TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine

Temperaturänderungsvorrichtung, die beispielsweise im Bereich der Temperaturänderung von Medien, Objekten, Räumen oder dergleichen eingesetzt werden kann. Insbesondere kann die Vorrichtung als Klimaanlage zum Einsatz kommen.

STAND DER TECHNIK

Herkömmliche Temperaturänderungsvorrichtungen wie

beispielsweise Klimaanlagen oder dergleichen werden

üblicherweise durch den Einsatz von Kälte- bzw. Wärmemitteln betrieben. Oftmals sind solche Kälte- bzw. Wärmemittel jedoch brennbar und/oder umweltschädlich, was deren Einsatz mit einer gewissen Gefahr verbindet.

Eine Vorrichtung, die ein herkömmliches Kältemittel verwendet ist beispielsweise aus der US 5,385,030 A oder der

US 2004/0069465 Al bekannt. Aufgrund der oben genannten

Gefahren besteht ein Bedürfnis, Vorrichtungen auch ohne ein herkömmliches Kälte- bzw. Wärmemittel betreiben zu können.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der

US 7,254,959 Bl bekannt, die ein System zur Luftkühlung lehrt. Durch einen Kompressor komprimierte Luft wird durch Düsen entspannt und aufgrund des Joule-Thomson-Effekts abgekühlt. Dieser Effekt beschreibt die Temperaturänderung eines Mediums bei einer Druckminderung des Mediums. Die abgekühlte Luft wird in einen Wärmetauscher geleitet, durch den die zu kühlende Umgebungsluft, etwa mittels eines

Gebläses, geleitet wird. Aufgrund der Verwendung eines Kompressors und anderer

Komponenten weist diese Vorrichtung nicht nur ein hohes

Gewicht auf, sondern benötigt auch eine große Menge an elektrischer Energie zur Änderung der Temperatur der zu kühlenden oder zu heizenden Objekte oder Räume, was zu erhöhten Kosten führt. Abgesehen davon ist elektrische

Energie nicht überall verfügbar, wie beispielsweise in ländlichen, abgelegenen Gebieten, was bei portablen Systemen entweder zu einem erheblichen Mehrgewicht für zusätzliche Energieträger oder zu einer erheblichen Verkürzung der

Verfügbarkeit führt. Des Weiteren ist es wünschenswert, die auf die oben beschriebene Weise temperierte Umgebungsluft effizient zu dosieren, um eine gewünschte Temperatur eines zu kühlenden Objekts oder Raums aufrechtzuerhalten.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Vor dem Hintergrund des bekannten Stands der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung

bereitzustellen, die so konzipiert ist, dass sie eine mobile, ggf. autarke, und effiziente Temperaturänderung von Medien, Objekten, Räumen oder dergleichen ermöglicht.

Diese Aufgaben werden durch die

Temperaturänderungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Temperaturänderungsvorrichtung weist ein Behältnis zur Aufnahme eines unter Druck stehenden

Primärmediums, ein Primärelement, das über eine

Verbindungseinrichtung mit dem Behältnis verbunden ist, wobei die Verbindungseinrichtung so konfiguriert ist, dass das Primärmedium durch die Verbindungseinrichtung in das

Primärelement strömbar ist, wobei das Primärelement so konfiguriert ist, dass das Primärmedium durch das Primärelement strömbar ist und das Primärmedium im Primärelement eine Druckminderung erfährt, ein

Sekundärelement, durch das ein Sekundärmedium strömbar ist, wobei das Sekundärelement mit dem Primärelement für einen Wärmeübergang in Wirkverbindung steht, und ein

Leitungssystem, das mit dem Sekundärelement verbunden ist und durch das das Sekundärmedium strömbar ist, auf. Die

erfindungsgemäße Temperaturänderungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem eine

Dosiereinrichtung aufweist.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, dass die Temperaturänderungsvorrichtung so ausgestaltet ist, dass sie, verglichen mit herkömmlichen

Temperaturänderungsvorrichtungen, möglichst wenig oder keine elektrische Energie benötigt, einen hohen Wirkungsgrad besitzt, eine langanhaltende Temperatureinwirkung ermöglicht, eine platzsparende Bauweise aufweist sowie universell

einsetzbar ist.

Bei dem Behältnis zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Primärmediums kann es sich insbesondere um eine Druckflasche oder eine Kartusche oder dergleichen handeln, die so

ausgestaltet ist, dass sie dem Druck des unter Druck

stehenden Primärmediums, wie beispielsweise ein Gas, ein Dampf, ein Schaum, ein Spray, ein Fluid oder dergleichen, standhalten kann, sodass das unter Druck stehende

Primärmedium bevorzugt über einen längeren Zeitraum darin aufbewahrt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine Temperaturänderungsvorrichtung bereitzustellen, die keinen Kompressor zur Komprimierung eines Primärmediums benötigt. Dadurch benötigt die Temperaturänderungsvorrichtung weniger oder keine elektrische Energie und kann autark und mobil eingesetzt werden. Insbesondere kann es sich um Behältnisse aus Metall oder Verbundwerkstoffen handeln. Im Fall eines unter Druck stehenden Gases kann das Behältnis insbesondere eine Gasflasche oder Gaskartusche oder dergleichen sein. Unter dem Behältnis kann aber auch ein rohr- oder leitungsartiges Element verstanden werden, in dem ein, beispielsweise durch einen Kompressor, zuvor komprimiertes Primärmedium aufnehmbar ist.

Das Primärelement ist über eine Verbindungseinrichtung mit dem Behältnis verbunden, wobei die Verbindungseinrichtung so konfiguriert ist, dass das Primärmedium durch die

Verbindungseinrichtung in das Primärelement strömbar ist. Bei dem Primärelement kann es sich um einen Hohlkörper handeln, der beispielsweise durch ein speziell geformtes Metallblech, das eine bestimmte Dicke aufweist, oder ein anderes Material oder Materialverbindungen gebildet ist. Das Primärelement weist dabei zumindest eine Öffnung auf, die mit der

Verbindungseinrichtung kommuniziert und durch die das

Primärmedium durch die Verbindungseinrichtung in das

Primärelement strömbar bzw. einströmbar ist. Die

Verbindungseinrichtung kann ein rohr-, leitungs- oder anderes hohlraumartiges Element sein, das zwischen dem Primärelement bzw. dessen Öffnung und dem Behältnis angeordnet und mit diesen verbunden ist. Die Verbindung kann zum Beispiel durch Verschraubung, Anflanschen oder Schweißen oder dergleichen bereitgestellt werden, solange die Verbindung ein Austreten des Primärmediums beim Durchströmen der

Verbindungseinrichtung verhindern kann. Dabei wird

vorausgesetzt, dass ebenfalls das Behältnis zumindest eine Öffnung aufweist, die mit der Verbindungseinrichtung

kommuniziert. Insbesondere kann die Verbindungseinrichtung dem Druck des Primärmediums standhalten. Die

Verbindungseinrichtung kann weiterhin als ein Abschnitt des Behältnisses oder des Primärelements ausgebildet sein, was eine kompaktere Bauweise ermöglicht.

Das Primärelement ist so konfiguriert, dass das Primärmedium durch das Primärelement strömbar ist und das Primärmedium im Primärelement eine Druckminderung erfährt. Das hohlraumartige Primärmedium ist dabei bis auf zumindest eine Öffnung, bevorzugt bis auf zumindest zwei Öffnungen nach außen hin geschlossen. Bei einer dieser Öffnungen handelt es sich um die Öffnung, an der das Primärelement mit der

Verbindungseinrichtung verbunden ist. Das Primärelement ist dabei so ausgestaltet, dass das Primärmedium durch das

Primärelement in eine Flussrichtung weg von dem Behältnis strömbar ist und insbesondere dicht gegenüber dem

Primärmedium ist. Das Primärelement ist so konfiguriert, dass das Primärmedium darin eine Druckminderung erfährt. Demnach kann das Primärelement derart ausgestaltet sein, dass sich das Primärmedium im Primärelement ausdehnen und/oder

entspannen kann. Die Druckminderung ist dabei in Relation auf den Druck des Primärmediums vor dem Einströmen in das

Primärelement zu setzen. Gemäß dem Joule-Thomson-Effekt verändert sich dabei eine Temperatur des Primärmediums. Im Fall eines Gases als Primärmedium ist das Primärelement demnach so konfiguriert, dass das Gas darin eine

Druckminderung erfährt und sich darin ausdehnen und/oder entspannen kann, wodurch sich die Temperatur des Gases ändert. Die Temperaturänderung kann dabei je nach Art des Verwendeten Primärmediums bzw. Gases im Vergleich zu der Temperatur des Primärmediums vor dem Einströmen in das

Primärelement ansteigen oder fallen. Durch die Verwendung des Behältnisses zur Aufnahme eines unter Druck stehenden

Primärmediums und dem damit verbundenen Primärelement kann somit eine Temperaturänderung ohne den Einsatz von, bzw. mit nur einer geringen Menge an elektrischer Energie ermöglicht werden. Die Temperaturänderungsvorrichtung ist somit autark und universell einsetzbar.

Die Temperaturänderungsvorrichtung weist ein Sekundärelement, durch das ein Sekundärmedium strömbar ist, auf. Das

Sekundärelement kann ähnlich dem Primärelement ein Hohlkörper sein, beispielsweise ein rohr- oder leitungsartiges Element aus Kunststoff oder Metall oder anderen Materialien. Ferner ist das Sekundärelement bevorzugt bis auf zumindest einen, weiter bevorzugt bis auf zumindest zwei Abschnitte nach außen hin geschlossen, sodass das Sekundärmedium in eine bestimmte Richtung strömbar und/oder lenkbar ist. Weiterhin kann das Sekundärelement aus Metall oder einem Kunststoff bestehen, sofern es dicht gegenüber dem Sekundärmedium ist.

Insbesondere bei der Verwendung von Kunststoff kann das

Gewicht der Temperaturänderungsvorrichtung reduziert werden, wodurch die Mobilität der Temperaturänderungsvorrichtung erhöht wird. Bei dem Sekundärmedium kann es sich um dieselben Arten wie beim Primärmedium handeln. So kann das

Sekundärmedium beispielsweise ein Gas, insbesondere ein

Umgebungsgas bzw. eine Umgebungsluft sein, die an einem Ort oder in einem Raum verfügbar ist.

Das Sekundärelement steht mit dem Primärelement für einen Wärmeübergang in Wirkverbindung. Somit kann Energie in Form von Wärme zwischen dem Sekundärelement und dem Primärelement übergehen. Die Richtung des Wärmeübergangs, von dem

Primärelement zu dem Sekundärelement oder umgekehrt, hängt dabei von einer Temperatur des Primärelements und einer

Temperatur des Sekundärelements ab. Kühlt sich beispielsweise ein durch das Primärelement strömbares Primärmedium wie oben beschrieben gemäß dem Joule-Thomson-Effekt im Primärelement ab, so kann das Primärmedium Wärme des Primärelements

aufnehmen, das sich somit abkühlt. Dadurch kann das

Primärelement wiederum Wärme des Sekundärelements bzw. des darin strömbaren Sekundärmediums aufnehmen, wodurch sich das Sekundärelement bzw. Sekundärmedium abkühlt. Für einen effizienten Wärmeübergang kann daher bevorzugt ein aus Metall gefertigtes Primärelement verwendet werden. Um eine

isolierende Wirkung nach außen hin zu erzielen kann das

Sekundärelement bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sein.

Ein Leitungssystem kann im vorliegenden Zusammenhang ein rohrartiges System sein. Die Querschnittsform kann dabei rundlich oder eckig sein. Das Leitungssystem ist dabei derart mit dem Sekundärelement verbunden, dass das Sekundärmedium von dem Sekundärelement her kommend in und durch das Leitungssystem strömbar ist. Darüber hinaus ist das

Leitungssystem so konfiguriert, dass das Sekundärmedium aus einem Ende des Leitungssystems ausströmbar ist und somit ein zu kühlendes oder zu heizendes Objekt anströmen kann.

Ferner weist das Leitungssystem eine Dosiereinrichtung auf. Die Dosiereinrichtung ist dabei so konfiguriert, dass sie eine Menge des in dem Leitungssystem strömbaren und durch den Wärmeübergang zwischen Primär- und Sekundärelement

temperierten Sekundärmediums dosieren kann. Dadurch kann das temperierte Sekundärmedium effizient eingesetzt werden, um beispielsweise ein zu kühlendes oder zu heizendes Objekt auf einer bestimmten Temperatur zu halten und eine langanhaltende Temperatureinwirkung bereitzustellen.

Durch die Verwendung des Behältnisses zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Primärmediums, dem Einsatz des Primär- und Sekundärelements sowie die Verwendung des Leitungssystems ist es möglich eine Temperaturänderungsvorrichtung

bereitzustellen, mit der auch der Einsatz von Primärmedien mit stark exothermen Freisetzungsenthalpien gefahrlos möglich ist .

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Primärelement ein Auslasssystem, das mit dem Primärelement verbunden ist, bevorzugt integral mit dem Primärelement verbunden ist, auf, wobei das Auslasssystem so konfiguriert ist, dass das

Primärmedium durch das Auslasssystem aus dem Primärelement ausströmbar ist.

Das Auslasssystem kann dabei ähnlich dem Primärelement ein rohr- oder leitungsartiges Element, das an der anderen der zumindest zwei Öffnungen des Primärelements mit dem

Primärelement verbunden ist. Die Verbindung kann dabei durch Verschrauben, Anflanschen oder Schweißen oder dergleichen realisiert sein. Bevorzugt ist das Auslasssystem dabei integral mit dem Primärelement verbunden, wodurch die Bauweise der Temperaturänderungsvorrichtung kompakter ist.

Das Auslasssystem kann insbesondere ein AuspuffSystem sein, aus dem das Primärmedium aus dem Primärelement, insbesondere aus der Temperaturänderungsvorrichtung ausströmbar ist. Auf diese Weise kann das unter Druck stehende Primärmedium aus der Temperaturänderungsvorrichtung nach außen abgeführt werden, ohne, dass in das System eingegriffen werden muss. Insbesondere kann das Auslasssystem bzw. AuspuffSystem so ausgestaltet sein, dass das Primärmedium auf eine bestimmte Weise abgeleitet wird. Beispielsweise so, dass der

Wärmeübergang zwischen dem Primärelement und dem

Sekundärelement bzw. zwischen dem Primärmedium und dem

Sekundärmedium möglichst effizient, also mit einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht werden kann. Des Weiteren kann dadurch eine möglichst lang anhaltende Temperatureinwirkung erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen das Primärelement und/oder das Sekundärelement und/oder die Dosiereinrichtung und/oder die Verbindungseinrichtung jeweils zumindest einen Temperatursensor und/oder Drucksensor und/oder

Feuchtigkeitssensor und/oder Flusssensor und/oder zumindest einen Regler auf.

Der Temperatursensor, der Drucksensor, der

Feuchtigkeitssensor und der Flusssensor können dabei im Stand der Technik gebräuchliche Sensoren und können die Temperatur, den Druck, den Feuchtigkeitsgehalt sowie beispielsweise die Geschwindigkeit des Primärmediums bzw. des Sekundärmediums in den jeweiligen Elementen ermitteln und ausgeben. Auf diese Weise lässt sich der Betrieb der

Temperaturänderungsvorrichtung überwachen und gegebenenfalls anpassen, womit ein effizienter Betrieb ermöglicht wird. Der Betrieb lässt sich dabei insbesondere durch einen Regler der mit den entsprechenden Elementen der

Temperaturänderungsvorrichtung in Wirkverbindung steht regulieren. Der Regler kann zum Beispiel ein Ventil jeglicher Art, ein Servo oder dergleichen sein. Durch Überprüfung mittels der Sensoren und Regelung mittels der Regler können der Strom des Primärmediums im Primärelement und der Strom des Sekundärmediums im Sekundärelement optimal aufeinander abgestimmt werden, sodass beispielsweise ein lang anhaltender Wärmeübergang zwischen den beiden Medien bzw. den Elementen sichergestellt wird. Auf diese Weise kann eine

Temperaturänderungsvorrichtung, die eine hohe Effizienz aufweist, bereitgestellt werden. In einer weiteren

Ausführungsform kann es sich bei dem Regler des

Primärelements und/oder der Verbindungseinrichtung um ein Drosselventil oder Expansionsventil oder dergleichen handeln. Ferner können die Regler so gewählt sein, dass sie

beispielsweise im Vergleich zu einem Kompressor wenig

elektrische Energie benötigen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Auslasssystem zumindest einen Temperatursensor und/oder Drucksensor

und/oder Feuchtigkeitssensor und/oder Flusssensor und/oder zumindest einen Regler zur Druckregulierung auf.

Die Sensoren sowie der Regler besitzen dabei dieselben technischen Eigenschaften wie oben beschrieben. Insbesondere kann mit dem Regler des Auslasssystems der Druck des

Primärmediums in dem Primärelement reguliert werden. Die Regelung des Auslass- bzw. AuspuffSystems erhöht die

Effizienz der Temperaturänderungsvorrichtung, da dadurch ein lang anhaltender Wärmeübergang und somit ein hoher

Wirkungsgrad ermöglicht werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Primärelement mit dem Sekundärelement verbunden, bevorzugt innerhalb des Sekundärelements angeordnet.

Insbesondere kann das Primärelement direkt oder indirekt an dem Sekundärelement angebracht sein, um einen effizienten Wärmeübergang zwischen diesen beiden Elementen zu gewährleisten. Es kann auch zweckdienlich sein, dass das Primärelement nicht in direktem Kontakt zu dem

Sekundärelement steht, sondern etwa wenige Zentimeter davon beabstandet angeordnet ist und durch ein oder mehrere weitere Elemente mit dem Sekundärelement verbunden ist. Bevorzugt befindet sich das Primärelement innerhalb des

Sekundärelements. Auf diese Weise kann eine kompakte Bauweise der Temperaturänderungsvorrichtung bereitgestellt werden. Außerdem ist somit ein noch effizienterer Wärmeübergang zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement möglich. Das in dem Sekundärelement strömbare Sekundärmedium kann beispielsweise direkt an dem Primärelement vorbeiströmen und dabei Wärme an das Primärelement abgeben bzw. aufnehmen.

Somit kann der Wirkungsgrad der

Temperaturänderungsvorrichtung erhöht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die

Temperaturänderungsvorrichtung ferner eine Fördervorrichtung auf, die benachbart zu oder innerhalb von dem Sekundärelement und/oder dem Leitungssystem angeordnet ist und die so

konfiguriert ist, dass das Sekundärmedium durch die

Fördervorrichtung durch das Sekundärelement und das

Leitungssystem bewegbar ist.

Eine Fördervorrichtung kann in diesem Zusammenhang jegliche Vorrichtung sein, die das Sekundärmedium durch das

Sekundärelement und das Leitungssystem treibt und

letztendlich zu einem zu kühlenden oder zu heizenden Objekt hin befördert. Im Fall der Verwendung eines Gases oder dergleichen als Sekundärmedium kann die Fördervorrichtung beispielsweise ein Gebläse, ein Ventilator oder ein

Rotationskörper sein, der das Gas durch das Sekundärelement sowie das Leitungssystem bewegt. Die Fördervorrichtung kann dabei benachbart zu dem Sekundärelement und/oder dem

Leitungssystem angeordnet sein, sodass sie von außerhalb des Sekundärelements und/oder dem Leitungssystem, ohne in das System der Temperaturänderungsvorrichtung einzugreifen, das Sekundärmedium durch die entsprechenden Elemente treibt. Um eine kompakte Bauweise zu ermöglichen kann die

Fördervorrichtung innerhalb des Sekundärelements und/oder dem Leitungssystem angeordnet werden. Im Fall der Verwendung von Umgebungsluft als Sekundärmedium kann diese demnach

beispielsweise durch eine Sogwirkung der Fördervorrichtung in die Temperaturänderungsvorrichtung hineingesaugt werden und durch das Sekundärelement und das Leitungssystem bewegt werden .

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leitungssystem durch die Dosiereinrichtung in zumindest zwei Abschnitte unterteilbar .

Die Dosiereinrichtung kann, wie oben beschrieben, zumindest einen Regler, beispielsweise ein Ventil, aufweisen. Dieser Regler bzw. dieses Ventil ist an dem Leitungssystem

angebracht, wobei das Ventil so konfiguriert ist, dass es einen Querschnitt des Leitungssystems in einem geschlossenen Zustand verschlossen und in einem offenen Zustand des Ventils offen hält. Befindet sich beispielsweise ein Ventil der

Dosiereinrichtung an einer Position des Leitungssystems, so kann das Leitungssystem dadurch in zwei Abschnitte unterteilt werden. Damit lässt sich die Menge des temperierten

Sekundärmediums dosieren, sodass eine effiziente Kühlung bzw. Heizung eines zu kühlenden bzw. zu heizenden Objekts

ermöglicht wird. Bevorzugt weist dabei die Dosiereinrichtung mehr als einen Regler bzw. mehr als ein Ventil auf, sodass das Leitungssystem dadurch in mehr als zwei Abschnitte unterteilbar ist. Ebenso kann jeder dieser Abschnitte mit einem oder mehreren der oben genannten Sensoren versehen sein, sodass sich die Eigenschaften des Sekundärmediums in den jeweiligen Abschnitten überprüfen lassen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine mehrstufige Dosierung erfolgen, was zu einer noch effizienteren Kühlung bzw. Heizung eines zu kühlenden bzw. zu heizenden Objekts führt. Des Weiteren können durch die Verwendung des Leitungssystems mit mehreren Abschnitten auch Primärmedien mit stark exothermen Freisetzungsenthalpien gefahrlos eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die

Temperaturänderungsvorrichtung eine Steuereinheit, die mit den Reglern in Wirkverbindung steht und mit den Sensoren verbunden ist, auf, wobei die Regler über die Steuereinheit gesteuert werden.

Die Steuereinheit kann dabei eine elektrische Steuereinheit wie ein integrierter Schaltkreis oder ein Computer sein, der beispielsweise durch elektrische Leitungen oder andere

Signalübertragungsarten mit den Reglern in Wirkverbindung steht, bzw. mit diesen kommuniziert, wodurch die Regler gesteuert werden. Die Verwendung eines integrierten

Schaltkreises führt zu einer kompakten Bauweise der

Temperaturänderungsvorrichtung und reduziert deren Gewicht. Insbesondere durch den Einsatz einer wenig elektrische

Energie erfordernden Steuereinheit kann zudem eine

Temperaturänderungsvorrichtung bereitgestellt werden, die mit einer geringen Menge an elektrischer Energie betrieben werden kann. Die Regler bzw. Ventile oder Servos oder dergleichen werden über die Steuereinheit gesteuert. Bevorzugt werden die Regler automatisch gesteuert, wobei die Steuereinheit neben der oben beschriebenen Sensoren über weitere Sensoren

Informationen zu den Eigenschaften an einer Stelle des zu kühlenden oder zu heizenden Objekts erhalten kann, um dadurch die Regler derart zu steuern, dass beispielsweise die

Temperatur des zu kühlenden oder zu heizenden Objekts durch eine geeignete Dosierung des Sekundärmediums konstant

aufrechterhalten werden kann. Insbesondere kann durch die Steuereinheit ebenso der Fluss des Primärmediums gesteuert und auf geeignete und optimale Weise an den Fluss des

Sekundärmediums angepasst werden. Dadurch werden eine

effiziente Temperaturänderung sowie eine möglichst

langanhaltende Temperatureinwirkung ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Leitungssystem ein Anbringungselement zur Anbringung an einem zu kühlenden oder zu heizenden Objekt auf.

Unter dem Anbringungselement können jegliche Arten von

Anbringungselementen verstanden werden, die sich dazu eignen, das Leitungssystem und somit die

Temperaturänderungsvorrichtung an dem zu kühlenden oder zu heizenden Objekt anzubringen. Beispielsweise kann das

Anbringungselement einen Flansch aufweisen oder ein Gewinde aufweisen. Weiterhin kann darunter eine Steckverbindung oder dergleichen verstanden werden. Ist das zu kühlende Objekt beispielsweise ein Raum, so kann das Leitungssystem der

Temperaturänderungsvorrichtung über das Anbringungselement an einer Öffnung des Raums angebracht werden. An das

Anbringungselement kann dabei weiterhin die Forderung

gestellt sein, dass es dicht gegenüber dem Sekundärmedium ist. Darüber hinaus kann das Anbringungselement ein Adapter sein, wobei verschiedene Arten von Verbindungselementen zur Verbindung an einem zu kühlenden oder zu heizenden Objekt an den Adapter angeschlossen werden können. Somit ist die

Temperaturänderungsvorrichtung universell einsetzbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Behältnis zur Aufnahme des unter Druck stehenden Primärmediums für Drücke von 1-300 bar, bevorzugt von 1-120 bar ausgelegt.

Damit sind beispielsweise Druckbehälter wie Gasflaschen oder Gaskartuschen im Fall der Verwendung eines Gases als

Primärmedium umfasst. Weiterhin sind Gasdosen für Drücke im unteren bis mittleren Bereich des oben genannten bevorzugten Druckbereichs umfasst. Durch den Einsatz solcher, zumeist aus Leichtmetall bestehenden Gasdosen kann das Gewicht der

Temperaturänderungsvorrichtung reduziert werden. Somit kann eine mobile, autarke und universell einsetzbare

Temperaturänderungsvorrichtung bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Primärelement spiralförmig, rund oder polyederförmig.

Ein spiralförmiges Primärelement kann dabei ein spiralförmig geformtes rohr- oder leitungsartiges Element, das eine

Vielzahl von Windungen aufweist, sein. Durch diese Form kann das Primärelement aus einem langen Rohr oder einer langen Leitung bestehen und bietet somit eine große Fläche, an der der Wärmeübergang zwischen dem Primärelement und dem

Sekundärelement bzw. dem Sekundärmedium stattfinden kann. Ebenso kann der Wärmeübergangseffekt dadurch verstärkt werden, dass sich benachbarte Windungen gegenseitig kühlen bzw. erwärmen. Dadurch wird der Wirkungsgrad der

Temperaturänderungsvorrichtung erhöht. Ein rundes

Primärelement kann beispielsweise die Form einer Kugel oder eines Ellipsoids aufweisen. Dadurch kann das Sekundärmedium besser an dem Primärelement vorbeiströmen. Ein

polyederförmiges Primärelement kann ebene Flächen aufweisen, die es ermöglichen, dass das Primärelement zuverlässiger mit dem Sekundärelement verbunden werden kann, wodurch eine stabilere Temperaturänderungsvorrichtung bereitgestellt werden kann. Weiterhin ist denkbar, dass das Primärelement aus Kombinationen der oben genannten Formen und

Ausführungsformen ausgebildet sein kann.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine mobile Einheit, insbesondere ein Fahrzeug oder einen Anhänger, die die

Temperaturänderungsvorrichtung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen aufweist.

Bei dem Fahrzeug kann es sich zum Beispiel um ein

Kraftfahrzeug oder Lastkraftwagen handeln, die die

Temperaturänderungsvorrichtung aufweisen. Dabei fungiert die Temperaturänderungsvorrichtung wie eine KFZ- oder LKW- Klimaanlage. Somit bedarf es nicht des Einsatzes brennbarer oder umweltschädlicher oder umweltgefährdender Kälte- bzw. Wärmemittel. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass im Fall von Kohlenstoffdioxidgas als Primärmedium die

Temperaturänderungsvorrichtung als mobile Löschanlage zum Löschen/Ersticken von Bränden fungieren kann. Durch

Bereitstellen einer mobilen Einheit, die die

Temperaturänderungsvorrichtung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen aufweist, kann eine mobile, autarke, universell einsetzbare und wenig elektrische Energie

erfordernde Kühlung oder Heizung eines zu kühlenden bzw. zu heizenden Objekts bereitgestellt werden. Solche Objekte können insbesondere Medien, Lebensmittel, Lagergut,

medizinische und pharmazeutische Produkte oder Cargoprodukte sein .

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine tragbare Einheit, die die Temperaturänderungsvorrichtung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen aufweist.

Die tragbare Einheit weist im Prinzip dieselben Eigenschaften wie die der mobilen Einheit, die die

Temperaturänderungsvorrichtung aufweist, auf. Darüber hinaus kann eine tragbare Einheit eine Einheit sein, die von zwei, bevorzugt einer einzigen Person ohne weitere Hilfsmittel gehalten, getragen oder transportiert werden kann.

KURZE FIGURENBESCHREIBUNG

Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Temperaturänderungsvorrichtung .

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines

Primärelements .

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Nachfolgend wird anhand der beigefügten Figuren eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Detail erläutert, um die Erfindung anhand eines anschaulichen Beispiels zu beschreiben. Weitere in diesem Zusammenhang beschriebene Modifikationen bestimmter Einzelmerkmale können mit anderen Merkmalen der beschriebenen Ausführungsform kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung auszubilden .

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Temperaturänderungsvorrichtung 1. Ein Behältnis 30 zur Aufnahme eines unter Druck stehenden

Primärmediums ist über eine rohr- oder leitungsartige

Verbindungseinrichtung 15 mit einem Primärelement 10

verbunden. Das Behältnis 30 weist eine Öffnung auf, an der ein Ende der Verbindungseinrichtung 15 an dem Behältnis 30 befestigt ist. Ebenso weist das Primärelement 10 eine erste Öffnung auf, an der ein anderes Ende der

Verbindungseinrichtung 15 an dem Primärelement 10 befestigt ist. An der Verbindungseinrichtung 15 ist ferner ein Regler zwischen dem einen und dem anderen Ende der

Verbindungseinrichtung 15 vorgesehen.

Das Primärelement 10 weist eine im Wesentlichen runde Form auf und befindet sich innerhalb eines Sekundärelements 20, wobei das Primärelement 10 in einem ersten Endabschnitt des Sekundärelements 20 angeordnet ist. Das Behältnis 30 ist benachbart zu dem ersten Endabschnitt des Sekundärelements 20 angeordnet. Die Verbindungseinrichtung 15 ragt mit dem anderen Ende, das mit einer Öffnung des Primärelements 10 verbunden ist, in das rohr- oder leitungsartige

Sekundärelement 20 hinein.

Ein Abschnitt des Primärelements 10, der eine zweite Öffnung des Primärelements 10 aufweist, ragt über ein Ende des ersten Endabschnitts des Sekundärelements 20 hinaus. In der

dargestellten Ausführungsform befindet sich ein Auslasssystem 50 an dem Abschnitt des Primärelements 10, der die zweite Öffnung des Primärelements 10 aufweist, wobei das

Auslasssystem 50 integral mit dem Primärelement 10 verbunden ist. Das Auslasssystem 50 weist darüber hinaus einen Regler auf .

Das Sekundärelement 20, das einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser des Primärelements 10 ist, weist an einem zweiten Endabschnitt, der dem ersten Endabschnitt gegenüberliegt, eine Verjüngung auf. Ein Ende des zweiten Endabschnitts des Sekundärelements 20 ist mit einem ersten Ende eines rohr- oder leitungsartigen

Leitungssystems 40 verbunden.

Das Leitungssystem 40 weist im Wesentlichen eine längliche Gestalt mit einem entlang der Länge im Wesentlichen konstant bleibenden Durchmesser auf. Ferner weist das Leitungssystem 40 eine Dosiereinrichtung 41, 42 auf. Die Dosiereinrichtung wiederum weist einen Regler 41 und einen Regler 42 auf, durch die das Leitungssystem 40 in zwei Abschnitte unterteilbar ist. Der Regler 41 ist dabei benachbart zu dem ersten Ende des Leitungssystems 40 und der Regler 42 weiter beabstandet davon angeordnet.

Das Leitungssystem 40 weist an einem zweiten Ende ein

Anbringungselement 45 auf.

Im Folgenden wird eine Funktionsweise der

Temperaturänderungsvorrichtung 1 beschrieben werden.

In dem Behältnis 30 befindet sich ein unter Druck stehendes Primärmedium. Durch Verstellen des an der

Verbindungseinrichtung 15 befindlichen Reglers strömt das Primärmedium durch die Verbindungseinrichtung 15 und die erste Öffnung des Primärelements 10 in das Primärelement 10 ein. Das Primärelement 10 ist dabei so konfiguriert, dass das Primärmedium in dem Primärelement 10 eine Druckminderung erfährt. Aufgrund des Joule-Thomson-Effekts kühlt sich das Primärmedium dadurch entweder ab oder erwärmt sich.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der

Temperaturänderungsvorrichtung 1 anhand eines sich

abkühlenden Primärmediums beschrieben werden. Der Fall eines sich erwärmenden Primärmediums erfolgt auf analoge Weise.

Das sich abkühlende Primärmedium nimmt Wärme des ihn

umgebenden Primärelements 10 auf, wodurch das Primärelement 10 abgekühlt wird. Das sich dadurch wiederum erwärmende

Primärmedium wird anschließend durch die zweite Öffnung des Primärelements 10 und das Auslasssystem 50 nach außen hin abgeleitet. Der Fluss des Primärmediums innerhalb des

Primärelements 10 wird dabei durch die Regler an der

Verbindungseinrichtung 15 sowie an dem Auslasssystem 50 gesteuert. Somit kann das sich aufgrund der Druckminderung abkühlende Primärmedium stetig nachgeliefert werden, strömt aber dennoch nicht so schnell durch das Primärmedium, dass es keine oder nur wenig Wärme des Primärelements aufnehmen kann. Die Steuerung der Regler erfolgt dabei bevorzugt

automatisiert über eine Steuereinheit sowie damit verbundenen Sensoren, die in entsprechenden Abschnitten der

Temperaturänderungsvorrichtung 1 angeordnet sind (nicht in Fig . 1 gezeigt) .

Eine Fördervorrichtung (nicht in Fig. 1 gezeigt) treibt ein Sekundärmedium in der Richtung von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt des Sekundärelements 20 durch das Sekundärelement 20. Beim Durchströmen des Sekundärelements 20 kommt das Sekundärmedium in Kontakt mit dem abgekühlten

Primärelement 10. Dabei gibt das Sekundärmedium Wärme an das Primärelement 10 ab und kühlt sich dadurch ab.

Anschließend gelangt das abgekühlte Sekundärmedium durch Wirkung der Fördervorrichtung in das Leitungssystem 40, durch das das Sekundärmedium in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende des Leitungssystems 40 strömt. Schließlich gelangt das Sekundärmedium zu einem zu kühlenden Objekt, das flussabwärts des Anbringungselements 45, mit dem die

Temperaturänderungsvorrichtung 1 an dem zu kühlenden Objekt angebracht ist, liegt. Die Dosiereinrichtung 41, 42 des

Leitungssystems 40 regelt dabei den Durchfluss des

abgekühlten Sekundärmediums. Beispielsweise gelangt das

Sekundärmedium zunächst nur in den Abschnitt zwischen dem Regler 42 und dem Regler 41, wo es eine gewisse Zeit

verweilt, wobei der Regler 42 das Sekundärmedium erst weiter passieren lässt, wenn ein Bedarf an dem gekühlten

Sekundärmedium besteht. Die Dosierung wird dabei wieder bevorzugt automatisch über die Steuereinheit geregelt.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Form des Primärelements 10. Das Primärelement 10 besteht dabei aus einem rohr- oder leitungsartigen Element mit einer bestimmten Wanddicke. Dieses rohr- oder leitungsartige

Element ist in Form einer Spirale mit einer Vielzahl von Windungen ausgebildet. Der Durchmesser der Spirale bzw. der Windungen ist entlang der Spirale im Wesentlichen konstant. Das Auslasssystem 50 ist integral mit einem Abschnitt des Primärelements 10, der die zweite Öffnung des Primärelements 10 aufweist, verbunden. Die erste Öffnung des Primärelements 10 ist in Fig. 2 im Vordergrund dargestellt.

Im Betrieb der Temperaturänderungsvorrichtung 1 strömt das Primärmedium durch die Verbindungseinrichtung 15 und die erste Öffnung des Primärelements 10 in das Primärelement 10 ein. Das Primärelement 10 ist dabei so konfiguriert, dass das Primärmedium in dem Primärelement 10 eine Druckminderung erfährt und sich dadurch beispielsweise abkühlt. Aufgrund der spiralartigen Form des Primärelements 10 kühlen sich

benachbarte Windungen der Spirale gegenseitig und der

Kühlungseffekt wird verstärkt. Dadurch kann ein hoher

Wirkungsgrad beim Wärmeübergang zwischen dem Primärelement 10 bzw. dem Primärmedium und dem Sekundärelement 20 bzw. dem Sekundärmedium erzielt werden.