本发明专利技术涉及一种用于对容器(2)中的空气(10)除湿的除湿装置(1)，其具有至少一个帕尔帖元件(4)。为了能够使除湿装置完全布置在容器的内部而提出，帕尔帖元件(4)构成为单级的帕尔帖元件(4)并且帕尔帖元件(4)与冷侧(11)并且与热侧(12)热学连接，其中，冷侧(11)设计使得在除湿装置(1)运行时在冷侧(11)上冷凝空气(10)中的湿气。为了确保在安装到容器中以后的工作效率，帕尔帖元件(4)借助于螺旋弹簧(21)和紧固销钉(22)夹紧在热侧(12)与冷侧(11)之间。本发明专利技术还涉及一种具有这样的除湿装置(1)的容器(2)，其中，除湿装置(1)完全布置在容器(2)的内部。此外，本发明专利技术涉及一种具有这样的容器的车辆，特别是轨道车辆。另外，本发明专利技术涉及一种用于借助于这样的除湿装置(1)对容器(2)的内部空间中的空气(10)除湿的方法，其中，取决于冷侧(11)的温度控制或调节除湿装置(1)的冷凝功率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于安装到容器中的帕尔帖空气除湿装置
本专利技术涉及一种用于对容器中的空气除湿的除湿装置，其具有至少一个帕尔帖元件。本专利技术还涉及一种具有这样的除湿装置的、尤其是变流器容器的容器以及一种具有这样的除湿装置的车辆、特别是轨道车辆。此外，本专利技术涉及一种用于对容器的内部空间中的空气除湿的方法。
技术介绍
除湿有利于保护电子或功率电子组件和模块。它们大部分布置在容器、也称为Container中。在车辆、例如轨道车辆中，这些容器通常以防护等级IP54实施为地下容器、顶部容器、机车变流器柜，以便为所包围的技术构件和整体系统的功能提供抵御环境影响的限定的最低保护。然而，由此并不阻止或仅仅非充足地阻止空气湿气侵入到容器中。湿气的可能影响在于：在半导体结构和焊料上、特别是未封装的功率半导体上出现具有显著损坏潜能的腐蚀现象和迁移；以及减少寿命的影响，甚至使寿命明显低于在数据表单中给出的、对于相对湿度的允许值。用于保护电子部件抵御环境影响的完全气封的容器实施方案昂贵并且导致相应容器非常重。然而恰好对于车辆来说，市场当前要求低成本并且轻便的解决方案。减少容器内部的空气湿度的另一个可行方案在于，在该容器中置入干燥剂，例如膏状干燥剂，其将湿气从空气中吸出。然而存在缺点是，必须在膏体饱和时定期更换干燥剂。在空气湿度高或湿度强烈波动的地区恰恰由此导致维护间隔较短。该维护工作限制了相应的设备或车辆的可用性并且此外提高了运行成本。干燥剂的外部再生或者使用新干燥剂进一步提高了使用该干燥剂的成本。通常利用交流电动机驱动具有冷却剂循环的商业上通用的开关柜冷却装置，该开关柜冷却装置部分地通过借助于附件进行的扩展而适用于空气除湿。这具有的缺点则在于相对耗费成本的、空间需求相当大的结构。此外，在市场上能够获得用于直至大约30℃的环境温度的帕尔帖除湿装置，其以壁式安装应用在开关柜等中。在此，除湿装置的热侧如下地置入到柜壁中，即热侧通过开关柜之外的空气进行冷却，并且湿气在开关柜的内部空间中的、例如实施为冷凝板的冷侧上冷凝。在例如用于通信技术的、室外区域中的规定设备和安装也装配有如此规划和准备的壁式安装部，以便使用较低的外部温度潜能，这有利于装置的功能和低能量使用。冷侧的过冷越显著(在大约0℃与露点温度>0℃之间)，冷凝功率就越高，并且在特定的空气温度下，最小能达到的相对空气湿度也越大。冷凝功率表示为每单位时间冷凝的湿气量。为了提升冷却功率，通常平行地布置多个帕尔帖元件。在一些应用情况中，例如使用在车辆上时，被证实为不利的是，在开关柜或其它容器的外壁中设置留空部，在其中能够引入除湿装置，以便利用周围空气冷却热侧。这些容器与那些具有封闭表面的容器相比具有明显减小的稳定性。为了达到所期望的或所要求的机械稳定性，容器必须例如通过引入另外的支撑进行增强。这再次造成容器进而装配有该容器的车辆的重量负担。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，说明用于对容器中的空气除湿的解决方案。该目的通过一种用于对容器中的空气除湿的具有至少一个帕尔帖元件的除湿装置实现，其中，帕尔帖元件构成为单级的帕尔帖元件，其中，帕尔帖元件与冷侧并且与热侧热学连接，其中，冷侧设计使得在除湿装置运行时在冷侧上冷凝空气中的湿气，其中，帕尔帖元件借助于螺旋弹簧和紧固销钉夹紧在热侧与冷侧之间。该目的还通过一种具有这样的除湿装置的容器实现，其中，除湿装置完全布置在容器的内部。此外，该目的通过一种具有这样的容器的车辆、特别是轨道车辆实现。另外，该目的通过一种用于借助于这样的除湿装置对容器的内部空间中的空气除湿的方法实现，其中，取决于冷侧的温度来控制或调节除湿装置的冷凝功率。本专利技术的优选的设计方案在从属权利要求中说明。本专利技术所基于的认知在于，当在热侧与冷侧之间能得到的温度差相应较大的时候，除湿装置能够完全布置在容器的内部。这在运行时容器的内部空间升温时有重大意义。为了能够使热侧与冷侧之间的温度差具有相应地较大的值，热侧和冷侧必须相互良好地热绝缘。对此，帕尔帖元件借助于螺旋弹簧和紧固销钉夹紧在热侧与冷侧之间。该紧固销钉形成高接触热阻，从而使热侧和冷侧相互良好地热绝缘。于是，即使在温度高于环境温度时，在容器内部的该布置也要求冷凝运行，因为除湿装置的热侧通过容器、确切地说通过容器壁与环境空气分隔，并且因此不再与环境空气接触。由此出发，即，容器的内部通过位于其中的装置和构件而升温。因此要求在大约8℃与大约50℃之间的温度范围中的高效冷凝运行。在此，温度界限并不是严格的、通过技术条件强制的边界条件，而是示出，替代地在温度界限之外能达到的冷凝功率仅是临界的并且因此在经济观点上存在问题。因此必须以能够使用的冷凝功率达到50℃的上温度界限，因为观察到具有电学或电子组件的容器的典型内部空间温度在大约45℃。特别是在变流器容器中，基于变流器的取决于负载的损失和环境温度，出现该值。对于在容器内部中的使用来说证实有利的是，通过与热侧和冷侧的良好热退耦、即通过避免到冷侧的寄生热回流，有效率地设计除湿装置，从而由通过帕尔帖效应产生的温度差使尽可能多的部分以与壳体内部温度相比过冷的形式提供到冷侧上，有效地达到冷凝湿气的目的。变流器容器基于其安装的构件以特别的程度取决于内部空间中的已充分除湿的空气。此外，变流器的平稳运行对于驱动以其来驱动的车辆、特别是轨道车辆来说是强制要求的。为了保障车辆的可使用性，需要变流器可靠地运行。此外，车辆、特别是轨道车辆必须常常满足防火方面的特殊要求。在此必须保障防止烧穿容器的包围面。对于满足该要求证明为合理的是，除湿装置布置在容器的内部并且放弃利用位于容器之外的周围空气进行冷却。通过布置在容器的内部并且在容器外表面中没有开口，提高了对抗烧穿的稳定性。其简化了有关满足防火技术上所要求的许可程序。常常能够放弃高成本的单独查证。除湿装置在车辆中的使用同样证实是适宜的，因为由于借助于紧固销钉的夹紧而使得除湿装置仅具有相对于振动负荷或冲击的低敏感度，在车辆和轨道车辆中通常由在内部的构件承受该冲击。现在市场上能够使用的装置在所述的大约40℃至50℃的空气温度范围中仅具有不充分的冷凝功率，或者经过冷侧上的温度上升而完全丧失冷凝能力。这示出，能够通过冷侧和热侧之间的热绝缘减少温度上升。因此需要较少的用于运行除湿装置的电功率，从而也产生较小的电损失。通过较小的电损失进一步减小了冷侧的升温，并且还能够达到热侧与冷侧之间的更大的温度差。市场上能够使用的装置设计用于例如具有80％相对空气湿度、30℃的空气温度的额定工作点。在这样的装置中确定的是，在壳体内部温度进一步升高时，不再达到为了在冷侧上冷凝而要求下降到露点温度以下。对此的主要原因在于帕尔帖元件自身上的温度差过小。在热有效负载相同时，在该情况下为空气湿度的待散发的冷凝热量相同时，由帕尔帖元件产生的温度差的所要求的增高仅能够通过提高穿过帕尔帖元件的电流产生。随之而来的待散发到内部空间空气的热能的明显的上升仅非充分地进行，从而使得帕尔帖除湿装置的有源部件的整体温度上升。包括在其中的是，帕尔帖除湿装置冷侧上的温度上升并且因此冷凝功率也减少或者甚至是由于超过露点温度而损失冷凝能力。此外，冷侧上的温度升高的效果还通过容器的内部空间中的温度上升加强。令人满意的冷凝功率在迄今为止的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对容器(2)中的空气(10)进行除湿的除湿装置(1)，所述除湿装置具有至少一个帕尔帖元件(4)，其中，所述帕尔帖元件(4)构成为单级的帕尔帖元件(4)，其中，所述帕尔帖元件(4)与冷侧(11)热学连接并且与热侧(12)热学连接，其中，所述冷侧(11)设计使得在所述除湿装置(1)运行时在所述冷侧(11)上冷凝所述空气(10)中的湿气，其特征在于，所述帕尔帖元件(4)借助于螺旋弹簧(21)和紧固销钉(22)夹紧在热侧(12)与冷侧(11)之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.28 EP 15178670.41.一种用于对容器(2)中的空气(10)进行除湿的除湿装置(1)，所述除湿装置具有至少一个帕尔帖元件(4)，其中，所述帕尔帖元件(4)构成为单级的帕尔帖元件(4)，其中，所述帕尔帖元件(4)与冷侧(11)热学连接并且与热侧(12)热学连接，其中，所述冷侧(11)设计使得在所述除湿装置(1)运行时在所述冷侧(11)上冷凝所述空气(10)中的湿气，其特征在于，所述帕尔帖元件(4)借助于螺旋弹簧(21)和紧固销钉(22)夹紧在热侧(12)与冷侧(11)之间。2.根据权利要求1所述的除湿装置(1)，其中，所述螺旋弹簧(21)布置在所述热侧(12)上。3.根据权利要求1或2中任一项所述的除湿装置(1)，其中，所述紧固销钉(22)特别地借助于螺纹连接刚性地连接到所述冷侧(11)上。4.根据权利要求1至3所述的除湿装置(1)，其中，所述热侧(12)在朝向所述帕尔帖元件(4)的侧面上具有压盖式的密封部(23)，其中，所述压盖式的密封部(23)通过所述热侧(12)上的凹陷(24)设计有置入到所述凹陷中的橡胶衬套(25)，其中，所述橡胶衬套(25)在内直径处包围所述紧固销钉(22)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的除湿装置(1)，其中，所述紧固销钉(22)具有横截面收缩部。6.根据权利要求1至5中任一项所述的除湿装置(1)，其中，所述热侧(12)包括热交换器(13)、特别是冷却体，其中，在所述热交换器(13)与所述帕尔帖元件(4)之间布置有热扩散组件(26)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的除湿装置(1)，其中，所述除湿装置(1)具有至少一个通风装置(3)和用于引导空气的器件，其中，所述通风装置和所述用于引导空气的器件布置使得产生气流(5)，其中，所述气流(5)延伸越过所述除湿装置(1)的冷侧(11)和热侧(12)。8.根据权利要求7所述的除湿装置(1)，其中，所述通风装置(3)具有轴向的排气方向，其中，所述轴向的排气方向垂直于所述冷侧(11)的表面地布置。9.根据权利要求1至8中任一项所述的除湿装置(1)，其中，所述除湿装置(1)包括调节装置(6)，所述调节装置设置使得借助于脉冲宽度调制来调节经过所述帕尔帖元件(4)的电流。10.根据权利要求1至9中任一项所述的除湿装置(1)，其中，所述冷侧(11)与密封框(27)之间的密封部借助于由弹性或塑性的材料制成的密封接缝(28)实施而成。11.根据权利要求10所述的除湿装置(1)，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·亨克尔，
申请(专利权)人：西门子移动有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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