DE2610725A1

DE2610725A1 - Ice cube unit using Peltier elements - has cubes at temp. of minus 50 degrees C heated to allow freeing from vessel

Info

Publication number: DE2610725A1
Application number: DE19762610725
Authority: DE
Inventors: Alexander Kueckens
Original assignee: Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG
Current assignee: Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG
Priority date: 1976-03-13
Filing date: 1976-03-13
Publication date: 1977-09-22

Abstract

The cool side of a Peltier element is bonded by a vessel which has the capacity to accept one or more ice cubes. The delta-T between the hot and cold sides of a Peltier element is pushed into the low temp. region while the waste cold from compressor-driven cooling equipment is taken for direct cooling of the hot side of Peltier elements so that ice cubes at temps. of up to -50 deg.C can be produced. The production of the so created ice-cubes is mentioned by measuring instruments, such as thermostats. After reaching a required measuring point, there is an automatic change over of the Peltier elements so that there is an immediate heating on the cold side. Consequently ice-cubes with temperatures down to -50 deg.C free themselves from storage vessel and can be automatically or manually delivered.

Description

Verfahren zur Eiswürfelbereitung durch Procedure for making ice cubes

Peltier-Kühlung Peltier-Element-Kühlung wird auf verschiedenen Spezialgebieten angewandt und zwar dort, wo keine hohen Kälteleistungen erforderlich sind. Für Kühlschränke, Eiswasser- oder Eiswürfelbereiter beispielsweise reicht die Peltier-Kühlung nicht aus, um die handelsüblichen Kompressoren zu ersetzen. Peltier cooling Peltier element cooling is used in various specialist areas used where no high cooling capacities are required. For refrigerators, Ice water or ice cube makers, for example, Peltier cooling is not enough to replace the commercially available compressors.

Ein Nachteil der Peltier-Kühlung liegt vor allem darin, daß die Kühlleistung gleichzeitig abhängig ist van Abtransport der Warme auf der warmen Seite des Peltier-Elementes. Ein Peltier-Element ist vergleichbar mit einer Warmepumpe. Man kann heute Temperaturdifferenzen von 400 - 500 C zwischen der warmen und kalten Seite erreichen. Das bedeutet beispielsweise, bei einem delta-T von ca. 500 C müßte die warme Seite auf Null gehalten sein, um zu erreichen, daß die kalte Seite auf - 50° C kühlt.A disadvantage of Peltier cooling is primarily that the cooling capacity at the same time it depends on the removal of heat on the warm side of the Peltier element. A Peltier element is comparable to a heat pump. You can see temperature differences today Reach from 400 - 500 C between the warm and cold side. This means, for example, at a delta-T of approx. 500 C the warm side would have to be kept at zero in order to to achieve that the cold side cools down to - 50 ° C.

Steigt die Temperatur auf der warmen Seite an, erhöht sich analog auch die Temperatur auf der kalten Seite, da das delta stets gleich bleibt. - 500 C auf der kalten Seite eines Peltier-Elementes können bei einem deltaT von 500 C nur dann erreicht werden, wenn die warme Seite auf ca. 0° C gekühlt ist.If the temperature rises on the warm side, it increases analogously also the temperature on the cold side, as the delta always remains the same. - 500 C on the cold side of a Peltier element can with a deltaT of 500 C can only be achieved when the warm side has cooled to approx. 0 ° C.

Durch diese Tatsache ist es verständlicherweise schwer möglich, Kühlräume auf konstante Temperaturen zu halten, wenn die Umgebungstemperatur starken Schwankungen unterworfen ist.Because of this fact, it is understandably difficult to create cold stores to maintain constant temperatures when the ambient temperature fluctuates sharply is subject.

Die einfachste Art der Peltier-Kühlung ist dann erreicht, wenn der WErmEabtransport auf der heißen Seite der Peltier-Elemente über Oberflächenvergrösserung direkt an die Umgebungstemperatur abgegeben wird. Diese Leistung kann erhöht werden, wie dies in der Praxis angewandt wird, indem durch Konvektion beispielsweise durch Ventilator-Gebläse , die Kühlung auf der warmen Seite intensiviert wird. Aber auch bei Einsatz eines Gebläses kann die Kühlung nicht unter die Temperatur der tgebeng absinken, so daß damit wiederum Grenzen gesetzt sind.The simplest type of Peltier cooling is achieved when the Heat removal on the hot side of the Peltier elements via surface enlargement is released directly to the ambient temperature. This performance can be increased how this is applied in practice, by for example by convection Fan blower that intensifies cooling on the warm side. But also if a blower is used, the cooling cannot fall below the temperature of the temperature sink, so that again limits are set.

Die Erfindung will ohne besonderen Aufwand die Leistung von Peltier-Elementan so erhöhen, daß auf der kalten Seite eine intensive Kühlung erfolgt und dadurch beispielsweise Eiswörfel hergestellt werden können, die eine Temperaturstufe aufweisen, die weit unter dem Gefrierpunkt liegt.The invention seeks the performance of Peltier elements without any special effort so increase that on the cold side one intensive cooling takes place and thereby, for example, ice cubes can be produced that have one temperature level that is well below freezing.

Bei normalen Kältemaschinen z.B. beim Einsatz in Kühlschränken hängt die Leistung nicht nur ab von der Maschine, sondern auch von der Isolation der Geräte. Aber selbst bei sehr guter Isolation geht Kälte vom Innenraum her verloren, so daß die Kühlmaschine durch Therrrostat-Steuerung diesen Kälteverlust wieder ausgleichen muß.In normal chillers, e.g. when used in refrigerators, it hangs the performance not only depends on the machine, but also on the isolation of the devices. But even with very good insulation, the cold is lost from the interior, so that the cooling machine compensates for this loss of cold by means of thermostatic control got to.

Die Erfindung geht nun davon aus, die Verlustkälte beim Einsatz von Kompressionsmaschinen zur Kühlung der warmen Seite der Peltier-Elemente auszunutzen. Als Beispiel für eine solche Lösung wird ein Karbonisator genannt, bei dem die Leistung der C02-Imprägnierung dadurch erhöht wird, daß der Verdampfer direkt im Gerät eingeschlossen ist. Hiermit erreicht man die für das Imprägnieren des Wassers mit C02 günstigste Temperaturstufe von ca. OOC.The invention now assumes the loss of cold when using Use compression machines to cool the warm side of the Peltier elements. An example of such a solution is a carbonizer, in which the performance the C02 impregnation is increased by including the evaporator directly in the device is. This achieves the most favorable for impregnating the water with C02 Temperature level of approx. OOC.

Analog wird damit die Außentemperatur des Gefässes ebenfalls ca. 0° C aufweisen, es muß daher isoliert werden, um unnötige Kälteverluste zu vermeiden. Wird nun die Außenfläche eines solchen Karbonisators zur Kühlung der warmen Seite eines Peltier-Elementes verwendet, so besteht nach dem jetzigen Stand der Technik die M5glichkeit, durch günstige Ausnutzung des delta Temperaturen auf der Eiswürfel-Seite bis zu - 500 C zu erreichen, wenn die warme Seite auf ca. 0° C durch die Außenwandung beispielsweise des erwähnten Karbonisators gehalten wird. Gleichzeitig lassen sich ohne mechanischen Aufwand die so gewonnenen Eiswürfel durch die Eigenschaft des Peltier-Elementes problemlos ausgeben, indem die Elemente der Peltier-Batterie durch einen Tamperaturmesser umgepolt werden. Dadurch erwärmt sich die kalte Seite vordbergehend, so daß die Würfel, die an der Innenwandung haften, ohne Schwierigkeiten ausgegeben werden können. Automatisch kann damit gleichzeitig verbunden werden das Verschließen der EiswürfeIkammer oder Kammern und die Zuführung von Trinkwasser zur erneuten W(irfelbereitung. Damit wird die sonst allein über die Isolierung abstriende Verlustkälte ausgenutzt, um die Leistung einer normalen Peltier-Batterie wesentlich zu erhöhen.Gleichzeitig werden Temperaturen der einzelnen Eiswürfel, die andererseits selbst bei einem kompressorbetriebenen Kühlschrank mit Gefrierfach nicht erreicht werden können, erreicht. Durch die automatische Umpolung der Peltier-Schenkel wird gleichzeitig die Entnahme der Eiswurfel - wie sonst üblich aus einem Gefrierfach - erleichtert, ohne daß manueller Auf-wand beispielsweise durch Erwärmung der Gefäße durch Wasser usw. notwendig wird.Similarly, the outside temperature of the vessel is also approx. 0 ° C, it must therefore be insulated to avoid unnecessary cold losses. Now the outer surface of such a carbonizer is used to cool the warm side If a Peltier element is used, it is based on the current state of the art the possibility of making good use of the delta temperatures on the ice cube side up to - 500 C can be reached when the warm side reaches approx. 0 ° C through the outer wall for example, the carbonizer mentioned is held. At the same time you can the ice cubes obtained in this way without mechanical effort thanks to the property of the Issue the Peltier element easily by passing the elements of the Peltier battery through the polarity of a temperature meter can be reversed. As a result, the cold side warms up temporarily, so that the cubes that adhere to the inner wall are dispensed without difficulty can be. The locking can be automatically connected to it at the same time the ice-throwing chamber or chambers and the supply of drinking water for renewed Dice preparation. This eliminates the loss of cold that would otherwise be lost through the insulation alone exploited to significantly increase the performance of a normal Peltier battery are temperatures of the individual ice cubes, which, on the other hand, even with a compressor-operated one Fridge freezer cannot be reached can, achieved. The automatic polarity reversal of the Peltier legs means that removal is carried out at the same time the ice cube - as is usually the case from a freezer compartment - is made easier without manual work Expenditure, for example, by heating the vessels with water, etc. becomes necessary.

Durch diese erfindungsgeäässe Lösung ist durch sinnvolle Kombination die hohe Kühlleistung eines Kompressors mit der beschränkten Kühlleistung der Peltier-Elemente verbunden und die Erzeugung von Eiswürfeln mit Niedrig>Temperaturen praktisch möglich geworden, wie sie normalerweise sonst mit jedem Mittel einzeln nicht erzielt werden kann.This solution according to the invention is a sensible combination the high cooling capacity of a compressor with the limited cooling capacity of the Peltier elements connected and the production of ice cubes with low> temperatures practical has become possible in a way that would normally not be achieved with each individual remedy can be.

Claims

Claim 1) Method for the preparation of ice cubes with Peltier elements, characterized by the following process steps: a) The cooling side of a Peltier element is limited by a vessel for the volume-based intake of one or more ice cubes.

b) The delta-T between the hot and the cold side of a Peltier element is shifted to low temperature ranges by reducing the drop in cold from with Katpressor-operated cooling devices for direct cooling of the hot side of Peltier elements is used, so that thereby ice cubes with any minus temperatures, for example up to 50 ° C can be generated.

c) The production of the ice cubes obtained in this way is carried out by measuring instruments - for example by mermDstate - monitored.

d) After reaching a target measuring point, e.g. by measuring the temperature The polarity of the Peltier elements is automatically reversed, resulting in immediate heating enters on the cold side.

e) As a result of the heating that has occurred, ice cubes also dissolve Temperatures of up to - 50 ° C from the storage vessel and can therefore automatically or issued manually.

f) The insulation of a compressor operated by a refrigeration machine Cold room or cooling vessel is arranged so that a gap is created is used to store the ice cubes produced.