DE4233172A1 - Elektrisch betreibbares flaschen - kleinkuehlgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betreibbares und nach oben offenes Flaschen-Kleinkühl­ gerät zum Kühlen von Wein-, Champagner- oder Sektflaschen in zwei verschiedenen konstanten Temperaturbereichen.

Kleinkühlgeräte, die mit Peltierelementen arbeiten, sind bereits bekannt. So ist beispielsweise aus der Schrift des deutschen Gebrauchsmusters G 88 03 683 ein topfartiges Kühlgerät aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff für dosen- oder faßartige Getränkebehälter bekanntgeworden, in dessen Boden eine Metallplatte angeordnet ist, die mit der einen Wirkfläche eines thermoelektrischen Peltierelements verbunden ist und bei der im Innern des Geräts ein topfartiger Einsatz aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff angeordnet ist, dessen Bodenplatte mit der anderen Wirkfläche des Peltierelements und mit einem Kühlblech aus Aluminium verbunden ist, das im Luftstrom eines von einem Motor angetriebenen Propellers liegt.

Zum Kühlen von Wein oder Sektflaschen ist dieses Gerät nicht geeignet. Ganz abgesehen davon, daß sich in seinem Kühlraum nur eine Temperatur einstellen läßt, kann diese während des Betriebs nicht konstant gehalten werden, wenn sich die Außentemperatur ändert. Um beispielsweise Weißwein optimal zu kühlen, bedarfs es einer konstanten Temperatur von 8° bis 10°C, Champagner oder Sekt sollte dagegen optimal auf 2° bis 4°C gekühlt werden. Mit dem bekannten Gerät ist dies nicht möglich.

Die Erfindung bezweckt, ein Kleinkühlgerät zu schaffen, mit dem sowohl Flaschen mit Wein als auch mit Champagner und Sekt auf jeweils fest einzustellende Temperaturen optimal gekühlt werden können. Dies wird durch ein Kühlgerät mit den Merkmalen des Haupt­ anspruchs erreicht. Dabei wird ein Temperaturfühler zum Messen der jeweiligen Außen­ temperatur benutzt, der vorzugsweise im Unterteil des Geräts im Bereich der Einlaßöffnung des Kühlgebläses angeordnet ist, dort die Temperatur der einströmenden Luft mißt und den Meßwert an die elektronische Regeleinrichtung weitergibt. Die zum Betreiben des Geräts erforderliche elektrische Energie kann über einen Transformator vom Stromnetz bezogen werden, der in dem zum Anschließen des Geräts an das Stromnetz dienenden Netzstecker eingebaut sein kann. In einem solchen Netzgerät kann auch ein Umschalter zum Umschalten auf verschiedene Kühlstufen integriert sein.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Bauteile der elektronischen Regelung des Kleinkühlgeräts auf einer Platine angeordnet, die mit dem Temperaturfühler und dem Kühlgebläse unterhalb des Peltierelements im Unterteil des Gehäuses des Kühlgeräts angeordnet ist. Der Temperaturfühler liegt dabei im Strom der vom Gebläse angesaugten Außenluft.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Peltierelement mit dem Boden des Innenbehälters fest verbunden und ringförmig von einer Schaumstoffisolierung umgeben ist die bis zum Kühl­ körper auf der Warmseite des Peltierelements reicht. Eine solche Isolierung verhindert das Eindringen von Außenluft und der in ihr enthaltenen Luftfeuchtigkeit in das Innere des Geräts, das zu Betriebsstörungen führen könnte.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere von jeweils einem Peltierelement gekühlte Wärmeaustauscher in einem Gehäuse zusammengefaßt sein, wobei jeder Wärmeaustauscher sein eigenes Gebläse und seine eigene Regelung besitzt. Bei einem Kühlgerät für zwei Flaschen sind die Kühlbehälter nebeneinander, bei einem Kühlgerät für drei Flaschen auf den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Sie können jeweils eine eigene Regelung und einen Umschalter zum Umschalten auf verschiedene Kühlstufen besitzen.

Die Erfindung hat den Vorzug, daß durch die elektrisch betriebene Kühlung mit der elektronisch gesteuerten Regelung kein Eis mehr benötigt wird, wie es bisher in Sektkübeln Verwendung findet, und daß das lästige Nachfüllen von Eiswürfeln entfällt. Auch wird das Lösen von Flaschenetiketten, die sonst als ideale Werbeträger verloren gehen, vermieden.

Mit dem Flaschen-Kleinkühlgerät nach der Erfindung, dessen äußere Form einem handelsüblichen oben offenen Sektkübel entspricht, kann nicht nur Champagner und Sekt, sondern auch Wein gekühlt werden. Die unterschiedlichen Temperaturbereiche, auf der einen Seite für Wein und auf der anderen Seite für Champagner und Sekt können durch einen Schalter, der am Netzsteckergehäuse angeordnet sein kann, eingestellt werden.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Flaschen-Kleinkühlgerät zum Kühlen einer Flasche,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die perspektivische Darstellung eines Flaschen-Kleinkühlgeräts zum Kühlen von zwei Flaschen teilweise im Schnitt,

Fig. 4 die perspektivische Darstellung eines Kleinkühlgeräts zum Kühlen von drei Fla­ schen teilweise im Schnitt,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Kühlgerät nach Fig. 3,

Fig. 6 das Schaltbild der elektronischen Regelung,

Fig. 7 die Anordnung der Bauteile der elektronischen Regelung auf einer Platine.

Das Flaschen-Kleinkühlgerät nach Fig. 1 besteht in seiner äußeren Form aus einem handelsüblichen Sektkübel aus Edelstahl; dem Oberteil (1), und aus einem zum Sektkübel passenden Zusatzstück, dem Unterteil (2). In diesem Zusatzstück sind rundherum seitlich Schlitze (3) oder Löcher zur Abführung der Wärme vorgesehen. Der Sektkübel kann auch aus Messing bestehen und seine Außenfläche dann versilbert oder verchromt sein.

Im Oberteil (1) des Flaschen-Kleinkühlgeräts befindet sich ein aus Aluminium bestehender, topfartiger Innenbehälter (4) von 2 mm Wandstärke, der als Kälteträger dient und metallseitig, durch eine Isolierung (5) aus Schaumstoff getrennt im Außenbehälter, dem Oberteil (1) unter­ gebracht ist. Zur Kühlung dient ein Peltierelement (6), welches kaltseitig nach oben unter dem Innenbehälter zusammen mit einem 10 mm dicken Paßstück (7) am Boden (8) des Innenbehälters (4) fest anliegt. Das Paßstück dient zum Ausgleich der unter dem Boden des Innenbehälters mit Punktschweißung angeschweißten vier Gewindeschraubhülsen (9). Unter dem Peltierelement auf der Warmseite liegt ein Kühlkörper (10) fest an, der die Wärme nach unten aufnimmt. Der Kühlkörper wird von unten mit vier Isolierschrauben (11) an die darüber liegenden Gewindeschraubhülsen (9) angeschraubt, die zugleich das Peltierelement (6) und das Paßstück (7) dazwischen am Boden fest verbinden. Zur Verbesserung der Wärmeleitfä­ higkeit ist der Kühlkörper mit der Warmseite des Peltierelements (6) durch eine Leitpaste verbunden. Ein Kälteaustausch zwischen dem Außenbehälter, dem Oberteil (1) und dem Aluminium-Innenbehälter (4) wird durch die Isolierung (5) verhindert, die fest um den Innenbehälter (4) liegt. Zusätzlich umgibt eine ebenfalls aus Kunststoff bestehende, ringför­ mige Manschette (12) aus Kunstoff das Peltierelement (6), die fest an der Außenwand (13) des Innenbehälters (4) anliegt und bis zum Kühlkörper reicht. Das Peltierelement (6) ist damit luftdicht isoliert und gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt, was sonst zur Störung des Betriebs des Geräts führen könnte.

Unter dem als Rippenwärmetauscher ausgebildeten Kühlkörper (10) befindet sich ein Axialventilator (14), der auf dem ebenfalls mit Löchern (15) versehenen Boden (16) des Unterteils (2) befestigt ist, und der Luft zur Kühlung der Wärme von der Warmseite des Peltierelements (6) von unten durch die Löcher (15) ansaugt und gegen den Kühlkörper (10) bläst. Unter dem Boden sind vier Füßchen (17) von 20 mm Höhe befestigt, wodurch der Ventilator (14) genügend Luft zur Kühlung von unten ansaugen kann. Die überschüssige Wärme vom Kühlkörper wird durch die Luft des Ventilators aus den seitlich im Außenbehäl­ ter befindlichen Schlitzen (3) oder Löchern nach außen befördert. Im Ansaugluftstrom des Ventilators (14) ist unterhalb desselben der Temperaturfühler (18) angeordnet, der die jeweilige Temperatur der Außenluft mißt und den Meßwert an die elektronische Regelung des Geräts weitergibt. Der Ventilator ist mit einem Geräuschpegel von 20 dB kaum wahrnehmbar und wirkt in keiner Weise störend.

Die Stromversorgung des Kleinkühlgeräts erfolgt über einen Netzstecker mit einem Netzsteckergehäuse, in dem ein Transformator mit einer Primärspannung von 220 V und einer Sekundärspannung von 15 V eingebaut ist, und der auf der Sekundärseite einen elektrischen Strom von 3 A aufnimmt. Am Netzsteckergehäuse befindet sich ein Umschalter zum Betreiben des Geräts auf zwei unterschiedlichen Temperaturstufen zur Kühlung von Wein einerseits und zur Kühlung von Champagner bzw. Sekt andererseits.

Die Stromversorgung des Flaschen-Kleinkühlgeräts wird von der Außentemperatur abhängig elektronisch gesteuert. Die Leistungsaufnahme liegt zwischen 5 und 35 W/h, im Durchschnitt bei 15 W/h und hat somit für die Aufnahme von 1 KW eine Laufzeit von etwa 3 Tagen.

Zur Kühlung einer Weinflasche ist bei einer Außentemperatur von 20°C am Peltierelement eine elektrische Spannung von etwa 4 V und eine Stromstärke von 0,8 A erforderlich. Bei ansteigender Außentemperatur wird die elektrische Spannung durch die elektronische Regelung bis auf etwa 8,5 V und eine Stromstärke von 1,6 A angehoben, wodurch eine Temperatur von 8°-10°C des in der Weinflasche befindlichen Weins gewährleistet ist.

Zur Kühlung von Champagner und Sekt ist eine stärkere Kühlung erforderlich. Die Temperatur für Champagner und Sekt beträgt auf der Kaltseite des Peltierelements 2° bis 4°C und erreicht im Innern der Flasche durch den Wärmeverlust 4°-6°C. Bei einer Außen­ temperatur von 26°-27°C wird durch die elektronische Regelung eine elektrische Spannung von 12 V und eine Stromstärke von 2,2 A erreicht.

Die Bauteile der elektronischen Regelung sind zweckmäßig auf einer Platine (19) angeordnet, die in dem Raum unterhalb des Peltierelements (6) seitlich vom Ventilator (14) untergebracht ist. Auf dieser Platine (19) ist auch der Temperaturfühler (18) angeordnet, der die Temperatur der vom Axialventilator angesaugten Luft mißt und den Meßwert an die elektronische Regelung weiterleitet. Die angesaugte Luft umströmt die Rippen des als Rippenwärmeaus­ tauschers ausgebildeten Kühlkörpers (10), erwärmt sich dort und strömt durch die Schlitze (3) im Unterteil (2) des Geräts nach außen ab.

Die durch den im Netzsteckergehäuse eingebauten Transformator von primärseitig 220 V auf 15 V umgewandelte Wechselspannung des Netzes wird mit einer max. Stromstärke von 3 A auf der Platine 18 mittels eines Gleichrichters bestehend aus D1-D4 und einem Glättungs­ kondensator C4 gleichgerichtet. Durch den Vorwiderstand R13 in Kombination mit der Zenerdiode D5 wird eine geregelte Spannungsversorgung für die Operationsverstärker der elektronischen Regelung sichergestellt.

In dem in Fig. 6 dargestellten Schaltbild der elektronischen Regelung sind mit E die Klemmen zum Anschluß an die Niederspannungsseite des Transformators, mit V die Klemmen zum Anschluß des Ventilators, mit P die Klemmen zum Anschluß des Peltierelements und mit Sch die Klemmen des Umschalters für verschiedene Temperaturstufen bezeichnet. Die Bauteile der elektronischen Regelung sind auf einer Platine angeordnet, die neben dem Axialventilator im Unterteil (2) des Kühlgeräts von unten leicht zugänglich eingebaut ist (Fig. 7).

Die elektronische Regelung besitzt zwei Regelkreise, von denen der erste Regelkreis den Ventilator und der zweite das Peltierelement (6) steuert. Im ersten Regelkreis erfolgt eine Sollwertvorgabe am Operationsverstärker OP 2 mittels eines einstellbaren Widerstandes R 10. Der Istwert wird durch den schon genannten, von einem temperaturabhängigen Widerstand gebildeten Temperaturfühler R4, der sich im Luftstrom des von unten ansaugenden Ventilators befindet, am Operationsverstärker OP 3 vorgegeben. Durch Verschaltung von OP 2 und OP 3 ergibt sich am Ausgang des OP 3 eine geregelte Spannung, die den Spannungsregler IC 3 steuert. Dadurch ergibt sich eine nach der Außentemperatur geregelte Drehzahl für den Ventilator, die mit einem Geräuschpegel von ca. 20 dB nach außen kaum wahrnehmbar ist.

Im Regelkreis für das Peltierelement erfolgt eine Sollwertvorgabe mittels des einstellbaren Widerstands R9 am Operationsverstärker OP 1. Der Außentemperaturfühler R4, der sich in dem von unten angesaugten Luftstrom des Ventilators befindet, gibt den Istwert an den Operationsverstärker OP 4 weiter. Der Ausgang von OP 4 steuert über die Parallelschaltung R5-R6 den zugehörigen Spannungsregler IC 2. Dieser steuert unterstützt durch einen Transistor das Peltierelement (6). Damit wird das Peltierelement analog zur Außentemperatur von mehr oder weniger Strom durchflossen. Durch einen Schalter S 1, der sich im Netzsteckergehäuse befindet, wird die Paralellschaltung R5-R6 überbrückt. Dies hat zur Folge, daß der Spannungsregler IC 2 mit einem konstanten höheren Wert geregelt wird. Es ergibt sich dadurch ein größerer Stromdurchfluß und somit eine höhere Kühlleistung. Ein auf der Platine ebenfalls montierter Kühlkörper (20) dient zur Abführung der Verlustwärme des Transistors T 1.

Fig. 5 zeigt ein Flaschen-Kleinkühlgerät zum gleichzeitigen Kühlen von zwei Flaschen. Dabei sind zwei jeweils mit einem Peltierelement (6a, 6b), einem Ventilator (14a, 14b) und einer elektronischen Regelung ausgestattete Wärmeaustauscher in einem gemeinsamen mit Schaumstoff (21) ausgekleideten Gehäuse (22) nebeneinander angeordnet. Es können mit einem solchen Gerät erforderlichenfalls gleichzeitig Flaschen mit unterschiedlichem Inhalt auf unterschiedliche Temperaturen gekühlt werden. Wie aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, können aber auch drei Wärmeaustauscher zu einem Gerät in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sein. Dabei sind die Mittelachsen der einzelnen Wärmeaustauscher auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet, wodurch sich eine sehr kompakte Bauweise ergibt.

Claims (14)

1. Flaschen-Kleinkühlgerät mit einem Peltierelement, dessen Kaltseite mit dem Boden eines topfförmig ausgebildeten Wärmetauschers in direkter thermischer Verbindung steht, welcher durch Wärmeleitung gekühlt wird, nach oben zu offen und nach außen isoliert ist und das Kühlobjekt aufnimmt und dessen Kaltseite gegenüberliegende heiße Seite mit einem zweiten, Wärme an die Umgebungsluft abführenden Wärmetauscher in thermischer Verbindung steht, welcher an der Unterseite des Peltierelements angebracht ist, wobei der Wärmetauscher von einem darunter liegenden Gebläse gekühlt wird und seitlich im Gehäuse Öffnungen vorgesehen sind, durch welche die vom Gebläse geförderte Luft nach außen abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (18) zum Messen der Temperatur der Umgebungsluft vorgesehen ist, der mit einer die Leistung des Kühlgebläses (14) und/oder des Peltierelements (6) beeinflussenden elektronischen Regeleinrichtung in Verbindung steht und daß ein Umschalter vorgesehen ist, mit dem im topfförmig ausgebildeten Kühlkörper unterschiedliche Kühltemperaturen einstellbar sind.

2. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des Kühlobjekts dienende topfartige Wärmeaustauscher aus einem Innenbehälter (4) und einem Außenbehälter (1) besteht und der Raum zwischen beiden Behältern mit einem diese verbindenden und als Wärmeisolierung dienenden Montageschaum ausgefüllt ist.

3. Kleinkühlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenbehälter (6) aus Edelstahl besteht.

4. Kleinkühlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenbehälter (1) aus Messing besteht und seine Außenfläche versilbert oder verchromt ist.

5. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Peltierelement (6) von einer aus Kunstoff bestehenden Manschette (12) umgeben ist, die von der Außenwand (13) des Innenbehälters (4) bis zum Kühlkörper (10) reicht und das Peltierelement (6) luftdicht umgibt.

6. Kleinkühlgerät nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse ein Axialventilator (14) ist, der die zur Kühlung dienende Luft von unten her ansaugt.

7. Kleinkühlgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (2) des Gehäuses auf Füßchen (17) steht.

8. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (18) unterhalb des Kühlgebläses (14) in dessen Ansaugluft­ strom angeordnet ist.

9. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die zum Betrieb erforderliche elektrische Energie über einen Transformator vom Netz bezogen wird.

10. Kleinkühlgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator im Netzsteckergehäuse integriert ist und einen Umschalter zum Umschalten auf zwei ver­ schiedene Kühlstufen aufweist.

11. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelung zwei Regelkreise hat, die von einem aus einem temperaturabhängigen Widerstand bestehenden Temperaturfühler (18) beeinflußt werden.

12. Kleinkühlgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile der elektronischen Regelung auf einer Platine (19) angeordnet sind, die mit dem Axial­ gebläse unterhalb des Peltierelements (6) im Unterteil (2) des Gehäuses untergebracht ist.

13. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei jeweils von einem Peltierelement gekühlte Wärmeaustauscher in einem Gehäuse zu einem Kühlgerät zusammengefaßt sind und jeder Wärmeaustauscher sein eigenes Gebläse und seine eigne Regelung besitzt.

14. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von jeweils einem Peltierelement gekühlte Wärmeaustauscher nebeneinander in einem Gehäuse zusammengefaßt sind.