DE10196995B4 - Thermoelectric air cooling unit - Google Patents

Thermoelectric air cooling unit Download PDF

Info

Publication number
DE10196995B4
DE10196995B4 DE10196995T DE10196995T DE10196995B4 DE 10196995 B4 DE10196995 B4 DE 10196995B4 DE 10196995 T DE10196995 T DE 10196995T DE 10196995 T DE10196995 T DE 10196995T DE 10196995 B4 DE10196995 B4 DE 10196995B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
plate
peltier elements
thermoelectric
contact surfaces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10196995T
Other languages
German (de)
Other versions
DE10196995T1 (en
Inventor
Alexandre Sergeevich Ivanov
Serguei Anatolievich Varlamov
Ivan Borisovich Didenko
Anatoly Ignatyevich Kolesnikov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "RIF"
Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO
Original Assignee
OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "RIF"
Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "RIF", Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO filed Critical OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "RIF"
Publication of DE10196995T1 publication Critical patent/DE10196995T1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10196995B4 publication Critical patent/DE10196995B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device

Abstract

Thermoelektrische Luftkühleinheit,
– mit einer lüfterbeaufschlagten Wärmeaufnahmeplatte (5) und einer lüfterbeaufschlagten Wärmeabgabeplatte (8),
– mit einer Vielzahl von Peltierelementen (3) zwischen diesen beiden Platten (5, 8), die mit ihren Kaltseiten an erhabenen Wärmeübertragungskontaktflächen (6) der Wärmeaufnahmeplatte (5) und mit ihren Heißseiten an erhabenen Wärmeübertragungskontaktflächen (9) der Wärmeabgabeplatte (8) anliegen
– und von Isolierplatten (17, 18) umgeben und vermittels Schraubenverbindungen (19, 20) zwischen die beiden Platten (5, 8) eingespannt sind,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Peltierelemente (3) auf einer die Montage erleichternde, die Peltierelemente (3) in Ausnehmungen aufnehmende Fixierplatte (14) aus Hartpapier fixiert sind, die auch die elektrischen Versorgungsleitungen für die Peltierelemente (3) trägt,
– und dass jede Schraubverbindung (19, 20) zum Ausgleich thermischer Spannungen eine Tellerfeder (21) aufweist.
Thermoelectric air cooling unit,
With a fan-loaded heat absorption plate (5) and a fan-applied heat output plate (8),
- With a plurality of Peltier elements (3) between these two plates (5, 8) which abut with their cold sides on raised heat transfer contact surfaces (6) of the heat receiving plate (5) and with their hot sides on raised heat transfer contact surfaces (9) of the heat discharge plate (8)
- And surrounded by insulating plates (17, 18) and by means of screw connections (19, 20) between the two plates (5, 8) are clamped,
characterized,
- That the Peltier elements (3) are fixed on a mounting facilitating, the Peltier elements (3) in recesses receiving fixing plate (14) made of hard paper, which also carries the electrical supply lines for the Peltier elements (3),
- And that each screw (19, 20) to compensate for thermal stresses a plate spring (21).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft thermoelektrische Kühleinrichtungen, insbesondere thermoelektrische Luftkühleinheiten, die derart aufgebaut sind, dass sie eine erhöhte Betriebssicherheit und eine geringere Leistungsaufnahme gewährleisten sowie reparaturfreundlich und bequem im Zusammenbau und in der Zerlegung sowie kostengünstig herstellbar sind.The The present invention relates to thermoelectric cooling devices, in particular thermoelectric air cooling units constructed in such a way that she raised one Ensure operational safety and lower power consumption as well as easy to repair and convenient in assembly and disassembly as well as inexpensive can be produced.

Vorhergehender Stand der Technikprevious State of the art

Es sind Kühlsysteme weit bekannt, die thermoelektrische Geräte benutzen, die gewöhnlich Geräte auf der Basis des Peltier-Effektes genannt werden. Die Peltier-Elemente werden in solchen Varianten der Verwendung in Form von flachen Elementen mit Gleichspannung eingesetzt, die zwischen zwei gegenüberliegenden aktiven Oberflächen des Elementes angelegt wird. Der Gleichstrom bewirkt die Wärmeübertragung von einer aktiven Oberfläche des Elementes auf die andere. Dabei wird die eine Seite des Elementes gekühlt und die andere erwärmt. Die. aktiven Oberflächen werden gewöhnlich als wärmeleitende Platten, z.B. aus Keramik, und die zwischen ihnen angeordneten eigentlichen Thermoelemente als Verbund von elektrisch verbundenen p- und n-Thermosäulen ausgebildet, die aus Werkstoffen mit gewünschten thermoelektrischen Eigenschaften, z.B. aus Bismuttellurid, bestehen. Im Allgemeinen wird diese Konstruktion als thermoelektrischer Modul (Thermomodul) bezeichnet.It are cooling systems widely known to use thermoelectric devices, which are commonly used on the Basis of the Peltier effect. The Peltier elements are used in such variants of use in the form of flat elements DC voltage used between two opposite active surfaces of the element is created. The direct current causes the heat transfer from an active surface of the element to the other. It becomes one side of the element chilled and the other warms up. The. active surfaces become ordinary as heat-conducting Plates, e.g. made of ceramic, and the actual arranged between them Thermocouples formed as a composite of electrically connected p and n thermopiles, made of materials with desired thermoelectric properties, e.g. from bismuth telluride. In general, this construction becomes a thermoelectric module (Thermo module).

Bei der Herstellung der Wärmeverbindung der kalten aktiven Oberfläche des Thermomoduls mit dem Innenteil einer Kammer erfolgt die Kühlung der Kammer.at the production of the heat connection of cold active surface the thermo module with the inner part of a chamber, the cooling of the chamber takes place.

Um einen kontinuierlichen Prozess der Kühlung zu gewährleisten, soll die aus der Kammer abzuführende Wärme von der anderen (heissen) aktiven Oberfläche des Thermomoduls durch verschiedene Mittel, z.B. durch zwangsläufige Luftkühlung, entfernt werden. Zur effektiven Kühlleistung und zur sicheren Arbeit der Thermomodule in thermoelektrischen Kühleinheiten soll eine dichte Anlage der aktiven Oberflächen der Thermomodule an den Oberflächen von wärmeübertragenden Konstruktionen, mit anderen Worten eine sichere Fixierung der Thermomodule gegenüber den wärmeübertragenden Konstruktionen gewährleistet werden, um einen ausreichend dichten und konstanten Wärmekontakt der aktiven Oberflächen des Thermomoduls mit den Oberflächen der wärmeübertragenden Bauelemente zu erreichen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass während der Arbeit der Thermomodule thermische Dehnungen und Kompressionen unter Einwirkung der Temperaturdifferenz zwischen der kalten und heissen Seite der Thermomodule entstehen. Diese Tatsache spricht davon, dass gleichzeitig mit dem vorstehend Genannten auch die technische Aufgabe des Ausgleichs der thermischen Änderung der Höhe des Thermomoduls und der Bauelemente der Einheit zu lösen ist.Around to ensure a continuous process of cooling should be discharged from the chamber Heat from the other (hot) active surface of the thermo module various means, e.g. by forced air cooling, to be removed. to effective cooling performance and for the safe operation of the thermo modules in thermoelectric cooling units should be a dense system of active surfaces of the thermal modules to the surfaces of heat transferring Constructions, in other words a secure fixation of the thermo modules across from the heat transferring Guaranteed constructions become a sufficiently dense and constant thermal contact the active surfaces Thermo module with surfaces the heat transferring To reach components. It should be noted that during the Work of thermo modules thermal strains and compressions under Influence of the temperature difference between the cold and hot side the thermomodules arise. This fact speaks of that at the same time with the above also the technical task of compensation the thermal change the height the thermo module and the components of the unit is to be solved.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass es unzulässig ist, große Kräfte beim Zusammenziehen der Thermoelemente mit den wärmeübertragenden Elementen aufzubringen, da die einwirkende Spannung, z.B. der Längsdruck, zur Zerstörung der Thermomodule führt, was wiederum zur Verminderung der Zuverlässigkeit der thermoelektrischen Kühleinrichtung im Allgemeinen führt.Furthermore is taken into account, that it is inadmissible is, big personnel when contraction of the thermocouples with the heat-transferring elements, since the applied voltage, e.g. the longitudinal pressure, to destroy the thermal modules leads, which in turn reduces the reliability of the thermoelectric cooling device generally leads.

Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, sollen gleichzeitig mit den genannten Bedingungen Isoliermittel ausreichend effektiv sein und die Wärmeverluste in die Umgebung von kalten Wärmeübergängen der Thermomodule und der daran angrenzenden Bauelemente der Einheit verhindern.Around to ensure safe operation Insulation sufficient at the same time with the conditions mentioned be effective and heat losses in the environment of cold heat transfer the Thermal modules and the adjacent components of the unit prevent.

Somit würde die komplexe (gleichzeitige) Lösung dieser technischen Aufgaben erlauben, die Konstruktion eines thermoelektrischen Luftkühlers zu schaffen, der gute Betriebseigenschaften (erhöhte Lebensdauer, hohe Betriebssicherheit), sowie eine verminderte Leistungsaufnahme, eine erhöhte Kühlleistung gewährleistet, reparaturfreundlich und bequem im Zusammenbau (Montage) und in der Zerlegung (Demontage) sowie vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist.Consequently would the complex (simultaneous) solution These technical tasks allow the construction of a thermoelectric air cooler to create, the good operating characteristics (increased life, high reliability), as well as a reduced power consumption, an increased cooling capacity guaranteed Easy to repair and convenient in assembly (assembly) and in the Disassembly (disassembly) and comparatively inexpensive to produce is.

Wie der vorhergehende Stand der Technik zeigt, sind Beispiele der bekannten technischen Lösungen angeführt

  • – Vorrichtung zur Befestigung eines thermoelektrischen Moduls ( SU 951028 A vom 15.08.1982),
  • – Thermoelektrischer Kühlschrank ( US 5,522,216 vom 04.06.1996),
  • – Vorrichtung zur thermoelektrischen Kühlung und Erwärmung von Getränken und Speisen ( US 4,823,554 vom 25.04.1989),
  • – Kompakte thermoelektrische Kühlungseinheit ( US 5,784,890 vom 28:07.1998)
As the foregoing prior art shows, examples of the known technical solutions are given
  • Device for fastening a thermoelectric module ( SU 951028 A of 15.08.1982),
  • - Thermoelectric refrigerator ( US 5,522,216 from 04.06.1996),
  • - Device for thermoelectric cooling and heating of drinks and food ( US 4,823,554 from 25.04.1989),
  • - Compact thermoelectric cooling unit ( US 5,784,890 from 28: 07.1998)

Zur Zeit ist ein aktuelles und kompliziertes Problem die Lösung einer komplexen technischen Aufgabe, die darin besteht, eine präzise sichere Fixierung der Thermomodule gleichzeitig mit der Anlage deren aktiver Oberflächen an Kontaktflächen der wärmeübertragenden Elemente zu gewährleisten und dabei eine Möglichkeit vorzusehen, die thermische Änderung der Höhe der Thermomodule und der geometrischen Abmessungen der angrenzenden Bauelemente auszugleichen, indem dabei die Möglichkeit der Einwirkung auf jeden Thermomodul von unkontrollierten Druckkräften ausgeschlossen und eine sichere Isolierung der Thermomodule gewährleistet werden soll.At present, a current and complicated problem is the solution of a complex technical problem, which is to ensure a precise secure fixation of the thermomodules simultaneously with the installation of their active surfaces on contact surfaces of the heat-transferring elements and thereby provide a way the thermal change of height the thermomodule and the compensate for geometrical dimensions of the adjacent components, thereby eliminating the possibility of exposure to each thermo module of uncontrolled pressure forces and secure insulation of the thermo modules is to be ensured.

Weit bekannt sind thermoelektrische Luftkühleinheiten, die Thermomodule, Wärmeaufnahme- und Übertragungselemente mit Körpern zur Wärmeaufnahme- und entwicklung mit Lüftern und Isoliermitteln aufweisen, beschrieben z.B. in SU 951028 A Erfindung (S.W. Andruschenko et al.), US 5,784,890 Erfindung (John D. Pollinghorne), US 4,823,554 Erfindung (Leopard Trachtenberg et al.), US 5,522,216 (Marlow Industries Inc. et al.) Trotzdem bestehen bei den bisherigen Kühlsystemen Probleme der Erhöhung der Betriebssicherheit, der Herabsetzung der Leistungsaufnahme, der Erhöhung der Reparaturfreundlichkeit (bei Montage- und Demontagearbeiten), der Erhöhung der Kühlleistung, was durch die Lösung der beschriebenen komplexen technischen Aufgabe gewährleistet werden kann, welche keine ausreichend effektive konstruktive Lösung im bekannten Stand der Technik gefunden hat.Thermoelectric air cooling units, the thermomodules, heat absorption and transmission elements with bodies for heat absorption and development with fans and insulating means are well known, for example described in SU 951028 A Invention (SW Andrushenko et al.), US 5,784,890 Invention (John D. Pollinghorne), US 4,823,554 Invention (Leopard Trachtenberg et al.), US 5,522,216 (Marlow Industries Inc. et al.) Nevertheless, the previous cooling systems have problems of increasing the reliability, reducing the power consumption, increasing the ease of repair (during assembly and disassembly work), increasing the cooling capacity, which by solving the described complex technical task can be ensured, which has not found a sufficiently effective constructive solution in the prior art.

Nahe dem technischen Wesen der vorliegenden Erfindung ist eine in US 5,784,890 offenbarte, kompakte thermoelektrische Kühleinheit mit einer zwischen den Wärmeaufnahme- und Wärmeübertragungselementen angeordneten Vielzahl von Peltierelementen, mit Isoliermitteln für die Verhinderung der unerwünschten Wärmeübertragung; einem Wärmeaufnahmelüfter und einem Wärmeabbaulüfter. Das Wärmeaufnahmeelement ist als Platte ausgebildet, die eine große Zahl der Rippen und sechs erhobene Kontaktplätze hat. Ein Wärmeübertragungselement ist auf die gleiche Weise ausgebildet. Die Peltierelemente liegen mit ihren Kaltseiten an die Wärmeübertragungskontaktflächen der Wärmeaufnahmeplatte an, und mit ihren Heißseiten liegen sie an die Wärmeübertragungskontaktflächen der Wärmeabgabeplatte an.Near the technical essence of the present invention is an in US 5,784,890 disclosed, compact thermoelectric cooling unit with a plurality of Peltier elements arranged between the heat absorption and heat transfer elements, with insulating means for the prevention of unwanted heat transfer; a heat receiving fan and a heat dissipation fan. The heat receiving element is formed as a plate having a large number of ribs and six raised contact positions. A heat transfer member is formed in the same way. The Peltier elements bear with their cold sides against the heat transfer contact surfaces of the heat absorption plate, and with their hot sides they are applied to the heat transfer contact surfaces of the heat discharge plate.

Um die unerwünschte Wärmeübertragung zwischen den Wärmeaufnahme- und Wärmeübertragungselementen zu verhindern, ist die Kühleinheit mit Isoliermitteln versorgt. Die Isoliermittel sind aus einem passenden Material mit notwendigen wärmedämmenden Eigenschaften ausgebildet. Insbesondere in einer Ausführungsform sind die Isoliermittel aus Polyurethanschaum ausgebildet, mit dem der Raum zwischen den Wärmeaufnahme- und Wärmeübertragungselementen während der Montagearbeiten ausgefüllt wird.Around the unwanted Heat transfer between the heat absorption and heat transfer elements To prevent, the cooling unit is with Supplied insulating. The insulating means are of a suitable one Material with necessary heat-insulating Properties trained. In particular, in one embodiment are the insulating polyurethane foam formed with the the space between the heat absorption and heat transfer elements while completed the assembly work becomes.

Ein ungelöstes Problem in dieser bekannten Vorrichtung ist eine willkürliche Verschiebung der Thermomodule gegenüber den Kontaktplätzen der Wärmeaufnahme- und Wärmeübertragungsplatten im Laufe der Montage der Vorrichtung beim Ausfüllen mit Polyurethanschaum. Als Ergebnis der Verschiebung sinkt die Effektivität der Ableitung der Wärme (der Abkühlung), werden technische und Betriebscharakteristiken verschlechtert, sinkt die Betriebssicherheit, und es gibt größere Probleme bei den Demontage- und Montagereparaturarbeiten.One unsolved Problem in this known device is an arbitrary shift the thermal modules opposite the contact places the heat absorption and heat transfer plates in During assembly of the device when filling with polyurethane foam. As a result of the shift, the effectiveness of the derivative decreases the heat (the Cooling), Technical and operational characteristics are deteriorated, decreases operational safety, and there are major problems with dismantling and assembly repairs.

In der Konstruktion dieser Vorrichtung ist auch das Problem der Verbesserung des thermischen Kontaktes der Peltierelemente mit den Kontaktplätze der Wärmeaufnahme- und Wärmeübertragungsplatten sowie die Möglichkeit der sicheren Fixierung der Peltierelemente nicht gelöst, und die Kompensation der thermischen Veränderung der Höhe der Thermomodule und der geometrischen Größen der anliegenden Elementen ist auch nicht gewährleistet.In The construction of this device is also the problem of improvement the thermal contact of the Peltier elements with the contact points of Heat absorption and heat transfer plates as well as the possibility the secure fixation of the Peltier elements not solved, and Compensation of thermal change of height of thermal modules and the geometric sizes of the adjacent elements is not guaranteed.

Aus dem Patent US 5,584,183 ist die Konstruktion eines thermoelektrischen Wärmetauschers bekannt, bei dem der thermische Kontakt der Thermomodule dank der Nutzung von Bolzen Einspannelementen und Federn, die die Einspannkraft vergleichmäßigen und Gummiunterlagen zusammenpressen, verbessert ist.From the patent US 5,584,183 the construction of a thermoelectric heat exchanger is known, in which the thermal contact of the thermal modules is improved thanks to the use of bolt clamping elements and springs, which equalize the clamping force and compress rubber pads.

Der aus US 5,584,183 bekannte verbesserte thermoelektrische Wärmetauscher enthält wenigstens eine thermoelektrische Einrichtung, die zwischen zwei Kanälen zwecks Wärmetausches zwischen dem ersten Fluid, das sich durch den ersten der Kanäle bewegt, und dem zweiten Fluid, das sich durch den anderen Kanal bewegt, angeordnet ist. Diese thermoelektrische Vorrichtung hat eine Vielzahl von thermoelektrischen Elementen zwischen den thermoelektrischen Isolatoren, die die Seiten der thermoelektrischen Einrichtung bilden, wobei die wärmeaufnehmenden Rippen jeweils aus zwei Kanälen mit einem rechteckigen, querlaufenden Schnitt gebildet sind, einem wärmeleitenden Material, das zwischen den Seiten der thermoelektrischen Einrichtung und zwei Kanälen angeordnet ist, einem Mittel der Kompression und der gleichmäßigen Verteilung der Kompressionsbelastung zwischen zwei Kanälen und der thermoelektrischen Einrichtung und einer Isolierung zwischen den thermoelektrischen Einrichtungen. Die Mittel der Kompression und der gleichmäßigen Verteilung schließen die pressenden Bolzen, die Federn und die Zwischenlage zur Verteilung der Kompressionsbelastung ein.The out US 5,584,183 known improved thermoelectric heat exchangers include at least one thermoelectric device which is arranged between two channels for the purpose of heat exchange between the first fluid which moves through the first of the channels and the second fluid which moves through the other channel. This thermoelectric device has a plurality of thermoelectric elements between the thermoelectric insulators forming the sides of the thermoelectric device, the heat receiving fins being each formed of two channels having a rectangular, transverse section, a heat conductive material interposed between the sides of the thermoelectric device and two channels, a means of compression and uniform distribution of the compression load between two channels and the thermoelectric device and insulation between the thermoelectric devices. The means of compression and uniform distribution include the pressing bolts, the springs and the spacer for distributing the compression load.

Aber in dieser nach dem Patent US 5,584,183 bekannten Vorrichtung wird eine Reihe von Problemen nicht gelöst. So ist ein ungelöstes Problem die Möglichkeit einer willkürlichen Verschiebung der thermoelektrischen Elemente im Laufe der Montage. Das Mittel der Kompression ist ein Gruppenmittel (das heißt eines für alle Peltierelemente) und es kann nicht die identische Einspannkraft für jedes Peltierelement gewährleisten, was zur Zerstörung vereinzelt liegender Peltierelemente führen kann, und so zur Senkung der Betriebssicherheit der gesamten thermoelektrischen Kühleinrichtung führt. In der genannten Vorrichtung muss bei der Zerstörung nur eines Peltierelementes die ganze Einrichtung demontiert werden. Dieses wiederum bestätigt einerseits die niedrige Betriebssicherheit der Einrichtung und andererseits auch das Vorhandensein von größeren Problemen bei den Demontage- und Montagereparaturarbeiten.But in this after the patent US 5,584,183 known device is not solved a number of problems. Thus, an unsolved problem is the possibility of arbitrary displacement of the thermoelectric elements during assembly. The means of compression is a group penmittel (ie one for all Peltier elements) and it can not ensure the identical clamping force for each Peltier element, which can lead to the destruction of isolated Peltier elements, and thus leads to lowering the reliability of the entire thermoelectric cooling device. In the mentioned device, the destruction of only one Peltier element requires the dismantling of the entire device. This in turn confirms on the one hand the low reliability of the device and on the other hand, the presence of major problems in the disassembly and assembly repair work.

Ist das Mittel der Kompression eine Feder, ist die Gleichmäßigkeit der Einspannkraft auf der ganzen Oberfläche der Berührung nicht gewährleistet, was zu den unkontrollierbaren Einspannkräften beim Einspannen der Peltierelemente führt. Die dabei entstehenden Spannungen können zur Zerstörung der Peltierelemente und an die Peltierelementen anliegenden Konstruktionen führen. is the means of compression a spring, is the uniformity the clamping force on the whole surface of the touch does not guarantee what to the uncontrollable clamping forces when clamping the Peltier elements leads. The resulting stresses can destroy the Peltier elements and lead to the Peltier elements adjacent structures.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Konstruktion einer thermoelektrischen Luftkühleinheit zu schaffen, die die Bedeutsamkeit einiger Nachteile der vorhergehenden bekannten Lösungen vermindert und die technische Aufgabe löst, eine kompakte, kostengünstige, montagefreundliche (reparaturfähige), betriebssichere, in der Leistungsaufnahme ökonomische, eine hohe Kühlleistung aufweisende Konstruktion zu schaffen.aim The present invention is a new construction of a thermoelectric air cooling unit to create the importance of some of the disadvantages of the previous one diminished known solutions and solve the technical task, a compact, cost-effective, easy to install (repairable), reliable, economical in terms of power, a high cooling capacity to create a constructive construction.

In der vorgeschlagenen Erfindung wird die komplexe technische Aufgabe konstruktiv gelöst, eine sichere Fixierung von Thermomodulen mit einer stetigen dichten Anlage deren aktiver Oberflächen an Kontaktflächen von wärmeübertragenden Elementen zu gewährleisten und dabei eine Möglichkeit vorzusehen, die thermische Änderung der Höhe der Thermomodule und der diese umgebenden Bauelemente der Einheit auszugleichen, indem dabei die Möglichkeit der Einwirkung auf die Thermomodule von unkontrollierten Druckkräften ausgeschlossen und eine sichere Isolierung gewährleistet wird.In The proposed invention is the complex technical task solved constructively, one secure fixation of thermo modules with a continuous dense system their active surfaces at contact surfaces of heat transferring To ensure elements and a possibility to provide the thermal change the height the thermo modules and the surrounding components of the unit balance by doing the opportunity the influence on the thermo modules excluded from uncontrolled pressure forces and ensures safe isolation becomes.

Gemäß diesen Aspekten wird eine thermoelektrische Luftkühleinheit vorgeschlagen, bestehend aus:

  • – einer Vielzahl von Thermomodulen, die jeweils eine erste und eine zweite aktive Oberfläche und elektrische Stromzuführungen aufweisen,
  • – einem Wärmeaufnahmeelement in Form einer Platte mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei die erste Seite erhabene Kontaktflächen aufweist, die jeweils in einem Wärmekontakt mit der ersten aktiven Oberfläche eines der genannten Thermomodule stehen und die zweite Seite eine Vielzahl von Rippen umfasst,
  • – einem Wärmeübertragungselement, zu dem eine Platte mit einer ersten und einer zweiten Seite gehört, wobei die erste Seite erhabene Kontaktflächen aufweist, die jeweils in einem Wärmekontakt mit der zweiten aktiven Oberfläche eines der genannten Thermomodule stehen und die zweite Seite eine Vielzahl von Rippen umfasst,
  • – einem Wärmeaufnahmelüfter,
  • – einem Wärmeabbaulüfter,
  • – Isoliermittel zur Vermeidung von Wärmeverlusten zwischen dem Wärmeaufnahme- und übertragungselement,
  • – Steuermittel, umfassend eine Speiseeinheit für die Thermomodule und Lüfter und eine Kontrolleinheit für Temperaturen,
  • – Mittel zur Montage der Thermomodule zu einer Thermobatterie,
  • – Mittel zum Ausgleich der thermischen Änderungen der geometrischen Abmessungen der Thermomodule und der umgebenden Bauelemente.
According to these aspects, a thermoelectric air cooling unit is proposed, consisting of:
  • A plurality of thermal modules each having a first and a second active surface and electrical power leads,
  • A heat receiving member in the form of a plate having first and second sides, the first side having raised contact surfaces each in thermal contact with the first active surface of one of said thermomodules and the second side comprising a plurality of fins,
  • A heat transfer element including a plate having first and second sides, the first side having raised contact surfaces each in thermal contact with the second active surface of one of said thermal modules and the second side comprising a plurality of fins,
  • A heat receiving fan,
  • A heat dissipation fan,
  • Insulating means for avoiding heat losses between the heat-absorbing and transmission element,
  • Control means comprising a feed module for the thermal modules and fans and a control unit for temperatures,
  • Means for mounting the thermal modules to a thermobattery,
  • - Means to compensate for the thermal changes in the geometric dimensions of the thermal modules and the surrounding components.

Es ist vorteilhaft, wenn das Mittel zur Montage der Thermomodule zu einer Thermobatterie in Form einer Platte ausgebildet ist, die Kontaktflächen und Durchgangsfenster aufweist. Beim Einbau der Thermomodule in diese Fenster werden die Stromzuführungen mit den Kontaktflächen der Platte elektrisch verbunden. Auf diese weise entsteht die Thermobatterie.It is advantageous if the means for mounting the thermal modules too a thermal battery in the form of a plate is formed, the contact surfaces and Passage window has. When installing the thermal modules in this Windows become the power supplies with the contact surfaces electrically connected to the plate. In this way, the thermal battery is created.

Es ist vorteilhaft, wenn das Mittel zum Ausgleich der thermischen Änderungen der geometrischen Abmessungen der Thermomodule und der umgebenden Bauelemente in Form eines besonderen elastischen Verbindungselementes ausgebildet ist, das unter der Scheibe jedes Schraubbolzens des Befestigungsmittels angeordnet ist. Das elastische Verbindungselement kann in Form einer unter der Scheibe des Schraubbolzens angeordneten Tellerfeder ausgebildet sein.It is advantageous if the means to compensate for the thermal changes the geometric dimensions of the thermomodules and the surrounding ones Components in the form of a special elastic connecting element is formed, which under the disc of each bolt of the fastener is arranged. The elastic connecting element may take the form of a formed under the disc of the bolt arranged disc spring be.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

Zum besseren Verständnis der Erfindung können folgende Einzelheiten der Konstruktion herangezogen werden, die anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert werden. Es zeigt:To the better understanding of the invention the following details of the construction are used, the based on the accompanying drawings explained become. It shows:

1 – in perspektivischer Ansicht eine thermoelektrische Luftkühleinheit im zerlegten Zustand entsprechend der 1 In a perspective view, a thermoelectric air cooling unit in the disassembled state according to the

Verwirklichung der vorliegenden Erfindung mit einem bedingt abgenommenen Gehäuse und abgenommenen Lüftern,realization the present invention with a conditionally removed housing and removed fans,

2 – in perspektivischer Ansicht eine thermoelektrische Luftkühleinheit im zusammengebauten Zustand, die im Gehäuse 24 untergebracht ist, 2 - In perspective view a ther Moelektrische air cooling unit in the assembled state, in the housing 24 is housed,

3 – in perspektivischer Ansicht einen Thermomodul 3 mit Stromzuführungen 4, 3 - In perspective view of a thermo module 3 with power supply 4 .

4 – in Gesamtansicht (Ansicht von vorn) eine thermoelektrische Luftkühleinheit mit einem Teilquerschnitt in der zentralen geometrischen Achse, 4 In an overall view (front view) of a thermoelectric air cooling unit with a partial cross section in the central geometric axis,

5 – eine Ansicht (Seitenansicht) mit einem Teilquerschnitt in der geometrischen Achse, gezeigt mit dem rechten Pfeil (2), 5 A view (side view) with a partial cross section in the geometric axis, shown with the right arrow ( 2 )

6 – einen Querschnitt B-B in 4 durch eine thermoelektrische Luftkühleinheit, wobei mit punktierten Pfeilen die Bewegung der Luftströme gezeigt ist, 6 A cross-section BB in FIG 4 by a thermoelectric air cooling unit, with dotted arrows showing the movement of the air streams,

7 – in Gesamtansicht eine Fixierplatte 14 mit Fenstern zum Einbau von Thermomodulen 3 und mit Kontaktflächen 15 zum Anschließen daran von Stromzuführungen der Thermomodule, 7 - In overall view, a fixing plate 14 with windows for installation of thermo modules 3 and with contact surfaces 15 for connecting it to power supply of the thermal modules,

8 – eine Platte mit angeordneten Thermomodulen, 8th A plate with arranged thermo modules,

9 – eine thermoelektrische Luftkühleinheit, angeordnet in einer isolierten Kammer, 9 A thermoelectric air cooling unit arranged in an insulated chamber,

10 – einen vergrößerten lokalen Querschnitt I in 9. 10 An enlarged local cross-section I in 9 ,

Bessere Variante der Ausführung der ErfindungBetter variant of the execution of invention

Die erfindungsgemäße thermoelektrische Luftkühleinheit 1 ist in 1, 2, 4 bis 6 in Gesamtansicht gezeigt. Die thermoelektrische Luftkühleinheit 1 umfasst eine zu einer Thermobatterie 2 (1) zusammengefasste Vielzahl von Thermomodulen 3 (1, 3, 4 bis 7), die jeweils eine erste und eine zweite aktive Oberfläche und elektrische Stromzuführungen 4 (3) aufweisen. Die thermoelektrische Luftkühleinheit 1 weist ein Wärmeaufnahmeelememt auf, das in dieser Ausführungvariante in Form einer Platte 5 (1, 4 bis 6) ausgebildet ist, auf deren einer Seite erhabene Kontaktflächen 6 ausgebildet sind und auf deren anderer Seite eine Vielzahl von Rippen 7 (1, 4 bis 6) angebracht ist. Der Aufbau des Wärmeaufnahmeelememtes ist nicht fest vorgegeben, die Rippen 7 und die Kontaktflächen 6 können mit der Platte 5 ein Ganzes bilden oder im Laufe von aufeinanderfolgenden Fertigungsschritten befestigt werden, wobei zwischen ihnen lediglich ein guter Wärmekontakt gewährleistet werden soll. Es wird angenommen, dass die Platte 5, die Rippen 7 und die Kontaktflächen 6 aus einem wärmeleitenden Material, z.B. Aluminium, hergestellt werden können.The thermoelectric air cooling unit according to the invention 1 is in 1 . 2 . 4 to 6 shown in overall view. The thermoelectric air cooling unit 1 includes one to a thermobattery 2 ( 1 ) combined variety of thermal modules 3 ( 1 . 3 . 4 to 7 ), each having a first and a second active surface and electrical power leads 4 ( 3 ) exhibit. The thermoelectric air cooling unit 1 has a Wärmeaufnahmeelememt, in this embodiment variant in the form of a plate 5 ( 1 . 4 to 6 ) is formed, on one side of which raised contact surfaces 6 are formed and on the other side a variety of ribs 7 ( 1 . 4 to 6 ) is attached. The structure of the Wärmeaufnahmeelememtes is not fixed, the ribs 7 and the contact surfaces 6 can with the plate 5 form a whole or be fastened in the course of successive manufacturing steps, between them only a good thermal contact is to be ensured. It is believed that the plate 5 , Ribs 7 and the contact surfaces 6 can be made of a thermally conductive material, such as aluminum.

Jede Kontaktfläche 6 weist eine Größe und eine Form auf, die der Form der aktiven Oberfläche des zugehörigen Thermomoduls 3 vollständig entspricht, an den sich die Kontaktfläche 6 anschließt.Every contact surface 6 has a size and a shape corresponding to the shape of the active surface of the associated thermo module 3 completely corresponds to the contact surface 6 followed.

Die thermoelektrische Luftkühleinheit 1 umfasst auch ein Wärmeübertragungselement auf, das in dieser Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Platte 8 (1, 4 bis 6) mit einer ersten und einer zweiten Seite ausgebildet ist, wobei deren erste Seite erhabene Kontaktflächen 9 aufweist, die jeweils in einem Wärmekontakt mit der zweiten aktiven Oberfläche jedes der genannten Thermomodule 3 stehen, und die zweite Seite eine Vielzahl von Rippen 10 umfasst (1, 4 bis 6).The thermoelectric air cooling unit 1 Also includes a heat transfer element, in this embodiment of the invention in the form of a plate 8th ( 1 . 4 to 6 ) is formed with a first and a second side, wherein the first side of raised contact surfaces 9 each in thermal contact with the second active surface of each of said thermal modules 3 stand, and the second side a variety of ribs 10 includes ( 1 . 4 to 6 ).

Um die Wärmeübertragung zu den Rippen 7 des Wärmeaufnahmeelementes zu verbessern, ist ein Wärmeaufnahmelüfter 11 vorgesehen, der mit einem Steuermittel 12 verbunden ist. Der Wärmeaufnahmelüfter 11 ist an einer Luftleitung 25 gelagert (2). Um ein zwangsläufiges Luftumblasen der Rippen 9 des Wärmeübertragungselementes zu gewährleisten und die Wärmeabnahme zu erhöhen, sind Wärmeabbaulüfter 16 vorgesehen, die mit dem Steuermittel 12 verbunden sind. Ein Lüfter 13 ist an einer Luftleitung 26 befestigt.To transfer heat to the ribs 7 of the heat receiving element is a heat receiving fan 11 provided with a control means 12 connected is. The heat take-up fan 11 is on an air line 25 stored ( 2 ). For a forced air blowing around the ribs 9 to ensure the heat transfer element and to increase the heat loss, are heat removal fan 16 provided with the control means 12 are connected. A fan 13 is on an air line 26 attached.

Die thermoelektrische Luftkühleinheit 1 weist auch ein Mittel zur Montage der Thermomodule 3 zu einer Thermobatterie 2 auf, das in Form einer Fixierplatte 14 ausgebildet ist (1, 8, 7), die Kontaktflächen 15 und Durchgangsfenster 1b (7) zur Aufnahme darin der Thermomodule 3 (1, 7) aufweisen, deren Stromzuführungen 4 mit den Kontaktflächen 15 der Platte 14 elektrisch verbunden werden. Auf diese Weise werden die Thermomodule 3 zur Thermobatterie 2 montiert.The thermoelectric air cooling unit 1 also has a means of mounting the thermal modules 3 to a thermobattery 2 on, in the form of a fixing plate 14 is trained ( 1 . 8th . 7 ), the contact surfaces 15 and passage window 1b ( 7 ) for inclusion in the thermomodule 3 ( 1 . 7 ), whose power supply lines 4 with the contact surfaces 15 the plate 14 be electrically connected. This way the thermomodules become 3 to the thermobattery 2 assembled.

Die Platte 14 besteht in dieser Ausführungsvariante der Erfindung aus Hartpapier.The plate 14 consists in this embodiment of the invention of hard paper.

Das Vorhandensein der Fixierplatte 14 in der vorgeschlagenen Konstruktion der thermoelektrischen Luftkühleinheit erlaubt es, das technische Problem zu lösen, welche durch folgende Gründe bedingt ist. Wie die Erfahrung der Verwendung der thermoelektrischen Einheit ohne Fixierplatte gezeigt hat, erfolgt beim Zusammenbau und während des Betriebes ein Verschieben der Thermomodule relativ zu den Kontaktflächen (gemäß der Fertigungsterminologie „schwimmen" die Thermomodule). Die in der Konstruktion vorhandenen aus einem Material mit einer hohen Dichte. hergestellten Isoliermittel sind nicht in der Lage, das Verschieben der Thermomodule zu verhindern, da sie keine dazu erforderlichen physischen Eigenschaften besitzen. Das Anlöten der Thermomodule an die erhabenen Kontaktflächen setzt die Reparaturfähigkeit der Einheit herab, macht die Montage- und Demontagearbeiten erheblich komplizierter und erhöht die Herstellkosten der Einheit.The presence of the fixing plate 14 In the proposed construction of the thermoelectric air-cooling unit, it is possible to solve the technical problem caused by the following reasons. As the experience of using the thermoelectric unit without fixing plate has shown, during assembly and during operation, the thermal modules are displaced relative to the contact surfaces (according to the manufacturing terminology, the thermal modules are "floating") Density produced insulating materials are not able to prevent the movement of the thermal modules, since they do not have the required physical properties.The soldering of the thermal modules to the raised contact surfaces reduces the repairability of the unit, makes the assembly and disassembly work considerably more complicated and increases the manufacturing cost of the unit.

Das Verschieben der Thermomodule relativ zu den Kontaktflächen zieht das Herabsetzen der Betriebsparameter der Einheit im Allgemeinen nach sich und bewirkt das Herabsetzen der Kühlleistung.The Moving the thermo modules relative to the contact surfaces pulls reducing the operating parameters of the unit in general by itself and causes the lowering of the cooling capacity.

Die vorgeschlagene Konstruktion der Einheit ist dieser Nachteile bar. Das Vorhandensein in der vorgeschlagenen Konstruktion der thermoelektrischen Luftkühleinheit der Fixierplatte 14 hat es erlaubt, eine präzise sichere Fixierung der Thermomodule 3 relativ zu den erhabenen Kontaktflächen 6 des Wärmeaufnahmeelementes und zu den erhabenen Kontaktflächen 9 des Wärmeübertragungselementes zu gewährleisten, so dass ein dichtes Anliegen der aktiven Oberflächen an den Kontaktflächen des Wärmeaufnahme- und übertragungselementes ohne eventuelles Verschieben der Thermomodule erfolgt.The proposed construction of the unit is these disadvantages bar. The presence in the proposed construction of the thermoelectric air cooling unit of the fixing plate 14 has allowed a precise secure fixation of the thermo modules 3 relative to the raised contact surfaces 6 the heat receiving element and the raised contact surfaces 9 to ensure the heat transfer element, so that a close concern of the active surfaces at the contact surfaces of the heat receiving and transmission element without any displacement of the thermal modules takes place.

Die thermoelektrische Luftkühleinheit 1 weist auch ein Isoliermittel zur Vermeidung von Wärmeverlusten zwischen dem Wärmeaufnahme- und übertragungselement auf. Das Isoliermittel ist in Form von zwei Einheiten 17 und 18 aus einem wärmedämmenden Material, z.B. „Velotherm" oder „Penophol", ausgebildet. Jede Isoliereinheit 17,18 weist Durchgangsöffnungen zur Aufnahme entsprechender Teile der Thermomodule und der Kontaktflächen auf. Die Einheiten 17,18 sind beiderseits der Platte 14 angeordnet (1).The thermoelectric air cooling unit 1 also includes an insulating means to prevent heat loss between the heat receiving and transmitting element. The insulating agent is in the form of two units 17 and 18 made of a thermally insulating material, such as "Velotherm" or "Penophol" trained. Each insulation unit 17 . 18 has through holes for receiving corresponding parts of the thermal modules and the contact surfaces. The units 17 . 18 are on both sides of the plate 14 arranged ( 1 ).

Solche Ausbildung und Anordnung der Isoliereinheiten erlaubt es, gleichzeitig eine sichere, die Wärmeverluste verhindernde Isolation zu gewährleisten sowie die Montage- und Demontagearbeiten bei der Reparatur der Einheit bequem zu machen.Such Training and arrangement of the insulation units allows it, simultaneously a safe, the heat losses to ensure preventive isolation as well as the assembly and disassembly work during the repair of the unit to make comfortable.

Die thermoelektrische Luftkühleinheit umfasst auch Gewindebefestigungsmittel, die in Form von zwei Bolzenverbindungen je Thermomodul ausgebildet sind. Das Vorhandensein der zwei Bolzenverbindungen ist keine feste Bedingung. Es sind auch drei Bolzenverbindungen für je zwei Thermomodule denkbar. Dabei wird jeder Bolzen 19 in koaxialen Öffnungen des Wärmeaufnahmeelementes (in der Platte 8), einer Führung 27, des Wärmeübertragungselementes (in der Platte 8), der Platte 13 und der Isoliereinheiten 17,18 untergebracht (10). Der Bolzen 19 wird mittels einer Hauptscheibe 20 befestigt. Dabei wird unter jeder Hauptscheibe 20 des Bolzens 19 ein besonderes elastisches Verbindungselement, z.B. eine Tellerfeder 21, angeordnet, unter der nacheinander eine weitere metallische und dielektrische Scheibe 22 bzw. 23 angebracht ist. Die Tellerfeder 21 übernimmt in dieser Ausführungsform der Erfindung die Funktion eines Mittels zum Ausgleich der thermischen Änderungen der geometrischen Abmessungen der Thermomodule und der umgebenden Bauelemente der Einheit.The thermoelectric air cooling unit also includes threaded fasteners, which are designed in the form of two bolt connections per thermo module. The presence of the two bolt connections is not a fixed condition. There are also three bolt connections for every two thermo modules conceivable. In doing so, every bolt becomes 19 in coaxial openings of the heat receiving element (in the plate 8th ), a guide 27 , the heat transfer element (in the plate 8th ), the plate 13 and the insulation units 17 . 18 housed ( 10 ). The bolt 19 is by means of a main disk 20 attached. It will be under each main disc 20 of the bolt 19 a special elastic connecting element, such as a plate spring 21 , arranged below the successively another metallic and dielectric disc 22 respectively. 23 is appropriate. The plate spring 21 assumes in this embodiment of the invention the function of a means for compensating the thermal changes of the geometric dimensions of the thermal modules and the surrounding components of the unit.

2, 7, 9 zeigen die Steuermittel 12, welche mit der thermoelektrischen Luftkühleinheit 1 zusammenwirken und in einem gemeinsamen Gehäuse 24 gelagert sind. Wie bekannt, erfordern die Thermomodule das Anlegen einer Gleichspannung mit vergleichsweise niedrigen Werten (im Bereich von 6 bis 12 V) und der fließende Strom ist vergleichsweise hoch (von 2A bis 4A). Das Steuermittel 12 wandelt mit Hilfe einer ersten nicht gezeigten Wandlers die Wechselspannung des elektrischen Netzes (220 V, 50 Hz) in eine Gleichspannung um, die mit Hilfe eines zweiten nicht gezeigten Wandlers in die Wechselspannung mit einer hohen Frequenz (25 kHz) umgewandelt wird, welche ihrerseits mit Hilfe eines dritten nicht gezeigten Wandlers in eine vergleichsweise niedrige Gleichspannung (mit anderen Worten bis zu einer gewünschten Größe, z.B. 5 V) umgewandelt wird. Gleichzeitig wird den Lüftern 11 und 13 eine entsprechende Speisespannung zugeführt. 2 . 7 . 9 show the control means 12 , which with the thermoelectric air cooling unit 1 interact and in a common housing 24 are stored. As is known, the thermal modules require the application of a DC voltage with comparatively low values (in the range of 6 to 12 V) and the flowing current is comparatively high (from 2A to 4A). The control means 12 converts by means of a first converter, not shown, the AC voltage of the electrical network (220 V, 50 Hz) into a DC voltage, which is converted by means of a second converter not shown in the AC voltage with a high frequency (25 kHz), which in turn with Help a third converter not shown in a comparatively low DC voltage (in other words to a desired size, eg 5 V) is converted. At the same time the fans 11 and 13 supplied with a corresponding supply voltage.

Die Arbeit der Steuermittel 12 wird mit Hilfe einer geeigneten nicht gezeigten Steuertafel gewährleistet, die Mittel zur Vorgabe einer gewünschten Endtemperatur in der Kammer und eine oder mehr Anzeigen (nicht gezeigt) zur Überwachung der Arbeit der Einheit aufweist.The work of taxation 12 is ensured by means of a suitable control panel, not shown, having means for setting a desired end temperature in the chamber and one or more indicators (not shown) for monitoring the work of the unit.

Der Aufbau der Steuermittel 12 wird nicht fest vorgegeben, sondern wird unter Verwendung von bestehenden für konkrete Anforderungen geeigneten schaltungstechnischen Elementen geschaffen.The structure of the control means 12 is not fixed, but is created using existing circuit elements suitable for specific requirements.

In einigen Fällen sind für die Verwendung einfachere Steuermittel vorteilhaft. Es wird z.B. angenommen, dass die Einheit 1 arbeitet, um eine maximale Kühlung konstant zu gewährleisten. In diesem Fall sind Mittel zur Temperaturvorgabe ausgeschlossen, da die Einheit 1 kontinuierlich arbeiten wird. Wie 2 zeigt, wird das Steuermittel 12 an der Wand des Gehäuses 24 innenseitig gelagert.In some cases, simpler control means are advantageous for use. It is assumed, for example, that the unit 1 works to ensure maximum cooling constantly. In this case, means for temperature specification are excluded as the unit 1 will work continuously. As 2 shows, the control means 12 on the wall of the housing 24 stored inside.

Aus dem vorstehend Gesagten sind folgende Vorteile der vorgeschlagenen thermoelektrischen Luftkühleinheit offensichtlich:

  • – die Konstruktion zeichnet sich durch eine Kompaktheit, eine erhöhte Festigkeit und einen vergleichsweise niedrigen Preis aus,
  • – die Konstruktion zeichnet sich durch eine erhöhte Zuverlässigkeit während des Betriebes auf Grund origineller konstruktiver Lösungen aus, die eine feste Fixierung der Thermomodule, den Ausgleich der thermischen Änderungen der geometrischen Abmessungen der Thermomodule und der umgebenden Bauelemente gewährleisten,
  • – die Reparaturfähigkeit und die Bequemlichkeit während der Montage- und Demontagearbeiten sind gewährleistet,
  • – die Konstruktion erlaubt es, die Möglichkeit des Betriebes in einem weiten Bereich der Klimabedingungen und in sich bewegenden Objekten zu gewährleisten,
  • – die technischen Charakteristika sind verbessert (die Leistungsaufnahme ist herabgesetzt und die Kühlleistung ist erhöht).
From the above, the following advantages of the proposed thermoelectric air cooling unit are apparent:
  • The construction is characterized by a compactness, an increased strength and a comparatively low price,
  • - the construction is characterized by an increased reliability during operation due to original constructive solutions, which ensure a firm fixation of the thermo modules, the compensation of the thermal changes of the geometric dimensions of the thermo modules and the surrounding components,
  • The repairability and the comfort during assembly and disassembly work are ensured,
  • The construction makes it possible to ensure the possibility of operation in a wide range of climatic conditions and in moving objects,
  • - the technical characteristics are improved (the power consumption is reduced and the cooling capacity is increased).

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die vorliegende Erfindung kann zur Kühlung von verschiedenen Typen geschlossener Strukturen Verwendung finden, wie Schränke für die elektronische Ausrüstung, pharmazeutische Lager, Kühlschränke in Fahrzeugen, Handelskühlanlagen.The The present invention can be used for cooling different types of closed structures are used, like cabinets for the electronic equipment, pharmaceutical warehouses, refrigerators in vehicles, Commercial refrigeration equipment.

Claims (1)

Thermoelektrische Luftkühleinheit, – mit einer lüfterbeaufschlagten Wärmeaufnahmeplatte (5) und einer lüfterbeaufschlagten Wärmeabgabeplatte (8), – mit einer Vielzahl von Peltierelementen (3) zwischen diesen beiden Platten (5, 8), die mit ihren Kaltseiten an erhabenen Wärmeübertragungskontaktflächen (6) der Wärmeaufnahmeplatte (5) und mit ihren Heißseiten an erhabenen Wärmeübertragungskontaktflächen (9) der Wärmeabgabeplatte (8) anliegen – und von Isolierplatten (17, 18) umgeben und vermittels Schraubenverbindungen (19, 20) zwischen die beiden Platten (5, 8) eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Peltierelemente (3) auf einer die Montage erleichternde, die Peltierelemente (3) in Ausnehmungen aufnehmende Fixierplatte (14) aus Hartpapier fixiert sind, die auch die elektrischen Versorgungsleitungen für die Peltierelemente (3) trägt, – und dass jede Schraubverbindung (19, 20) zum Ausgleich thermischer Spannungen eine Tellerfeder (21) aufweist.Thermoelectric air cooling unit, - with a ventilated heat absorption plate ( 5 ) and a fan-applied heat output plate ( 8th ), - with a plurality of Peltier elements ( 3 ) between these two plates ( 5 . 8th ) with their cold sides on raised heat transfer contact surfaces ( 6 ) of the heat absorption plate ( 5 ) and with their hot sides on raised heat transfer contact surfaces ( 9 ) of the heat output plate ( 8th ) - and of insulating plates ( 17 . 18 ) and by means of screw connections ( 19 . 20 ) between the two plates ( 5 . 8th ), characterized in that - the Peltier elements ( 3 ) on a facilitating the assembly, the Peltier elements ( 3 ) in recesses receiving fixing plate ( 14 ) are made of hard paper, which are also the electrical supply lines for the Peltier elements ( 3 ), and that each screw connection ( 19 . 20 ) to compensate for thermal stresses a diaphragm spring ( 21 ) having.
DE10196995T 2000-12-14 2001-09-07 Thermoelectric air cooling unit Expired - Fee Related DE10196995B4 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000130934 2000-12-14
RU2000130934/06A RU2187052C1 (en) 2000-12-14 2000-12-14 Thermoelectric air cooler
PCT/RU2001/000368 WO2002048622A1 (en) 2000-12-14 2001-09-07 Thermoelectric air-cooling unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10196995T1 DE10196995T1 (en) 2003-11-06
DE10196995B4 true DE10196995B4 (en) 2005-10-13

Family

ID=20243241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10196995T Expired - Fee Related DE10196995B4 (en) 2000-12-14 2001-09-07 Thermoelectric air cooling unit

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2001290404A1 (en)
DE (1) DE10196995B4 (en)
RU (1) RU2187052C1 (en)
WO (1) WO2002048622A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013212511A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelectric temperature control unit
WO2016200909A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Gentherm Inc. Thermoelectric module with fastening element thermal isolation feature for vehicle battery
WO2018024269A1 (en) * 2016-08-05 2018-02-08 Gentherm Gmbh Fastening assembly for one or more thermoelectric devices
CN107710497A (en) * 2015-06-10 2018-02-16 金瑟姆股份有限公司 The electrothermal module with the compression limiter that can temporarily compress for vehicle battery
CN107735638A (en) * 2015-06-10 2018-02-23 金瑟姆股份有限公司 Vehicle battery electrothermal module with improved heat transfer and heat insulation characteristics
US20180229632A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-16 Ford Global Technologies, Llc Vehicle seating assembly
US11031536B2 (en) 2015-06-10 2021-06-08 Gentherm Incorporated Vehicle battery thermoelectric device with integrated cold plate assembly and method of assembling same
DE112015001249B4 (en) 2014-03-14 2021-09-30 Gentherm Gmbh Thermoelectric assembly and method for assembling a thermoelectric assembly
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board
US11913682B2 (en) 2020-12-23 2024-02-27 Chillware, LLC Apparatus for selectively heating or cooling a food product and methods of assembling and using same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU951028A1 (en) * 1980-09-02 1982-08-15 Предприятие П/Я Г-4371 Unit for securing thermoelectric module
US4823554A (en) * 1987-04-22 1989-04-25 Leonard Trachtenberg Vehicle thermoelectric cooling and heating food and drink appliance
US5522216A (en) * 1994-01-12 1996-06-04 Marlow Industries, Inc. Thermoelectric refrigerator
US5584183A (en) * 1994-02-18 1996-12-17 Solid State Cooling Systems Thermoelectric heat exchanger
US5784890A (en) * 1996-06-03 1998-07-28 Polkinghorne; John D. Compact thermoelectric refrigeration drive assembly

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4107934A (en) * 1976-07-26 1978-08-22 Bipol Ltd. Portable refrigerator unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU951028A1 (en) * 1980-09-02 1982-08-15 Предприятие П/Я Г-4371 Unit for securing thermoelectric module
US4823554A (en) * 1987-04-22 1989-04-25 Leonard Trachtenberg Vehicle thermoelectric cooling and heating food and drink appliance
US5522216A (en) * 1994-01-12 1996-06-04 Marlow Industries, Inc. Thermoelectric refrigerator
US5584183A (en) * 1994-02-18 1996-12-17 Solid State Cooling Systems Thermoelectric heat exchanger
US5784890A (en) * 1996-06-03 1998-07-28 Polkinghorne; John D. Compact thermoelectric refrigeration drive assembly

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013212511A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelectric temperature control unit
US9377222B2 (en) 2013-06-27 2016-06-28 Mahle International Gmbh Thermoelectric temperature control unit
DE112015001249B4 (en) 2014-03-14 2021-09-30 Gentherm Gmbh Thermoelectric assembly and method for assembling a thermoelectric assembly
US11031536B2 (en) 2015-06-10 2021-06-08 Gentherm Incorporated Vehicle battery thermoelectric device with integrated cold plate assembly and method of assembling same
CN107710496A (en) * 2015-06-10 2018-02-16 金瑟姆股份有限公司 The electrothermal module with tightening member heat insulation characteristics for vehicle battery
CN107710497A (en) * 2015-06-10 2018-02-16 金瑟姆股份有限公司 The electrothermal module with the compression limiter that can temporarily compress for vehicle battery
CN107735638A (en) * 2015-06-10 2018-02-23 金瑟姆股份有限公司 Vehicle battery electrothermal module with improved heat transfer and heat insulation characteristics
WO2016200909A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Gentherm Inc. Thermoelectric module with fastening element thermal isolation feature for vehicle battery
WO2018024269A1 (en) * 2016-08-05 2018-02-08 Gentherm Gmbh Fastening assembly for one or more thermoelectric devices
US20180229632A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-16 Ford Global Technologies, Llc Vehicle seating assembly
US10549660B2 (en) * 2017-02-14 2020-02-04 Ford Global Technologies, Llc Vehicle seating assembly
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board
US11913682B2 (en) 2020-12-23 2024-02-27 Chillware, LLC Apparatus for selectively heating or cooling a food product and methods of assembling and using same

Also Published As

Publication number Publication date
DE10196995T1 (en) 2003-11-06
RU2187052C1 (en) 2002-08-10
AU2001290404A1 (en) 2002-06-24
WO2002048622A1 (en) 2002-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4190137B4 (en) Device in thermoelectric heating / cooling devices
EP2340583B1 (en) Cooling unit
EP1374332B1 (en) Housing for accommodating at least one energy accumulator device
WO2014114545A1 (en) Elastic device for the temperature control of battery cells
EP0454017B1 (en) High-temperature accumulator battery
DE102007063195B4 (en) Battery with a housing and a heat conducting plate
DE1805425A1 (en) Thermoelectric arrangement
EP2567424B1 (en) Electrical energy store with cooling device
DE10196995B4 (en) Thermoelectric air cooling unit
DE1231730B (en) Cooling device, especially a refrigerator with two electrothermal cooling devices
DE102009058809A1 (en) Cooling device for a vehicle drive battery and vehicle drive battery assembly with cooling device
DE4401607C2 (en) Cooling unit for power semiconductors
DE102007010743B3 (en) Battery, particularly takes place in form of lithium-ion-battery or nickel-metal hydride battery for partly driven of motor vehicle for passenger transportation, has heat conducting plate for temperature control of battery
DE102010029872A1 (en) Battery assembly for hybrid or electric vehicles
DE2334452A1 (en) REFRIGERATOR WITH A REFRIGERATED UNIT BUILT IN THE DOOR
DE1539330A1 (en) Thermoelectric arrangement
EP2255605B1 (en) Air-conditioning system for electronic components
EP2280422A2 (en) Cooling element for solar cell modules
DE3017559C2 (en) Heating and cooling element
WO2013023847A1 (en) Battery module having air cooling, and motor vehicle
WO2010018099A1 (en) Busbar apparatus with current taps
EP2614551A1 (en) Battery system
DE19520938C2 (en) Arrangement for thermal coupling
EP1260123B1 (en) Switch housing with a cooling device
DE102019110195B4 (en) Temperature control device

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee