
temperature-controlled, in particular cooled, by means of the peltier element (14)
before it is passed through the air treatment unit (16) comprising temperature-controlling
material, whereby in the second time period a phase change takes place in the temperature-controlling
material through the temperature-controlled air stream (11).
3. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the air stream (11) is cooled via the peltier element (14) to a temperature which
is below the phase change temperature of the temperature-controlling material by a
specific temperature difference.
4. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the humidity of the air stream (11) is controlled by means of a unit comprising humidity-controlling
material.
5. The method according to one of the preceding claims, characterised in that after emerging from the internal space (8) of the showcase (1) and before entering
the internal space (8) of the showcase (1), the air stream (11) is cleaned in each
case by means of a filter (12, 17), in particular a HEPA filter.
6. A showcase (1) for accommodating objects which have high requirements for a uniform
temperature of their surroundings, comprising an air-conditioning module (5) with
- at least one air conveying device (6),
- a suction line (10) connected thereto, which is guided out of an internal space
(8) of the showcase (1), and
- a pressure line (13) connected thereto which discharges into the internal space
(8) of the showcase (1),
and an air treatment unit (16) comprising a temperature-controlling material, in particular
a phase change material, which is arranged in an air stream (11) conveyed by the air
conveying device (6), a peltier element (14) being arranged in the air stream (11)
in the direction of conveyance of the conveyed air, upstream of the air treatment
unit (16).
7. The showcase (1) according to Claim 5, characterised in that the internal space (8) of the showcase (1) is connected via a closed air stream circuit
to the air-conditioning module (5).
8. The showcase (1) according to Claim 7, characterised by means by which the air stream circuit may be interrupted.
9. The showcase (1) according to one of Claims 5 to 7, characterised in that a unit comprising humidity-controlling material is arranged in the air stream (11).
10. The showcase (1) according to one of Claims 5 to 8, characterised in that a filter (12, 17), preferably a HEPA filter, is arranged upstream and/or downstream
of the air treatment unit (16) in the air stream (11) in the direction of conveyance
of the conveyed air.
1. Procédé de climatisation d'une vitrine (1) renfermant des objets, qui imposent des
exigences élevées relatives à la constance de la température de l'air, dans lequel
l'air est guidé hors d'un espace interne (8) de la vitrine (1) comme courant d'air
(11), tempéré, notamment refroidi, par une unité de traitement d'air (16) avec un
matériau régulateur de température, notamment un matériau de changement de phase et
ensuite reconduit dans l'espace interne (8) de la vitrine (1), le courant d'air (11)
est d'abord guidé sur une surface d'échangeur thermique d'un élément Peltier (14)
et ensuite conduit vers l'unité de traitement d'air (16).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'air (11) pendant une première période est tempéré, notamment refroidi,
au moyen de l'unité de traitement d'air (16) avec un matériau régulateur de température
et le courant d'air (11) est tempéré pendant une deuxième période ultérieure d'abord
au moyen de l'élément Peltier (14), notamment refroidi, avant qu'il soit guidé à travers
l'unité de traitement d'air (16) avec un matériau régulateur de température, dans
lequel un changement de phase a lieu dans la deuxième période dans le matériau régulateur
de température du fait à travers le courant d'air (11) tempéré.
3. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant d'air (11) est refroidi par l'élément Peltier (14) à une température,
qui se situe à une différence de température déterminée en dessous de la température
de changement de phase du matériau régulateur de température.
4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'humidité du courant d'air (11) est régulée au moyen d'une unité avec un matériau
régulateur d'humidité.
5. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant d'air (11) est purifié après la sortie de l'espace interne (8) de la vitrine
(1) et avant l'entrée dans l'espace intérieur (8) de la vitrine (1) respectivement
au moyen d'un filtre (12,17), notamment d'un filtre HEPA.
6. Vitrine (1) renfermant des objets, qui imposent des exigences élevées relatives à
la constance de la température d'air de leur environnement, comprenant un module de
climatisation (5) avec
- au moins un dispositif de transport d'air (6),
- une conduite d'aspiration (10) qui y est reliée, qui est guidée hors de l'espace
interne (8) de la vitrine (1), et
- une conduite de pression (13) qui y est reliée, qui débouche dans l'espace interne
(8) de la vitrine (1),
et une unité de traitement d'air (16) avec un matériau régulateur de température,
notamment un matériau de changement de phase, qui est disposé dans un courant d'air
(11) transporté par le dispositif de transport d'air (6), dans lequel un élément Peltier
(14) est disposé avant l'unité de traitement d'air (16) dans le courant d'air (11)
dans la direction de transport de l'air transporté.
7. Vitrine (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'espace interne (8) de la vitrine (1) est relié par l'intermédiaire d'un circuit
de courant d'air fermé au module de climatisation (5).
8. Vitrine (1) selon la revendication 7, caractérisée par des moyens, avec lesquels le circuit de courant d'air peut être interrompu.
9. Vitrine (1) selon une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que dans le courant d'air (11) une unité avec matériau régulateur d'humidité est disposée.
10. Vitrine (1) selon une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que dans le courant d'air (11) dans la direction de transport de l'air transporté un
filtre (12,17), de préférence un filtre HEPA, est disposé avant et/ou derrière l'unité
de traitement d'air (16).