Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PELTIER EFFECT AIR DEHUMIDIFIER FOR INSTALLATION IN A CONTAINER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/016742
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a dehumidifier unit (1) for dehumidifying air (10) in a container (2) having at least one Peltier element (4). In order that the dehumidifier unit can be arranged completely in the interior of a container, it is proposed to configure the Peltier element (4) as a single-stage Peltier element (4), and to thermally connect the Peltier element (4) to a cold side (11) and to a warm side (12), wherein the cold side (11) is configured in such a way that moisture of the air (10) condenses on the cold side (11) during operation of the dehumidifier unit (1). In order to ensure the performance after installation into the container, the Peltier element (4) is clamped in between the warm side (12) and the cold side (11) by means of a helical spring (21) and a spring pin (22). Furthermore, the invention relates to a container (2) having a dehumidifier unit (1) of this type, wherein the dehumidifier unit (1) is arranged completely in the interior of the container (2). Furthermore, the invention relates to a vehicle, in particular to a rail vehicle, having a container of this type. Moreover, the invention relates to a method for dehumidifying air (10) in the interior of a container (2) by means of a dehumidifier unit (1) of this type, wherein condensation performance of the dehumidifier unit (1) is controlled or regulated in a manner which is dependent on the temperature of the cold side (11).

Inventors:
HENKEL, Thomas (Am Goldberg 12, Röttenbach, 91341, DE)
Application Number:
EP2016/063739
Publication Date:
February 02, 2017
Filing Date:
June 15, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
International Classes:
F24F3/14; B60H1/00; F24F5/00
Foreign References:
GB900043A1962-07-04
US4279292A1981-07-21
US3934758A1976-01-27
EP2327944A12011-06-01
US3445039A1969-05-20
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Entfeuchtungsgerät (1) zum Entfeuchten von Luft (10) in einem Behälter (2) mit mindestens einem Peltierelement (4), wobei das Peltierelement (4) als einstufiges Peltierelement (4) ausgebildet ist, wobei das Peltierelement (4) mit einer Kaltseite (11) und mit einer Warmseite (12) thermisch verbun¬ den ist, wobei die Kaltseite (11) derart ausgestaltet ist, dass beim Betrieb des Entfeuchtungsgerätes (1) an der Kalt- seite (11) Feuchtigkeit der Luft (10) kondensiert,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Peltierelement (4) zwischen Warmseite (12) und Kaltseite (11) mittels einer Schraubenfeder (21) und eines Spannstifts (22) eingespannt ist.

2. Entfeuchtungsgerät (1) nach Anspruch 1, wobei die Schrau¬ benfeder (21) auf der Warmseite (12) angeordnet ist.

3. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Spannstift (22) an der Kaltseite (11), insbesondere mittels einer Schraubverbindung, starr verbunden ist.

4. Entfeuchtungsgerät (1) nach Ansprüche 1 bis 3, wobei die Warmseite (12) auf der dem Peltierelement (4) zugewandten Seite eine stopfbuchsenartige Abdichtung (23) aufweist, wobei die stopfbuchsenartige Abdichtung (23) durch eine Senkung (24) auf der Warmseite (12) mit einer darin eingebrachten Gummibuchse (25) ausgestaltet ist, wobei die Gummibuchse (25) am Innendurchmesser den Spannstift (22) umschließt.

5. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Spannstift (22) eine Querschnittsverjüngung aufweist. 6. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Warmseite (12) einen Wärmetauscher (13), insbesondere einen Kühlkörper, umfasst, wobei zwischen dem Wärmetau- scher (13) und dem Peltierelement (4) ein Wärme-Spreiz- Bauteil (26) angeordnet ist.

7. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Entfeuchtungsgerät (1) mindestens einen Lüfter (3) und ein Mittel zur Luftführung aufweist, wobei der Lüfter und das Mittel zur Luftführung derart angeordnet ist, einen Luft¬ strom (5) zu erzeugen, wobei sich der Luftstrom (5) über Kaltseite (11) und Warmseite (12) des Entfeuchtungsgerätes (1) erstreckt.

8. Entfeuchtungsgerät (1) nach Anspruch 7, wobei der Lüfter (3) eine axiale Ausblasrichtung aufweist, wobei die axiale Ausblasrichtung senkrecht zu einer Oberfläche der Kaltseite (11) angeordnet ist.

9. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Entfeuchtungsgerät (1) eine Regelvorrichtung (6) umfasst, die derart ausgelegt ist, einen Strom durch das Peltierelement (4) mittels Pulsweitenmodulation zu regeln.

10. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Abdichtung zwischen der Kaltseite (11) und einem Abdichtrahmen (27) mittels einer Dichtfuge (28) aus elasti- schem oder plastischem Werkstoff ausgeführt ist.

11. Entfeuchtungsgerät (1) nach Anspruch 10, wobei der Ab¬ dichtrahmen (27) aus einem duroplastischen Werkstoff ausgeführt ist.

12. Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei auf zumindest Teilen des Abdichtrahmens (27) eine Wasserdampfsperre mit wärmeisolierender Eigenschaft angeord¬ net ist.

13. Behälter (2) mit einem Entfeuchtungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Entfeuchtungsgerät (1) vollständig im Innern des Behälters (2) angeordnet ist.

14. Behälter (2) nach Anspruch 13, wobei das Entfeuchtungsge¬ rät einen Lüfter gemäß Anspruch 5 aufweist, wobei das Ent¬ feuchtungsgerät (1) derart im Behälter (2) angeordnet ist, dass ein durch den Lüfter (3) erzeugbarer Luftstrom (5) sich zumindest abschnittsweise entlang einer Außenwand des Behäl¬ ters (2) ausbildet.

15. Behälter (2) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei der Behälter (2) zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen ausgestaltet ist.

16. Behälter (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Behälter (2) ein Stromrichtercontainer ist und im Stromrichtercontainer ein Stromrichter (7) angeordnet ist.

17. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Behäl¬ ter (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 16.

18. Verfahren zum Entfeuchten von Luft (10) im Innenraum ei- nes Behälters (2) mittels eines Entfeuchtungsgerätes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Kondensationsleis¬ tung des Entfeuchtungsgerätes (1) in Abhängigkeit von der Temperatur der Kaltseite (11) gesteuert oder geregelt wird. 19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Kondensationsleis¬ tung des Entfeuchtungsgerätes (1) derart gesteuert oder gere¬ gelt wird, dass die Temperatur der Kaltseite (11) einen Wert im Bereich zwischen -5°C und 10°C annimmt. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, wobei die Kondensationsleistung des Entfeuchtungsgerätes (1) derart ge¬ steuert oder geregelt wird, dass die Temperatur der Kaltseite (11) einen Wert von mindestens 40 K unterhalb der Temperatur der Warmseite (12) annimmt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Kondensationsleistung des Entfeuchtungsgerätes (1) durch Re¬ gelung oder Steuerung des elektrischen Stromes durch das Peltierelement (4) des Entfeuchtungsgerätes (1) mittels

Pulsweitenmodulation gesteuert oder geregelt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei das Entfeuchtungsgerät (1) einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand aufweist, wobei im ersten Betriebszu¬ stand Feuchtigkeit aus der Luft (10) an der Kaltseite (11) zu Eis gefriert und im zweiten Betriebszustand an der Kaltseite (11) befindliches Eis zu Wasser umgewandelt wird, wobei der Betriebszustand durch Steuerung oder Regelung eines Stroms durch das Peltierelement (4) eingestellt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Kaltseite (11) ei¬ nen Sensor (30) zur Erfassung der Temperatur der Kaltseite (11) aufweist und wobei der Strom durch das Peltierelement (4) in Abhängigkeit von der Temperatur der Kaltseite (11) derart geregelt wird, dass sich im ersten Betriebszustand ei¬ ne Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser ein¬ stellt und im zweiten Betriebszustand eine Temperatur ober- halb des Gefrierpunktes von Wasser einstellt.

Description:
Beschreibung

Peltierluftentfeuchter für den Einbau in einen Behälter Die Erfindung betrifft ein Entfeuchtungsgerät zum Entfeuchten von Luft in einem Behälter mit mindestens einem

Peltierelement . Die Erfindung betrifft weiter einen Behälter, insbesondere einen Stromrichtercontainer, mit einem solchen Entfeuchtungsgerät sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein

Schienenfahrzeug, mit einem solchen Entfeuchtungsgerät. Wei ¬ ter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entfeuchten von Luft im Innenraum eines Behälters.

Die Entfeuchtung dient dem Schutz von elektronischen oder leistungselektronischen Bauteilen und Baugruppen. Diese sind zumeist in Behältern, auch als Container bezeichnet, angeord ¬ net. In Fahrzeugen wie beispielsweise Schienenfahrzeugen sind diese Behälter oftmals als Unterflur-, Dachcontainer, Lok- Stromrichterschränke in der Schutzart IP54 ausgeführt, um für die Funktion der umschlossenen technischen Komponenten und des Gesamtsystems einen definierten Mindestschutz vor Umgebungseinflüssen zu bieten. Das Eindringen von Luftfeuchtigkeit in den Behälter wird dadurch jedoch nicht oder nur unzureichend verhindert.

Mögliche Auswirkungen von Feuchtigkeit sind Korrosions- und Migrationserscheinungen an Halbleiterstrukturen und Lot, insbesondere von nicht gekapselten Leistungshalbleitern, mit erheblichem Schadenspotenzial und die Lebensdauer vermindernder Wirkung auch deutlich unterhalb der in den Datenblättern genannten zulässigen Werte für die relative Luftfeuchtigkeit.

Eine zum Schutz der elektronischen Baukomponenten vor Umwelteinflüssen komplett luftdichte Ausführung von Behältern ist teuer und mit hohem Gewicht des entsprechenden Behälters verbunden. Gerade jedoch für Fahrzeuge verlangt der Markt kos ¬ tengünstige und leichte Lösungen. Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Luftfeuchtigkeit im Innern von Behältern besteht darin, in diese Behälter Trockenmittel, wie beispielsweise Gel-Trockenmittel, einzubrin ¬ gen, welche der Luft Feuchtigkeit entziehen. Es besteht je- doch der Nachteil, dass bei Sättigung des Gels diese Trock ¬ nungsmittel regelmäßig getauscht werden müssen. Gerade in Re ¬ gionen mit hoher oder stark schwankender Luftfeuchtigkeit ergeben sich daraus kurze Wartungsintervalle. Diese Wartungsar ¬ beit begrenzt die Verfügbarkeit des entsprechenden Gerätes oder Fahrzeugs und erhöht darüber hinaus die Kosten für den Betrieb. Die externe Regeneration des Trockenmittels bzw. Einsatz von neuem Trockenmittel erhöht weiter die Kosten beim Einsatz dieser Trocknungsmittel. Handelsübliche Schaltschrankkühlgeräte mit einem Kältemittel ¬ kreislauf, welche teilweise durch Erweiterung mittels Zube ¬ hörteilen zum Entfeuchten von Luft geeignet sind, werden in der Regel mit einem Wechselstrommotor betrieben. Diese haben dann den Nachteil einer relativ aufwändigen Konstruktion mit vergleichsweise großem Raumbedarf.

Des Weiteren sind am Markt Peltierentfeuchtungsgeräte für An ¬ wendungen in Schaltschränken u.a. mit Wandeinbau für Umgebungstemperatur bis ca. 30 °C verfügbar. Dabei ist die Warm- seite des Entfeuchtungsgerätes derart in der Wand angebracht, dass die Warmseite durch die Luft außerhalb des Schaltschran- kes gekühlt wird und an der Kaltseite, beispielsweise als Kondensationsplatte ausgeführt, im Innenraum des Schalt- schrankes Feuchtigkeit kondensiert. Auch stationären Anlagen und Installationen im Außenbereich, z.B. für Telekommunikationstechnik, werden mit diesem geplanten und vorbereiteten Wandeinbau ausgestattet, um das niedrigere Außentemperaturpo ¬ tenzial zu nutzen, was für die Funktion des Gerätes und einen geringen Energieeinsatz von Vorteil ist.

Je stärker die Unterkühlung der Kaltseite (zwischen ungefähr 0°C und Taupunkttemperatur > 0°C) desto größer ist die Kondensationsleistung und auch die minimal erreichbare relative Luftfeuchtigkeit bei einer bestimmten Lufttemperatur. Unter Kondensationsleistung wird die Menge kondensierter Feuchtigkeit pro Zeit bezeichnet. Für eine Erhöhung der Kühlleistung werden üblicherweise mehrere Peltierelement parallel angeordnet.

Es hat sich in einigen Anwendungsfällen, wie beispielsweise bei Einsatz auf Fahrzeugen, als nachteilig herausgestellt, in die Außenwände von Schaltschränken oder anderen Behältern eine Aussparung vorzusehen, in die ein Entfeuchtungsgerät eingeführt werden kann, um dessen Warmseite mit der Umgebungs ¬ luft zu kühlen. Diese Behälter verfügen dann im Vergleich zu solchen mit einer geschlossenen Oberfläche über eine deutlich verminderte Stabilität. Um eine gewünschte oder geforderte mechanische Stabilität zu erreichen muss der Behälter bei ¬ spielsweise durch das Einbringen weiterer Streben verstärkt werden. Dies wiederum geht zu Lasten des Gewichtes des Behäl ¬ ters und damit eines damit ausgestatteten Fahrzeugs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Entfeuchtung von Luft im Innern eines Behälters anzugeben.

Die Aufgabe wird durch Entfeuchtungsgerät zum Entfeuchten von Luft in einem Behälter mit mindestens einem Peltierelement gelöst, wobei das Peltierelement als einstufiges Peltier ¬ element ausgebildet ist, wobei das Peltierelement mit einer Kaltseite und mit einer Warmseite thermisch verbunden ist, wobei die Kaltseite derart ausgestaltet ist, dass beim Be- trieb des Entfeuchtungsgerätes an der Kaltseite Feuchtigkeit der Luft kondensiert, wobei das Peltierelement zwischen Warm ¬ seite und Kaltseite mittels einer Schraubenfeder und eines Spannstifts eingespannt ist. Die Aufgabe wird weiter durch einen Behälter mit einem solchen Entfeuchtungsgerät gelöst, wobei das Entfeuchtungsgerät vollständig im Innern des Behälters angeordnet ist. Weiter wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem derartigen Behälter gelöst.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Entfeuchten von Luft im Innenraum eines Behälters mittels eines solchen Entfeuchtungsgerätes gelöst, wobei eine Kondensationsleistung des Entfeuchtungsgerätes in Abhängigkeit von der Temperatur der Kaltseite gesteuert oder geregelt wird Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich das Entfeuchtungsgerät komplett im Innern eines Behälters anord- nen lässt, wenn die zwischen Warmseite und Kaltseite erziel ¬ bare Temperaturdifferenz entsprechend groß ist. Dies ist ins ¬ besondere dann von großer Bedeutung, wenn sich der Innenraum des Behälters im Betrieb erwärmt. Damit die Temperaturdiffe ¬ renz zwischen Warmseite und Kaltseite entsprechend große Wer- te annehmen kann, müssen Warmseite und Kaltseite thermisch gut voneinander isoliert werden. Dazu wird Peltierelement zwischen Warmseite und Kaltseite mittels Schraubenfeder und Spannstift eingespannt. Dieser Spannstift bildet einen hohen thermischen Übergangswiderstand, so dass die Warmseite und die Kaltseite thermisch gut voneinander isoliert sind.

Diese Anordnung im Innern des Behälters erfordert dann einen Kondensationsbetrieb auch bei Temperaturen, die oberhalb der Umgebungstemperatur liegen, da die Warmseite des Entfeuch- tungsgerätes durch den Behälter, genauer durch die Behälterwand, von der Umgebungsluft getrennt ist und daher nicht mit der Umgebungsluft in Kontakt steht. Es ist davon auszugehen, dass sich das Innere des Behälters durch die darin befindli ¬ chen Geräte und Komponenten erwärmt. Somit ist ein effizien- ter Kondensationsbetrieb im Temperaturbereich zwischen ca.

8°C und ca. 50°C erforderlich. Die Temperaturgrenzen stellen dabei keine scharfen, durch technische Bedingungen erzwunge ¬ nen Randbedingungen dar, sondern es hat sich gezeigt, dass vielmehr außerhalb der Temperaturgrenzen die erreichbare Kondensationsleistung nur noch marginal und somit wirtschaftlich fraglich ist. Die obere Temperaturgrenze bei 50°C muss deswe ¬ gen mit brauchbarer Kondensationsleistung erreicht werden, da typische Innenraumtemperaturen von Behältern mit elektrischen und elektronischen Bauteilen bei etwa 45°C beobachtet wurden. Insbesondere in einem Stromrichtercontainer stellt sich dieser Wert aufgrund lastabhängiger Verluste des Stromrichters und der Umgebungstemperatur ein. Es hat sich für den Einsatz im Innern des Behälters als vorteilhaft erwiesen, das Ent ¬ feuchtungsgerät durch eine gute thermische Entkopplung von Warmseite und Kaltseite, also durch Vermeidung parasitärer Wärmerückleitung zur Kaltseite, derart leistungsfähig zu gestalten, so dass von der durch den Peltiereffekt generierten Temperaturdifferenz ein möglichst hoher Anteil auf der Kaltseite in Form von Unterkühlung im Verhältnis zur Innentempe ¬ ratur des Gehäuses effektiv zum Zwecke der Kondensation von Feuchtigkeit zur Verfügung steht. Stromrichtercontainer sind aufgrund ihrer installierten Komponenten im besonderen Maße abhängig von einer hinreichend entfeuchteten Luft im Innenraum. Darüber hinaus ist die einwandfreie Funktion des Stromrichters für den Antrieb eines damit angetriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Bahnfahr- zeugs, zwingend erforderlich. Um die Einsatzfähigkeit des

Fahrzeugs sicherzustellen ist ein zuverlässiger Betrieb des Stromrichters notwendig. Darüber hinaus müssen Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, oftmals spezielle Anforderun ¬ gen bezüglich des Brandschutzes erfüllen. Dabei muss ein Durchbrand der Umschließungsflächen eines Behälters gewährleistet sein. Zur Erfüllung dieser Anforderung hat es sich als sinnvoll erwiesen, das Entfeuchtungsgerät im Innern des Behälters anzuordnen und auf eine Kühlung mit Umgebungsluft, die sich außerhalb des Behälters befindet, zu verzichten. Durch die Anordnung im Innern des Behälters ohne Öffnungen in den Außenflächen des Behälters erhöht sich die Stabilität ge ¬ gen Durchbrand. Dies erleichtert das Zulassungsverfahren im Hinblick auf die Erfüllung brandschutztechnischer Anforderun- gen. Auf eine kostenträchtige Einzelnachweisführung kann oftmals verzichtet werden.

Der Einsatz des Entfeuchtungsgerätes in einem Fahrzeug hat sich ebenfalls als günstig erwiesen, da aufgrund der Einspan- nung mittels Spannstiften das Entfeuchtungsgerät nur eine ge ¬ ringe Empfindlichkeit gegenüber Schwingungsbeanspruchung oder Stößen aufweist, die in Fahrzeugen und Schienenfahrzeugen häufig die Komponenten im Innern belasten.

Derzeit am Markt verfügbare Geräte haben in dem genannten Temperaturbereich der Luft bei etwa 40°C bis 50°C nur eine unzureichende Kondensationsleistung oder verlieren das Vermögen zur Kondensation durch Ansteigen der Temperatur auf der Kaltseite komplett. Es hat sich gezeigt, dass der Anstieg der Temperatur durch die thermische Isolation zwischen Kaltseite und Warmseite reduziert werden kann. Damit wird weniger elektrische Leistung für den Betrieb des Entfeuchtungsgerätes gebraucht, so dass auch geringere elektrische Verluste ent- stehen. Durch die geringeren elektrischen Verluste reduziert sich die Erwärmung der Kaltseite weiter und es lassen sich noch höhere Temperaturunterschiede zwischen Warmseite und Kaltseite erreichen. Die am Markt verfügbaren Geräte sind für einen Nennarbeits- punkt von beispielsweise 30°C Lufttemperatur mit 80% relati ¬ ver Luftfeuchtigkeit ausgelegt. Es wurde bei derartigen Gerä ¬ ten festgestellt, dass die zur Kondensation auf der Kaltseite erforderliche Taupunkttemperaturunterschreitung bei weiter ansteigender Gehäuse-Innentemperatur nicht mehr erreicht wird. Die wesentliche Begründung hierfür ist eine zu geringe Temperaturdifferenz am Peltierelement selbst.

Die erforderliche Erhöhung der vom Peltierelement erzeugten Temperaturdifferenz kann bei gleicher thermischer Nutzlast, in diesem Falle die abzuführende Kondensationswärme der Luft ¬ feuchtigkeit, nur durch Erhöhung des elektrischen Stroms durch das Peltierelement erzeugt werden. Die damit einherge- hende deutliche Steigerung der an die Innenraumluft abzufüh ¬ renden Wärmeenergie erfolgt nur unzureichend, so dass das ge ¬ samte Temperaturniveau der aktiven Bauteile des Peltierent- feuchtungsgerätes ansteigt. Hierin eingeschlossen ist ein Temperaturanstieg auf der Kaltseite des Peltierentfeuchtungs ¬ gerätes und somit auch eine Reduzierung der Kondensations ¬ leistung oder sogar der Verlust des Kondensationsvermögens infolge Überschreitung der Taupunkttemperatur. Der Effekt der Temperaturerhöhung an der Kaltseite wird darüber hinaus durch einen Temperaturanstieg im Innenraum des Be ¬ hälters noch verstärkt. Zufriedenstellende Kondensationsleis ¬ tungen sind bei bisherigen Geräten kaum noch erfüllbar bzw. unerfüllbar, da dazu die Temperatur der Kondensationsplatte (Kaltseite) deutlich unter der Taupunkttemperatur liegen muss .

Durch mehrere Maßnahmen beispielsweise zur Verbesserung der Wärmeabfuhr auf der Warmseite und zur Vermeidung parasitärer Wärmerückleitung von der Warmseite zur Kaltseite am Entfeuchtungsgerät ergibt sich der Vorteil, dass das Entfeuchtungsge ¬ rät zum Entfeuchten von Luft mit einer Temperatur im Bereich bis zu 50°C ausgelegt ist und bei dieser Temperatur dauerhaft betrieben werden kann. Durch die verbesserte thermische Ent- kopplung ergibt sich der Vorteil, dass das Entfeuchtungsgerät zum Entfeuchten von Luft mit einer relativen Feuchtigkeit im Bereich von 10% bis 30% und/oder mit einer Temperatur im Bereich von 40°C bis 50°C ausgelegt ist und betrieben werden kann. Dazu wird zwischen Warmseite und Kaltseite eine Tempe- raturdifferenz von mindestens 40K eingestellt. Durch den Einbau des Entfeuchtungsgerätes in einen Behälter kann die Warm ¬ seite des Entfeuchtungsgerätes nicht mit der Umgebungsluft ¬ temperatur sondern nur mit der Innenraumtemperatur gekühlt werden. Aufgrund der im Behälter angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Geräten und Bauelementen, wie beispielsweise Halbleiterbauelemente, erwärmt sich der Innenraum des Behälters, so dass das Entfeuchtungsgerät bei einer Tem ¬ peratur von etwa 40°C bis 50°C betrieben wird. Durch die an- gestiegene Temperatur verringert sich bei gleicher absoluter Feuchtigkeit in der Luft die relative Luftfeuchtigkeit auf Werte von beispielsweise 20% bis 30% relativer Feuchte. Gera ¬ de diese Umgebungsbedingungen stellen für das Entfeuchtungs- gerät hohe Ansprüche dar. Während am Markt verfügbare Ent ¬ feuchter hier keine zufriedenstellende Kondensationsleistungen mehr aufweisen, ist hingegen das vorgeschlagene Entfeuchtungsgerät im besonderen Maße geeignet, auch unter den ge ¬ nannten Bedingungen zufriedenstellende Kondensationsleistun- gen zu realisieren.

Es hat sich herausgestellt, dass sich die Kondensationsleis ¬ tung dadurch weiter erhöhen lässt, wenn die Warmseite und die Kaltseite des Entfeuchtungsgerätes thermisch noch besser von- einander getrennt werden, d.h. thermisch voneinander isoliert werden, um parasitär wirkende Wärmerückleitung zur Kaltseite zu vermeiden. Dazu wird das Peltierelement mittels einer oder mehrerer Schraubenfedern und eines oder mehrerer Spannstifte zwischen Warmseite und Kaltseite eingespannt. Auf diesem Wege entstehen lange kraftleitende Pfade der mechanischen Verbindung zwischen der Warmseite und Kaltseite für den konstrukti ¬ ven Zusammenhalt des Peltierentfeuchtungsgerätes aber mit der Möglichkeit, bei entsprechender Werkstoffauswahl und Quer ¬ schnittsgestaltung den thermischen Widerstand kraftleitenden Bauteile zu erhöhen. Dadurch wird parasitär wirkende Wärme ¬ rückleitung zur Kaltseite minimiert, wodurch die Temperatur an der Kaltseite niedrig bleibt und somit die Kondensations ¬ leistung erhöht wird. Gleichzeitig erlaubt die Reduktion des Wärmeaustausches eine weitere Erhöhung der Temperaturdiffe- renz durch Erhöhung des Stromes durch das Peltierelement, bei einem gemäßigten Anstieg der elektrischen Verluste. Solange der Effekt der höheren Temperaturdifferenz gegenüber den erhöhten elektrischen Verlusten überwiegt, kann die Kondensationsleistung weiter gesteigert werden. Dies ermöglicht den Be- trieb eines Entfeuchtungsgerätes, das im Innern eines Behäl ¬ ters angeordnet ist, auch dann, wenn die Temperatur im Innern des Behälters im Betrieb der Komponenten des Behälters an ¬ steigt . Durch die Schraubenfeder und den Spannstift wird zudem ein definierter Andruck des Peltierelements zu der Warmseite und der Kaltseite geschaffen. Dadurch ergibt sich eine optimale thermische Kopplung des Peltierelements sowohl an die Warm- seite als auch an die Kaltseite des Entfeuchtungsgerätes. Da ¬ rüber hinaus wird kein oder zumindest nur wenig spaltenfül ¬ lendes Wärmeleitmittel benötigt. Dies vereinfacht die Her ¬ stellung des Entfeuchtungsgerätes. Darüber hinaus bietet der Aufbau mittels Einspannung durch

Schraubenfeder und Spannstift eine robuste mechanische Befes ¬ tigung der Kaltseite (Kondensationsplatte) insbesondere in Hinblick auf die zu erwartenden Schwingbeanspruchungen bei der Verwendung in einem Fahrzeug oder Schienenfahrzeug.

Darüber hinaus bietet der erfindungsgemäße Aufbau eine ther ¬ mische Entkopplung der kalten Kondensationsplatte (Kaltseite) von der vergleichsweisen heißen oder zumindest warmen Warmseite über lange Wärmeleitwege. Hier haben sich insbesondere lange Stiftverbindungen als günstig erwiesen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht in der vereinfachten Montage, ohne die Anforderung nach präziser Einhaltung sehr niedriger Anziehdrehmomente (z.B.

0,5 Nm) verbunden mit großer Unsicherheit in der Reprodukti ¬ on, wie sie bei einer Verwendung gewöhnlicher Schrauben der Dimension M3 oder M4 erforderlich sind.

Die Einspannung unter Verwendung von Schraubenfedern ist da- rüber hinaus im Vergleich zu einer Verschraubung von Kalt- und Warmseite mit z.B. Schaftschrauben unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen und somit vorteilhaft. Schraubenfedern benötigen selbst im Vergleich zu oft empfohlenen Tellerfedern wegen der niedrigen Federrate wesentlich größere Federwege von mehreren Millimetern zum Spannkraftaufbau. Das bedeutet, dass die unter großen Temperaturschwankungen stattfindenden Längenänderungen der spannkraftleitenden Bauteile von wenigen 1/10mm im Hinblick auf eine Spannkraftänderung des Systems bedeutungslos bleiben. Durch den Betrieb ver ¬ schiedener elektrischer Geräte, wie beispielsweise Stromrichter, in dem Behälter treten Temperaturschwankungen in dem Behälter auf. Daraus ergibt sich eine große thermische Bean ¬ spruchung der Einspannanordnung. Durch die Schraubenfeder ist die Anpresskraft der Warmseite und der Kaltseite an das

Peltierelement nahezu temperaturunabhängig, so dass die Le ¬ bensdauer dieser Anordnung deutlich gesteigert werden kann.

Darüber hinaus hat es sich als günstig erwiesen, die Schrau ¬ benfeder auf der Warmseite des Entfeuchtungsgerätes anzuord ¬ nen. Diese Anordnung der Schraubenfedern auf der Warmseite, insbesondere bei der Verwendung eines Kühlkörpers, bei dem die Schraubenfeder in vorteilhafter Weise zwischen den Kühlrippen angeordnet werden, hat den Vorteil, dass diese eine raumsparende Unterbringung im Vergleich zur Anordnung auf der Seite der Kondensationsplatte darstellt.

Durch das erfindungsgemäße Entfeuchtungsgerät ergibt sich ei ¬ ne in einem ausreichenden Maße vorhandene Kondensation bei 50 °C im Einbauraum sowie eine hohe mechanische Schwingfestig ¬ keit und Robustheit. Darüber hinaus ist eine kompakte Bauform für das Entfeuchtungsgerät erzielbar. Ferner ist durch Vermeidung von thermomechanisch verursachter Beanspruchung der Peltier-Elemente eine hohe Zuverlässigkeit des erfindungsge ¬ mäßen Entfeuchtungsgerätes sichergestellt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Warmseite auf der dem Peltierelement zugewandten Seite eine stopfbuchsenartige Abdichtung auf, wobei die stopfbuchsen ¬ artige Abdichtung durch eine Senkung auf der Warmseite mit einer darin eingebrachten Gummibuchse ausgestaltet ist, wobei die Gummibuchse am Innendurchmesser den Spannstift um ¬ schließt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Raum zwi ¬ schen Kaltseite (Kondensationsplatte) und Warmseite gegen den Zutritt von wasserdampfhaltiger Luft zu schützen. Dazu wird eine Gummibuchse verwendet, die in einer Senkung auf der Warmseite untergebracht ist. Sie umschließt am Innendurchmes- ser den Spannstift. Die Senkung auf der Warmseite, insbeson ¬ dere auf einem dort in vorteilhafter Weise angebrachten Kühlkörper, ist in ihrer Tiefe und Form so dimensioniert, dass die Kraft der Schraubenfeder die Gummibuchse geringfügig zu- sammenpresst und auf diesem Wege die Abdichtung am Umfang des Spannstiftes und am Bohrungsumfang in der Warmseite zustande kommt. Darüber hinaus wird durch die Gummibuchse eine weitere thermische Entkopplung zwischen Warmseite und Kaltseite er ¬ reicht. Durch die Abdichtung gegenüber wasserdampfhaltiger Luft werden destruktiv wirkende Korrosionserscheinungen an den Peltierelementen, die zu einer deutlichen Lebensdauerverkürzung führen, zuverlässig vermieden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Spannstift eine Querschnittsverjüngung auf. Die Spannstifte bilden wegen des erwünschten und erforderlichen Kraftschlusses zwangsläufig einen Wärmeleitpfad zwischen der kalten Kondensationsplatte (Kaltseite) und der vergleichswei ¬ se warmen Warmseite. Der hierdurch entstehende Wärmestrom soll möglichst gering bleiben, da es sich um parasitäre Ver ¬ luste handelt. Die Querschnittsverjüngung trägt dazu bei, den thermischen Widerstand im Wärmeleitpfad zu erhöhen. Dies er ¬ möglicht eine hohe Kondensationsleistung.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Warmseite einen Wärmetauscher, insbesondere einen Kühlkörper, wobei zwischen dem Wärmetauscher und dem Peltier- element ein Wärme-Spreiz-Bauteil angeordnet ist. Durch den Wärmetauscher wird der thermische Widerstand zwischen der Warmseite und der Ambient-Temperatur (Temperatur der Innen- raumluft des Behälters) reduziert. Für die Minimierung des thermischen Widerstandes hat es sich als besonders günstig erwiesen, durch die Verwendung eines Wärme-Spreiz-Bauteil die durch die angestrebten kompakten Abmessungen nur begrenzt zur Verfügung stehende Wärmetauscherfläche des Wärmetauschers bzw. Kühlkörpers möglichst effektiv zu nutzen. Das Wärme- Spreiz-Bauteil ermöglicht eine Verteilung der Wärme der Warm ¬ seite gleichmäßig und großflächig auf den Wärmetauscher. Da- mit kann, insbesondere auch bei geringer Differenz zwischen Ambient-Temperatur und Kühlkörpertemperatur, die Wärme zuverlässig an die Umgebung abgeführt werden, so dass eine Konden ¬ sation auch bei hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise im Innern eines Behälters auftreten können, erfolgen kann. Darüber hinaus kann auf die Verwendung von Wärmeleitmittel voll ¬ ständig verzichtet werden, da das Wärme-Spreiz-Bauteil be ¬ reits eine optimale thermische Anbindung an die mit ihm in Kontakt stehenden Oberflächen sicherstellt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Entfeuchtungsgerät mindestens einen Lüfter und ein Mittel zur Luftführung auf, wobei der Lüfter und das Mittel zur Luftführung derart angeordnet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, wobei sich der Luftstrom über Kaltseite und Warmseite des Entfeuchtungsgerätes erstreckt. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, nur einen Teil der Luft, die über die Warmseite geführt wird zuvor auch über die Kaltseite zu füh ¬ ren. Ein weiterer Teil der Luft wird nur über die Warmseite geführt. Dazu werden an dem Entfeuchtungsgerät entsprechende Mittel zur Luftführung wie beispielsweise Luftleitbleche an ¬ geordnet. Zur Abfuhr der eingespeisten elektrischen Antriebsenergie zuzüglich der bei der Wasserdampfkondensation entstehenden Wärmemenge auf einem angestrebt möglichst niedrigem Temperaturniveau der Warmseite ist der Lüfter vorgesehen. Durch diesen Lüfter, der einen Kühlluftstrom über die Warmseite erzeugt, wird ein niedriger thermischer Widerstand zwi ¬ schen der Warmseite und Ambient ( Innenraumluft des Behälters) erzielt. Dieser ist zur Herstellung einer hohen Temperaturdifferenz zwischen Warmseite und Kaltseite besonders günstig. Die Wärmeabfuhr unter diesen Bedingungen - hohe Ambient- Temperatur mit entsprechend reduzierter Luftdichte - bei gleichzeitiger Anforderung nach reduzierter Übertemperatur am Wärmetauscher (Kühlkörper) kann auf einfache Weise durch eine Steigerung des Luftstromes erreicht werden. Die Übertempera ¬ tur ist erforderlich, damit der Wärmetauscher Energie in Form von Wärme abgeben kann. Es hat sich darüber hinaus als günstig erwiesen, den Luftstrom derart zu führen, dass die Luft vor dem Vorbeiführen an der Warmseite an der Kaltseite entlanggeführt wird. Somit bewirkt ein Lüfter sowohl eine Luft ¬ bewegung an der Kaltseite wie auch an der Warmseite. Damit kann auf den Einsatz eines weiteren Lüfters verzichtet wer- den. Es kann so eine ausreichende Zufuhr von wasserdampfhal ¬ tiger Innenraumluft an der Kondensationsplatte sichergestellt werden. Durch den Luftstrom, der sich über die Kaltseite und die Warmseite erstreckt, wird nur ein Lüfter benötigt, der die Luft bewegt. Auf separate Lüfter jeweils für Kaltseite und Warmseite kann verzichtet werden. Somit ergibt sich eine Kosteneinsparung und eine Steigerung der Zuverlässigkeit durch Wegfall eines Lüfters. Es kann durch Verwendung nur eines Lüfters sowohl die Frischluftversorgung der Kondensationsplatte (Kaltseite) wie auch die Kühlung der Warmseite zu- verlässig sichergestellt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Lüfter eine axiale Ausblasrichtung auf, wobei die axiale Ausblasrichtung senkrecht zu einer Oberfläche der Kaltseite angeordnet ist. Axiales Ausblasen ermöglicht die Reduzierung der effektiv wirkenden Bauhöhe des Gerätes, da erforderliche Luftquerschnitte zum Zweck der definierten Luftabströmung nicht berücksichtigt werden müssen. Diese ha ¬ ben hohe Relevanz für die erreichbare und technisch erforderliche Kühlwirkung des Entfeuchtungsgerätes. Axiales Ausblasen ermöglicht es ferner, einen Luftkanal an der Ausblasöffnung ins Behälterinnere zeigend zu montieren, so dass durch bau ¬ lich vorhandene räumliche Beengtheit eintretende Strömungs ¬ kurzschlüsse zwischen Frischluft (zu entfeuchtende Luft) und Abluft (entfeuchtete Luft) relativ einfach eliminiert werden können .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Entfeuchtungsgerät eine Regelvorrichtung, die derart ausgelegt ist, einen Strom durch das Peltierelement mittels Pulsweitenmodulation (PWM) zu regeln. Um Eisbildung bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Temperatur der Kaltseite und damit der elektrische Strom durch das Peltierelement geregelt werden. Gegenüber einem Zweipunktregler, ggf. mit einer Hysteresefunktion ausgestattet, besteht bei der Pulsweitenmodulation der Vorteil darin, dass die Temperaturschwankungen auf der Kaltseite reduziert werden. Häufige Thermozyklen, hervorgeru ¬ fen durch den hohen elektrischen Strom durch das

Peltierelement, mit entsprechender Ermüdungsbeanspruchung der Peltierelemente, wie sie beispielsweise bei einer oben ge ¬ nannten Zweipunktregelung entstehen, machen einen frühzeiti- gen Ausfall des Entfeuchtungsgerätes wahrscheinlich. Durch die Pulsweitemodulation hingegen kann der Strom durch das Peltierelement derart genau geregelt werden, dass keine oder nur geringe Temperaturschwankungen an der Kaltseite entstehen. Diese führen aufgrund einer geringeren thermischen Bean- spruchung der Bauteile zu einer deutlich verlängerten Lebensdauer des Entfeuchtungsgerätes.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abdichtung zwischen der Kaltseite und einem Abdicht- rahmen mittels einer Dichtfuge aus elastischem oder plasti ¬ schem Werkstoff ausgeführt. Es muss verhindert werden, dass kondensierte Feuchtigkeit in das Innere des Entfeuchtungsge ¬ rätes eindringt. Mangelhafte Abdichtung der Peltierelemente gegenüber der Umgebung führt an den Elementen zu Korrosion an der Kaltseite (innenliegend an den aktiven Peltierkristallen) und infolge dessen zum Ausfall. Die während des Fertigungs ¬ prozesses gut zugängliche Fuge bietet durch Lage und einfache Geometrie eine gute Voraussetzung zur Herstellung einer hochqualitativen Abdichtung. Die Abdichtung erfolgt mit einer Dichtfuge aus elastischem oder plastischem Werkstoff. Diese hat im Vergleich zu einem O-Ring den Vorteil, dass zur Abdichtung keine Anpresskraft erforderlich ist, welche das Dichtbauteil presst. Es hat sich als günstig erwiesen, die Dichtfuge zur Realisierung einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit mit einem geringen Wärmeleitquerschnitt auszuführen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei der Abdichtrahmen aus einem duroplastischen Werk- stoff ausgeführt. Es hat sich als günstig erwiesen, einen Werkstoff zu verwenden, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine geringe Wasserdampfpermeabilität und einen vergleichs ¬ weise hohen E-Modul aufweist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei auf zumindest Teilen des Abdichtrahmens eine Was ¬ serdampfsperre mit wärmeisolierender Eigenschaft angeordnet. Bei hohen Werten von relativer Luftfeuchtigkeit entsteht an Bauteilen oder Bauteilabschnitten mit Temperaturen in der Nähe bzw. unter dem Taupunkt Kondensat. Das Kondensat entsteht an diesen Bauteilen unerwünscht, da eine gezielte Kondensat ¬ ableitung an diesen Stellen konstruktiv nicht vorgesehen ist. Das Kondensat tropft unkontrolliert ab, was grundsätzlich un- erwünscht ist. Aus diesem Grunde muss der Zutritt von wasser ¬ dampfhaltiger Luft zu den Oberflächen dieser Bauteile unterbunden werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Entfeuchtungsgerät einen oben bereits beschriebenen Lüfter auf, wobei das Entfeuchtungsgerät derart im Behälter angeordnet ist, dass ein durch den Lüfter erzeugbarer Luftstrom sich zumindest abschnittsweise entlang einer Außenwand des Behälters ausbildet. Es hat sich als besonders vorteil- haft erwiesen, das Entfeuchtungsgerät in der Nähe der Behäl ¬ teraußenwand anzuordnen. Dies ist insbesondere dann vorteil ¬ haft, wenn es sich bei dem Behälter um einen Unterflur- oder Dachcontainer handelt und die Wandtemperatur unterhalb der Innenraumtemperatur liegt. Die angesaugte Luft hat dann eine vergleichsweise niedrigere Temperatur, was günstigere Ar ¬ beitsbedingungen für den Entfeuchter darstellt. Es kann höhere Kondensationsleistung und somit Entfeuchtungswirkung erwartet werden. Besonders von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn das Ausblasen des Lüfters in axialer Richtung zum Behäl- terinneren hin gerichtet ist und das Ansaugen in entgegenge ¬ setzter Richtung von der Behälteraußenwand erfolgt. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Behälter zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen ausgestaltet. Elektrische und elekt ¬ ronische Bauteile, sowie auch teilweise mechanische Bauteile, unterliegen bei hoher Luftfeuchtigkeit durch damit einherge ¬ hender Kondensation einer Korrosion. Diese kann zu Fehlverhalten oder Ausfall der entsprechenden Komponenten führen. Darüber hinaus reduziert dies die Lebensdauer dieser Kompo ¬ nenten teilweise deutlich.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Behälter ein Stromrichtercontainer und im Stromrichtercontainer ist ein Stromrichter angeordnet. Der Ausfall eines Stromrichters hat, soweit es sich um ein Fahrzeug han- delt, kann zu einem Ausfall des gesamten Antriebs führen. Es entstehen Kosten für Bergung und Reparatur. Darüber hinaus können beispielsweise bei einem Schienenfahrzeug Schadenser ¬ satzansprüche durch die Nutzer des Fahrzeugs entstehen. Darü ¬ ber hinaus reagieren Halbleiter, die sich im Stromrichter be- finden, sehr empfindlich auf Feuchtigkeit. Ein Ausfall ist meistens nicht durch Korrosion verursacht, so dass er auch optisch im Vorfeld nicht erkennbar ist. Daher ist es für einen Stromrichter eine hohe Zuverlässigkeit von besonderer Bedeutung .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Kondensationsleistung des Entfeuchtungsgerätes der ¬ art gesteuert oder geregelt, dass die Temperatur der Kaltsei ¬ te einen Wert im Bereich zwischen -5°C und 10°C annimmt. Die Regelung kann beispielsweise durch Variation des elektrischen Stromes durch das Peltierelement gesteuert oder geregelt wer ¬ den. Je niedriger die Temperatur, desto wirkungsvoller ist die Entfeuchtung. Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit des Entfeuchtungsgerätes lassen sich auch bei hohen Umgebungs- lufttemperaturen niedrige Temperaturen an der Kaltseite einstellen. Damit ist der Temperaturbereich, den die Kaltseite annehmen kann, sehr groß. Dieser große Bereich kann vorteilhafter Weise dadurch genutzt werden, dass eine Temperatur für die Kaltseite gesteuert oder geregelt wird, bei der eine Kon ¬ densation mit einer besonders hohen Ausbeute durchführbar ist. Dies ist im Temperaturbereich zwischen -5°C und 10°C gegeben. Eine kurzzeitig damit einhergehende Vereisung bei Tem- peraturen unterhalb des Gefrierpunktes kann dabei in Kauf ge ¬ nommen werden. Dazu werden Betriebszeiten mit höheren Temperaturen vorgesehen, in denen das Eis taut und als Wasser abgeleitet wird. Wenn eine Eisbildung vermieden werden soll hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Temperatur der Kaltseite auf einen Wert im Bereich zwischen 0°C und 5°C zu regeln. Eisbildung wird hier verhindert, da der Gefrierpunkt nicht unterschrit ¬ ten wird. Da keine Zeiten zum Tauen vorgesehen werden müssen, hat es sich als günstig erwiesen, die Maximaltemperatur des Regelungs-/Steuerungsbereichs auf 5°C festzusetzen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Kondensationsleistung des Entfeuchtungsgerätes der- art gesteuert oder geregelt, dass die Temperatur der Kaltsei ¬ te einen Wert von mindestens 40 K unterhalb der Temperatur der Warmseite annimmt. Beim Betrieb des Entfeuchtungsgerätes im Innern eines Behälters hat es sich aufgrund der vorherr ¬ schenden Temperaturen und Werten der relativen Luftfeuchtig- keit als günstig ergeben, die Kaltseite und die Warmseite mit einer Temperaturdifferenz von mindestens 40°C zu betreiben. Aufgrund der thermischen Entkopplung ist der Wert am Entfeuchtungsgerät realisierbar. Dieser Wert kann mittels des elektrischen Stromes durch das Peltierelement gesteuert oder geregelt werden. Um zuverlässig in einem Behälter, der einer Erwärmung des Innenraums ausgesetzt ist, eine Entfeuchtung durchzuführen, muss das Entfeuchtungsgerät eine Temperatur ¬ differenz zwischen Innenraumtemperatur und Taupunkttemperatur erzeugen können. Dazu hat es sich als besonders günstig er- wiesen, das Gerät insbesondere in Bezug auf die thermische

Entkopplung so auszulegen, dass eine Temperaturdifferenz zwischen Warmseite und Kaltseite von mindestens 40°C einstellbar ist, um eine hohe Kondensationsleistung zuverlässig zu ge ¬ währleisten .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Entfeuchtungsgerät einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand auf, wobei im ersten Betriebs ¬ zustand Feuchtigkeit aus der Luft an der Kaltseite als Eis gefriert und im zweiten Betriebszustand an der Kaltseite be ¬ findliches Eis zu Wasser umgewandelt wird, wobei der Be- triebszustand durch Steuerung oder Regelung eines Stroms durch das Peltierelement eingestellt wird.

Es ist feststellbar, dass bei zunehmender Unterkühlung der Kaltseite die Kondensationsleistung ansteigt. Bei der Ziel- Stellung einer hohen Kondensationsleistung genügt es nicht, die Taupunkttemperatur nur knapp zu unterschreiten. Die Anordnung im Behälter macht es erforderlich, der Kondensationsplatte (Kaltseite) möglichst viel Energie zu entziehen, was Peltier-„Kälteleistung" erfordert. Diese erforderliche Pel- tier-„Kälteleistung" benötigt „Antriebs-Strom" in der Nähe des optimalen Arbeitspunktes des Peltier-Entfeuchters .

Bei sinkender Feuchte-Belastung des Entfeuchters und auch bei sinkender Umgebungstemperatur würde ohne Reduzierung des Stroms im Peltier-Stromkreis dann die 0°C-Linie an der Kalt ¬ seite unterschritten werden (z.B. bei 30°C/40%rF). Es bildet sich Eis, und somit würde das Kondensat nicht mehr abtrans ¬ portiert werden können. Um das dauerhafte Einfrieren an der Kaltseite zu vermeiden muss entweder

a) Ein Temperatursollwert 0°C +X eingestellt werden

b) Effektiver: eine Pendelung des Temperatursollwertes um wenige Grad unter und über 0°C mit wiederkehrend eintre ¬ tenden Abtauphasen erfolgen können. Die Pendelung erfolgt in Zeitabschnitten von z.B. 15-20min mit einer Amplitude von z.B. ca. 5K.

Um die Betriebszustände zuverlässig einzustellen hat es sich als günstig erwiesen, die Temperatur an der Kaltseite zu mes- sen und mit Hilfe des elektrischen Stromes durch das Peltier- element derart zu beeinflussen, dass sich die Temperatur im ersten Betriebszustand unterhalb des Gefrierpunktes von Was ¬ ser, d.h. unter Normalbedingungen unterhalb von 0°C, und im zweiten Betriebszustand oberhalb des Gefrierpunktes von Was ¬ ser, d.h. unter Normalbedingungen oberhalb von 0°C einstellt. Bei unterschiedlichen Werten von Luftdruck, zum Beispiel aufgrund der Betriebshöhe über dem Meeresspiegel, können sich die genannten Werte ändern.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine perspektivische Ansicht des Entfeuch ¬ tungsgerätes,

FIG 2 eine weitere perspektivische Ansicht des

Entfeuchtungsgerätes ,

FIG 3 bis FIG 5 jeweils einen Schnitt durch das Entfeuch ¬ tungsgerät

FIG 6 eine stopfbuchsenartige Abdichtung und

FIG 7 einen Behälter mit einem darin angeordneten Entfeuchtungsgerät.

FIG 1 zeigt die perspektivische Ansicht eines Entfeuchtungs ¬ gerätes 1. Im Vordergrund ist dabei der Lüfter 3 zu erkennen. Der Wärmetauscher 13 der Warmseite 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Kühlkörper ausgebildet. Seitlich, in dieser Abbildung nur von einer Seite zu erkennen, ist ein Leitblech 8 angeordnet. Unter anderem zur Steuerung, Regelung und auch zur Energieversorgung des Entfeuchtungsgerätes 1 ist ein Ste ¬ cker 32 vorgesehen, über den entsprechende Signale und Energie an das Entfeuchtungsgerät 1 übermittelbar sind. Der Lüf- ter 3 erzeugt einen Luftstrom, der sich entlang der Kaltseite 11 und Warmseite 12 des Entfeuchtungsgerätes 1 ausbildet. Dies wird näher anhand der FIG 2 beschrieben. FIG 2 zeigt das Entfeuchtungsgerät 1 in einer perspektivi ¬ schen Darstellung aus einer anderen Richtung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung zur FIG 1 sowie auf die dort eingeführten Bezugszeichen verwiesen. Die Leit- bleche 8 des Entfeuchtungsgerätes 1 sind derart angeordnet, dass der Lüfter 3 bei der Erzeugung eines Luftstroms 5 die Luft derart in Bewegung setzt, das ein Teil der Luft sowohl an der Kaltseite 11 und am Wärmetauscher 13 entlangbewegt wird. Ein weiterer Anteil der Luft wird hingegen nur am Wär- metauscher 13 vorbeibewegt. Es hat sich herausgestellt, dass sich eine besonders gute Kondensationsleistung einstellt, wenn nur ein Teil des Luftstroms 5 an der Kaltseite 11 vorbeigeführt wird. FIG 3 zeigt einen Schnitt durch das Entfeuchtungsgerät 1, wo ¬ bei die Kaltseite 11 nicht dargestellt ist. Die Peltierele- mente 4 sind im thermischen Kontakt auf dem Wärme-Spreiz- Bauteil 26 angeordnet (siehe dazu auch FIG 5) . Das Wärme- Spreiz-Bauteil steht in Kontakt mit der Warmseite 12. Die Peltierelemente 4 bilden zusammen das in FIG 5 dargestellte Peltiersystem 31. Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Entfeuchtungsgerätes 1 sind in diesem Aufbau mehrere

Peltierelemente 4 thermisch parallel angeordnet. Zur Abdich ¬ tung des Entfeuchtungsgerätes 1 gegenüber der Umgebungsluft und der hier nicht dargestellten Kaltseite 11, die besonders anfällig für das Eindringen von Feuchtigkeit ist, ist ein Ab ¬ dichtrahmen 27 vorgesehen. Dieser Abdichtrahmen 27, vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt, ver ¬ hindert das Eindringen von Feuchtigkeit an die

Peltierelemente 4, die in Gegenwart von Feuchtigkeit zu Kor ¬ rosion neigen. Diese Korrosion kann zu einem kurzfristigen Ausfall des Peltierelementes 4 und damit zum Ausfall des Ent ¬ feuchtungsgerätes 1 führen. Dadurch bewirkt die Korrosion ei ¬ ne deutliche Verkürzung der Lebensdauer des Entfeuchtungsge- rätes 1.

Die FIG 4 zeigt einen Schnitt durch das Entfeuchtungsgerät der FIG 3. Zwischen dem als Kühlkörper ausgebildeten Wärme- tauscher 13 und den Peltierelementen 4 ist ein Wärme-Spreiz- Bauteil 26 angeordnet. Dieses Bauteil verteilt die Wärmeener ¬ gie des Peltierelementes 4 auf die Fläche des Kühlkörpers 13, so dass die Temperaturdifferenz zwischen Kühlkörper 13 und Peltierelement 4 möglichst gering ist. Damit wird ein niedri ¬ ger thermischer Übergangswiderstand zwischen Kühlkörper 13 und Peltierelement 4 erreicht, der es ermöglicht, das

Peltierelement 4 bei relativ niedriger Temperatur zu betreiben. Bei Vernachlässigung des Temperaturabfalls über die Wär- me-Spreiz-Platte 26 ergibt sich die Temperaturdifferenz am Peltierelement aus der Temperatur der Warmseite 12 und der für die Kondensation an der Kaltseite 11 benötigten Temperatur. Je niedriger die Temperatur an der Warmseite 12 ist, desto geringer ist somit die durch das Peltierelement herzu- stellende Temperaturdifferenz. Damit ist eine wirkungsvolle Entfeuchtung der Luft auch bei relativ geringer Temperaturdifferenz am Peltierelement möglich, wodurch der Einsatz von elektrischer Energie minimiert wird. Darüber hinaus zeigt FIG 4 den Abdichtrahmen 27 des Entfeuchtungsgerätes 1, der das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Entfeuchtungs ¬ gerätes 1 zuverlässig verhindert.

FIG 5 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie FIG 4, jedoch an der Stelle, an der das Peltierelement 4 zwischen Warmseite 12 und Kaltseite 11 mittels Schraubenfeder 21 und Spannstift 22 ein ¬ gespannt ist. Darüber hinaus ist im Gegensatz zur FIG 4 in dieser Figur auch die Kaltseite 11 dargestellt. Diese

schließt sich über die Dichtfuge 28 an den Abdichtrahmen 27 an. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschrei- bung zu den vorangehenden Figuren sowie auf die dort eingeführten Bezugszeichen verwiesen. Die Peltierelemente 4 sind im Innern des Peltiersystems 31 angeordnet und zueinander fi ¬ xiert. Bei diesem Aufbau sind Kaltseite 11 und Warmseite 12 thermisch so gut voneinander isoliert, dass eine hohe Tempe- raturdifferenz zwischen Kaltseite 11 und Warmseite 12 durch die Peltierelemente 4 realisierbar ist. Mit Hilfe des Sensors 30 zur Erfassung der Temperatur der Kaltseite 11 kann die Temperatur der Kaltseite 11 geregelt werden, so dass sich ei- ne hohe Ausbeute an Kondensationsleistung ergibt, und das Einfrieren des Kondensats bei sinkender Umgebungstemperatur und/oder Feuchtebelastung vermieden wird. FIG 6 zeigt den Aufbau einer vorteilhaften stopfbuchsenarti ¬ gen Abdichtung 23. In den Kühlkörper 13 wird eine Senkung 24 vorgesehen. In diese Senkung 24 wird eine Gummibuchse 25 ein ¬ gebracht, die ein Eindringen von Feuchtigkeit in Richtung Kaltseite 11 bzw. das Peltiersystem 31 und die darin angeord- neten Peltierelemente 4 verhindert. Dazu ist die Tiefe und

Form der Senkung 24 derart gestaltet, dass die Gummibuchse 25 bei der Fixierung durch Schraubfedern 21 und Spannstifte 22 zusammengepresst wird. Ein unvermeidbarer Wärmeübergang zwischen Warmseite 12 und Kaltseite 11 über die Schraubfeder 21 und den Spannstift 22 kann dadurch weiter verringert werden, dass der Spannstift 22 eine Verjüngung aufweist. Die Verjün ¬ gung ist dabei eine Verringerung des Querschnitts über die Länge. Dabei wird der Querschnitt nur gerade so groß gewählt, wie es zur Übertragung der notwendigen Anpresskraft zwischen Warmseite 12 und Kaltseite 11 erforderlich ist.

FIG 7 zeigt einen Behälter 2, in dem ein Entfeuchtungsgerät 1 angeordnet ist. Dieser Behälter 2 kann beispielsweise ein Teil eines Fahrzeugs oder Schienenfahrzeugs sein, in dem Kom- ponenten des elektrischen Antriebs angeordnet sind. Zu den

Teilen eines elektrischen Antriebs gehört beispielsweise ein Stromrichter 7. Dieser muss zur Sicherstellung eines zuverlässigen Betriebs des Fahrzeugs und zur Realisierung einer langen Lebensdauer in trockener Umgebung betrieben werden. Dazu wird ein Entfeuchtungsgerät 1 im Innern des Behälters 2 angeordnet. Auch weitere elektrische oder elektronische Kom ¬ ponenten 33, insbesondere Komponenten die empfindlich sind gegenüber einer hohen Luftfeuchtigkeit, können im Behälter 2 angeordnet werden. Diese Komponenten, einschließlich eines Stromrichters 7, heizen die Luft 10 des Innenraums des Behäl ¬ ters 2 derart auf, dass am Entfeuchtungsgerät 1 eine hohe Temperaturdifferenz zwischen Kaltseite 11 und Warmseite 12 bereitgestellt werden muss, um der Luft 10 Feuchtigkeit ent- ziehen zu können. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Entfeuchtungsgerät 1 derart in der Nähe einer Außenwand des Behälters 2 anzuordnen, dass die vom Lüfter 3 angesaugte und an der Kaltseite 11 vorbeigeführte Luft 10 möglichst, zumin- dest abschnittsweise, entlang der Außenwand geführt wird. Da die Umgebung außerhalb des Behälters 2 oftmals eine deutlich niedrigere Temperatur besitzt als die Luft 10 im Innern des Behälters 2, wird durch das Vorbeistreifen der Luft 10 an der Außenwand eine Temperatursenkung der Luft 10 ermöglicht. Die- se führt dazu, dass das Entfeuchtungsgerät 1 effizienter und verlustärmer betrieben werden kann.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Entfeuchtungsgerät zum Entfeuchten von Luft in einem Behälter mit mindestens ei- nem Peltierelement. Damit das Entfeuchtungsgerät vollständig im Innern eines Behälters angeordnet werden kann wird vorge ¬ schlagen, das Peltierelement als einstufiges Peltierelement auszubilden und das Peltierelement mit einer Kaltseite und mit einer Warmseite thermisch zu verbinden, wobei die Kalt- seite derart ausgestaltet ist, dass beim Betrieb des Ent ¬ feuchtungsgerätes an der Kaltseite Feuchtigkeit der Luft kon ¬ densiert. Zur Sicherstellung der Leistungsfähigkeit nach Einbau in den Behälter wird das Peltierelement zwischen Warmsei ¬ te und Kaltseite mittels einer Schraubenfeder und eines

Spannstifts eingespannt. Die Erfindung betrifft weiter einen Behälter mit einem solchen Entfeuchtungsgerät wobei das Ent ¬ feuchtungsgerät vollständig im Innern des Behälters angeord ¬ net ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbe ¬ sondere ein Schienenfahrzeug, mit einem solchen Behälter. Da- rüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entfeuchten von Luft im Innenraum eines Behälters mittels eines solchen Entfeuchtungsgerätes, wobei eine Kondensationsleis ¬ tung des Entfeuchtungsgerätes in Abhängigkeit von der Tempe ¬ ratur der Kaltseite gesteuert oder geregelt wird.