CN107438743A - 除湿器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种除湿器,包括:除湿模块,包括用于压缩制冷剂的压缩机单元、用于通过所述制冷剂冷却空气的冷却单元以及用于干燥通过所述冷却单元的空气的干燥单元;以及热电模块,包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的热电元件、与所述第一基板连接并与所述除湿模块的所述干燥单元相邻设置的第一热转换单元以及与所述第二基板连接并与所述除湿模块的所述冷却单元相邻设置的第二热转换单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用热电模块的除湿器。
背景技术
除湿是利用使用温差将空气中的湿气凝结成水的结露现象去除空气中的湿气的原理。使用该原理的装置是除湿器。近来,在诸如家庭或办公室的室内空间中,对通过在潮湿的室内空间中除去湿气来保持舒适状态的除湿器以及在干燥的室内空间中保持湿度的加湿器的需求已经增加。
目前,主要使用冷却除湿方法(称为压缩机方法)和加热除湿法(称为干燥剂法),凭借冷却除湿方法热量被带走并利用诸如除湿的方法进行除湿,凭借加热除湿法利用热量来执行除湿。
特别地,在冷却除湿方法的情况下,在湿空气的湿气主要是利用制冷剂冷凝并排出之后,空气被再次干燥。因此,除湿效果取决于压缩机的能力(capacity)并因此存在限制。另外,压缩机必须过量的运行进行有限的除湿,从而产生很多噪音。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种除湿器,所述除湿器能够在除湿后通过降低空气的温度而排出空气的同时保持高的除湿效率。
技术方案
本发明的一个方面提供一种除湿器,包括:除湿模块,包括用于压缩制冷剂的压缩机单元、用于通过所述制冷剂冷却空气的冷却单元以及用于干燥通过所述冷却单元的空气的干燥单元;以及热电模块,包括第一基板,与所述第一基板相对设置的第二基板、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的热电元件、连接到所述第一基板并与所述除湿模块的所述干燥单元相邻设置的第一热转换单元以及连接到所述第二基板并与所述除湿模块的所述冷却单元相邻设置的第二热转换单元。
有益效果
根据本发明的一个实施例,可以获得除湿后排出的空气的温度不高的具有优异的除湿性能的除湿器。
附图说明
图1是用于说明除湿模块的基本原理的结构图,图2是用于说明根据本发明的实施例的除湿器的结构的概念图,其中热电模块应用于图1;
图3是应用于图2的除湿器的根据本发明的实施例的热电模块的重要部分的剖视图,图4是被模块化和放大的图2的结构的视图;
图5至图8是用于说明应用于根据本发明的实施例热电模块的热转换构件的重要部分的概念图;
图9至图12是根据另一个实施例的热电元件的示意图,该热电元件应用于根据本发明的实施例的热电模块。
具体实施方式
在下文中,参照附图详细说明本发明的配置和操作。在参考附图的描述中,相同的附图标记用于相同的元件,不管附图标记,并且将省略对其的冗余描述。应当理解,尽管术语第一、第二等可以用于描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
图1是用于说明除湿模块的基本原理的结构图,图2是用于说明根据本发明的实施例的除湿器的结构的概念图,其中热电模块应用于图1。
参考图1和图2,除湿模块400包括冷凝制冷剂的压缩机单元430、使用压缩的制冷剂将湿空气中包含的湿气S排出到外部容器440的冷却单元410以及再次干燥通过冷却单元410的空气的干燥单元420。然而,除湿器的冷却能力取决于包括在压缩机单元430中的压缩机的能力。因此,存在空气温度可能降低的限制。当除湿空气通过干燥单元420时,空气的温度升高。因此,会增加用户的不舒适性。此外,对于很强的潮湿,必须增加压缩机的运行量,因此产生噪音。
因此,如图2所示,基于图1所示的除湿模块400,根据本发明的实施例的除湿器包括:第一基板140;与第一基板140相对设置的第二基板150;设置在第一基板140和第二基板150之间的热电元件120和130;以及热电模块100,热电模块100包括:连接到第一基板140并且与除湿模块400的干燥单元420相邻设置的第一热转换单元200;以及连接到第二基板150并且与除湿模块400的冷却单元410相邻设置的第二热转换单元300。根据本发明的实施例,通过将引入除湿模块400的空气通过热电模块100,热电模块100来实现热转换效果。
热电模块100具有下述结构:在所述结构中,彼此电连接的热电半导体元件120和130设置在一对相对基板140和150之间。热电半导体元件120和130包括一对P型半导体元件和N型半导体元件,并且当向热电半导体元件120和130施加电流时,由于珀耳帖效应,上述一对基板可以实现为吸热部和散热部。在本说明书中,P型半导体元件可以与P型热电元件一起使用,并且N型半导体元件可以与N型热电元件一起使用。在本发明的实施例中,将描述下述情况:在图2的结构中,第一基板140作为吸热部,第二基板150作为散热部,第一热转换单元200作为吸热(冷却)区域,并且第二热转换单元300作为散热区域。
因此,第二热转换单元300可以在通过除湿模块400的冷却单元410之前初次干燥潮湿空气。通过冷却单元410从其中排出冷凝湿气的空气通过干燥单元420并被二次干燥,使得可进行除湿。随后,通过干燥单元420的空气可以在通过第一热转换单元200的同时被冷却。因此,根据本发明的实施例,进行除湿,同时,排出的空气的温度可以被降低,使得可以增加用户的舒适度。此外,为了增强空气的循环效果,除湿器还可以包括与第一热转换单元200或第二热转换单元300相邻设置的空气循环模块450,并且空气循环模块450可以是,例如风扇。
图3是根据本发明的实施例应用于图2的除湿器的热电模块的重要部分的剖视图,图4是模块化和放大的图2的结构的的视图。另外,图5至图8示出了根据本发明的实施例的除湿器的结构和热转换单元的结构。
参考图2至图4,根据本发明的实施例应用到除湿器的热电模块100实施为下述结构,在所述结构中第一半导体元件120和第二半导体元件130设置在第一基板140和与第一基板140相对的第二基板150之间。特别地,执行制冷操作的第一热转换单元200设置在第一基板140上以执行制冷操作,并且执行散热功能的第二热转换单元300安装在第二基板150上以执行干燥功能。
特别地,如图5所示,第一热转换单元200和第二热转换单元300中的每一个可以包括热转换构件,该热转换构件以预定间距与空气接触并且能够利用第一基板140和第二基板150来实现冷却效果或散热效果。
参考图2和图5,第一热转换单元200和第二热转换单元300利用由热电模块100的第一基板140和第二基板150实现的热电效应来热转换从外部引入或排出到外部的空气。
为此,第一热转换单元200可以包括设置在第一基板140上的热转换构件220。该结构与热转换构件320设置在第二基板150上的第二热转换单元300的结构相同。因此,下面将描述设置有热转换构件220的第一热转换单元200的结构。如图5所示,热转换单元200可以与第一基板140接触,并且通过冷却单元410和干燥单元420而温度升高的空气可以利用热转换单元200进行冷却。根据设计,如图2所示,图5的结构可以变型为下述结构:在所述结构中,将第一热转换单元200设置在与第一基板140接触的第一区域Tc,并设置在从第一区域Tc延伸并面对干燥单元420的位置。此外,图5的结构可以变型为下述结构:在所述结构中,第二热转换单元300设置在与第二基板150接触的第三区域Th,并设置在从第三区域Th延伸并面对冷却单元410的位置。
参考图5和图6,热转换构件220和320可以设置在另外的容纳模块210和310内。
热转换单元200和300设置在一对第一基板140和第二基板150上。在所示结构中,热转换构件220和320与第一基板140和第二基板150的表面直接接触。然而,如图2所示,热转换构件220和320可以设置在与基板接触的第一区域Tc或第三区域Th中,以及设置在如上所述的从第一区域Tc和第三区域Th延伸并且为排气表面的第二区域和第四区域中。
在根据本发明的实施例的热转换装置中,与第一基板140和第二基板150接触并进行热转换的热转换部件220和320可以包括接触空气、液体等的表面,并且可以被实施为包括流路槽以便最大化接触面积。
图6示出了根据本发明的实施例的包括在根据本发明的实施例的热转换单元中的热转换构件220的结构,图7是在热转换构件220中形成有一个流路图案(pattern)220A的结构的放大概念图。
如图所示,实现了热转换构件220可以被配置成实施有至少一个下述流路图案220A的结构:在该流路图案220A中,在第一平面221和与第一平面221相反平面的第二平面222的平板状基板上形成作为均匀空气的移动路径的空气流路C1,以便与空气进行表面接触。
如图6所示,流路图案220A也可以被配置成具有用于折叠基板的结构,使得可以形成具有预定间距P1和P2以及曲率图案的高度T1的曲率图案,即折叠结构。也就是说,根据本发明的实施例的热转换构件220和320可以实施为两个表面接触空气并且形成用于最大化接触表面积的流路图案的结构。
在图6的结构中,当在导入部的空气流路C1的方向上引入空气时,空气与上述第一平面221和与第一平面221相反平面的第二平面222均匀地接触,并且朝着空气流路的端部C2的方向移动。因此,与简单的平板形状的接触面相比,在相同的空间内能够促使与更多的空气接触,从而可以进一步提高吸热或散热的效果。
特别地,如图6和图7,所示为了进一步增大与空气的接触面积,根据本发明的实施例的热转换构件220也可以包括形成在所述基板的表面上的阻力图案(resistivepattern)223。考虑到单位流路图案,阻力图案223可以分别形成在第一曲面B1和第二曲面B2上。所述阻力图案可以被实施为从第一平面221和面对第一平面221的第二平面222两者之一突出。
此外,热转换构件220还可以包括多个流体流动槽224,所述基板的表面穿过该流体流动槽224。因此,可以在热转换构件240的第一平面和第二平面之间更自由地进行空气接触和移动。
特别地,在图7的部分放大的视图中,阻力图案223可以形成为倾斜突起结构,以在空气被引入的方向上具有倾斜角θ,从而可以最大化与空气的摩擦,并且可以进一步增大接触面积或提高接触效率。更优选地,倾斜角θ以所述阻力图案的表面的水平延伸线和所述基板的表面的延伸线形成锐角的方式形成,这是因为,如果是直角或钝角,阻力的影响降低。
此外,上述流体流动槽224形成在所述阻力图案和所述基板的连接部分中,使得诸如空气的流体的阻力增加,并且同时可以有效地进行其向相对侧的移动。详细地说,流体流动槽224形成在阻力图案223的前部的所述基板的表面上,使得与阻力图案223接触的空气的一部分穿过所述基板的前表面和后表面,因此可以进一步提高频率或接触面积。
在图7中,所述流路图案以预定的间距和预定的周期形成。然而,与此不同,单位图案的间距可以不均匀,并且单位图案的周期也可以不均匀地实施。此外,每个单位图案的高度T1也可以不均匀地修改。
在图5中,根据本发明的实施例的传热装置中的热转换模块中包括一个热转换构件。然而,在另一个实施例中,多个热转换构件可以堆叠在一个传热模块上。因此,与空气的接触表面积可以进一步最大化。由于根据本发明的折叠结构中形成的热转换构件的特性,实现了在窄区域中实现许多接触表面的这种结构。因此,可以将更多的热转换构件设置在相同的体积中。当然,在这种情况下,诸如第二中间构件的支撑基板可以进一步设置在待堆叠的热转换构件之间。此外,在本发明的另一个实施例中,除湿器还可以包括两个或更多个热电模块。
此外,形成吸热部的热电模块(第二基板)的热转换构件的间距以及形成散热部的热电模块(第一基板)的热转换构件的间距也可以不同于彼此。在这种情况下,特别地,形成散热部的热转换模块中的热转换构件的流路图案的间距可以等于或大于形成吸热部的热转换模块中的热转换构件的流路图案的间距。在这种情况下,第一热转换单元的第一热转换构件的间距与第二热转换单元的第一热转换构件的间距之比可以形成在0.5:1至2.0:1的范围内。
在形成根据本发明的实施例的流路图案的热转换构件的结构中,与具有平板状结构或现有的散热片结构的热转换构件相比,可以在相同的体积内实现更多的接触面积。因此,与具有平板结构的热转换构件相比,空气接触面积可以增加50%以上。因此,模块的尺寸也可以大大降低。此外,热转换构件可以由诸如铝的具有高传热效率的金属、合成树脂等的各种材料形成。
在下文中,将参考图3和图4更详细地描述应用于图1所示的根据本发明的实施例的除湿器的热电模块的结构。
包括根据本发明的实施例的热电元件的热电模块可以形成为具有包括至少一个单元格(unit cell)的结构,该单元格包括彼此相对的第一基板140和第二基板150,以及设置在第一基板140和第二基板150之间的第一半导体元件120和第二半导体元件130,其中第二半导体元件130电连接到第一半导体元件120。第一基板140和第二基板150可以是绝缘基板,例如,氧化铝基板。或者,在另一个实施例中,第一基板140和第二基板150可以是金属基板,从而可以实现吸热和散热的效率以及小的厚度。当然,当第一基板140和第二基板150是金属基板时,优选地,一个单元格还包括形成在第一基板140和第二基板150上的电极层160a和160b之间的介电层170a和170b。当第一基板和第二基板与第一模块200的第三基板和第二模块300的第四基板实施为一体时,第一基板和第二基板可以由诸如氧化铝、铜(Cu)或Cu合金的材料形成。
金属基板可以由Cu或Cu合金形成,并且金属基板的厚度可以制得较小,可以在0.1mm至0.5mm的范围内。当金属基板的厚度小于0.1mm或超过0.5mm时,散热特性过高或导热性过高,使得热电模块的可靠性大大降低。此外,考虑到用于冷却的热电模块的热导率,介电层170a和170b由具有5W/K至10W/K的热导率的材料形成为具有高分散性能的介电材料,并且介电层170a和170b的厚度可以在0.01mm至0.15mm的范围内。在这种情况下,当介电层170a和170b的厚度小于0.01mm时,绝缘效率(或耐电压特性)大大降低,并且当介电层170a和170b的厚度超过0.15mm时,导热性降低,从而散热效率降低。电极层160a和160b使用诸如Cu、银(Ag)、镍(Ni)等的电极材料将第一半导体元件电连接到第二半导体元件,并且当所示的多个单元格相互连接时,它们与相邻的单元格电连接,如图3所示。电极层160a和160b的厚度可以在0.01mm至0.3mm的范围内。当电极层160a和160b的厚度小于0.01mm时,电极层160a和160b的功能降低,使得其导电性降低,并且即使当电极层160a和160b的厚度超过0.3mm时,由于电阻的增加,传导效率降低。
特别地,在这种情况下,形成单元格的热电元件可以是包括根据本发明实施例的具有堆叠型结构的单元元件的热电元件。在这种情况下,热电元件可以包括作为第一半导体元件120的P型半导体和作为第二半导体元件130的N型半导体,并且第一半导体元件120和第二半导体元件130连接到金属电极160a和160b,并且形成多个结构,并且由于通过经电极将电流施加到半导体元件的电路线181和182,实现了珀耳帖效应。
热电模块中的半导体元件可以由P型半导体材料或N型半导体材料形成。N型半导体元件可以由使用下述混合物的N型半导体材料形成:所述混合物是包括硒(Se)、Ni、铝(Al)、Cu、Ag、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)、铟(In)的碲化铋基(BiTe基)主要原料以及相当于主要原料的总重量的0.001wt%至1.0wt%的Bi或Te的混合物。例如,N型半导体元件可以通过使用Bi-Se-Te材料作为主要原料并且添加相当于Bi-Se-Te材料的总重量的0.001wt%至1.0wt%的Bi或Te来形成。也就是说,当使用100g重量的Bi-Se-Te材料时,优选地,待添加混合的Bi或Te在0.001g至1.0g的范围内。如上所述,当添加到上述主要原料中的材料的重量范围超出0.001wt%至1.0wt%时,导热性不降低,导电性降低,因此不能预期ZT值的提高。
优选地,P型半导体元件由使用下述混合物的P型半导体材料形成:所述混合物是包括锑(Sb)、Ni、Al、Cu、Ag、Pb、B、Ga、Te、Bi和In的碲化铋基(BiTe基)主要原料以及相当于主要原料的总重量的0.001至1.0wt%的和Bi或Te的混合物。例如,P型半导体元件可以通过使用Bi-Sb-Te材料作为主要原料并且添加相当于Bi-Sb-Te材料的总重量的0.001wt%至1.0wt%的Bi或Te来形成。也就是说,当使用100g重量的Bi-Sb-Te材料时,待添加混合的Bi或Te在0.001g至1.0g的范围内。如上所述,当添加到上述主要原料中的材料的重量范围超出0.001wt%至1.0wt%时,导热性不降低,导电性降低,因此不能预期ZT值的提高。
形成单元格并且彼此面对的第一半导体元件和所述第二半导体元件的形状和尺寸是相同的。然而,在这种情况下,P型半导体元件的导电性和N型半导体元件的导电性彼此不同,这导致冷却效率的降低。考虑到这一点,一个半导体元件的体积可以不同于面向所述一个半导体元件的另一个半导体元件的体积,从而可以提高冷却性能。
更确切地说,通过不同地形成半导体元件的整体形状或增加具有相同高度的半导体元件中的一个半导体的横截面的直径,或者通过不同地形成具有相同形状的半导体元件的高度或横截面的直径,被设置为彼此面对的单元格的半导体元件的体积可以彼此不同。特别地,N型半导体元件的直径形成为大于P型半导体元件的直径,使得N型半导体元件的体积增加,从而可以提高热电效率。
图9示出了图3中描述的热电元件的形状被改变的变型实施例。
参考图3和图9,根据本发明的另一个修改实施例的热电元件120包括:具有第一横截面积的第一元件单元122;在面对第一元件单元122位置的具有第二横截面积的第二元件单元126;以及具有第三横截面积并将第一元件单元122连接到第二元件单元126的连接部124。特别地,在这种情况下,连接部124在水平的、特定的区域的横截面积可以小于第一横截面积和第二横截面面积。
通过这种结构,当使用与具有相同材料的、呈如正六面体结构的单一横截面的热电元件相同量的材料时,所述第一元件单元的面积和所述第二元件单元的面积增加,并且所述连接部的长度较长,从而可以增加所述第一元件单元和所述第二元件单元之间的温度差△T。通过增加该温度差,在热侧和冷侧之间移动的自由电子的数量增加,使得发电量增加,并且散热效率或冷却效率提高。
因此,在根据当前实施例的热电元件120中,增加了第一元件单元122和第二元件单元126的水平横截面,该第一元件单元122和该第二元件单元126在平板型结构或另一种立体结构中被实施在连接部124的上部和下部,并且连接部124的长度延伸使得连接部124的横截面面积可以减小。特别地,在本发明的实施例中,连接部124的水平横截面的宽度最大的横截面的宽度B与第一元件单元122和第二元件单元126的水平横截面的较大横截面的宽度A或C之比可以在1:1.5至1:4的范围内。当连接部124的水平横截面的宽度最大的横截面的宽度B与第一元件单元122和第二元件单元126的水平横截面的较大横截面的宽度A或C之比超出该范围时,热传导从热侧移动到冷侧,使得发电效率降低,或者加热效率或冷却效率降低。
在该结构的实施例的另一方面,热电元件120的第一元件单元122和第二元件单元126的纵向厚度a1和a3可以小于连接部124的纵向厚度s2。
此外,在本实施例中,可以不同地实施作为第一元件单元122的水平横截面的第一横截面和作为第二元件单元126的水平横截面的第二横截面。这是为了通过调节热电效率容易地控制所需的温度差。此外,第一元件单元122、第二元件单元126和连接部124可以一体地实现。在这种情况下,可以使用相同的材料来实施每一个配置。
图10示出了在图3和图9中描述的根据本发明的实施例的热电元件的结构实施为不同的结构和配置的示例。
参考图10,在本发明的另一个实施例中,上述半导体元件的结构可以采实施为堆叠型结构(而不是块型结构(bulk type structure),从而可以进一步达到小的厚度并提高冷却效率。详细地说,图3或图9中的第一半导体元件120和第二半导体元件130的结构形成为单元构件,在该单元构件堆叠导体材料被涂布到片状基板的多个结构,然后切割单元构件,从而可以防止材料的损坏,以及可以提高导电性。
关于此点,参考图10,图10是制造具有上述堆叠结构的单元构件的工序的概念图。参考图10,将包含半导体材料的材料制成糊状物(paste),并将该糊状物涂布到诸如片材或薄膜的基板111上,形成半导体层112,从而形成一个单元构件110。多个单元构件100a、100b和100c被堆叠,从而可以形成堆叠结构,然后,堆叠结构被切割,从而可以形成单元热电元件120,如图2所示。也就是说,根据本发明的单元热电元件120可以形成有堆叠多个单元构件110的结构,在单元构件110上半导体层112被堆叠在基板111上。
在上述工序中,将半导体糊状物涂布到基板111上的工序可以使用各种方法来实施。例如,将半导体糊状物涂布到基板111上的工序可以通过流延法来实现,即,将非常精细的半导体材料粉末与选自由水溶剂或非水性溶剂、粘合剂、增塑剂、分散剂、消泡剂和表面活性剂组成的组中的一种混合以制备浆料,然后根据所需目的将浆料在活动的叶片或输送基板上形成至预定的厚度的工序。在这种情况下,可以使用具有10μm至100μm厚度的诸如膜或片材的材料,并且所用的半导体材料可以是用于形成上述块型元件而没有任何改变的P型材料或N型材料。
将多层单元构件110对齐并将单元构件110堆叠的工序可以通过在50℃至250℃的温度下压制单元构件110并且将单元构件110形成为堆叠结构来进行,并且本发明的实施例中,单元构件110的堆叠数目可以在2至50的范围内。随后,可以以所需形状和尺寸进行切割处理,并且可以添加烧结工序。
在堆叠有上述工序中制造的多个单元构件110的单元热电元件中,可以获得单元热电元件的厚度、形状和尺寸的均匀性。也就是说,在现有的块型热电元件中,在进行钢锭研磨工序和精炼球磨工序后,切割烧结块型结构。因此,在切割过程中存在许多缺失的材料,并且难以将材料切割成具有均匀的尺寸,并且材料的厚度为约3至5mm,因此不能容易地实现小的厚度。然而,在根据本发明的实施例的具有堆叠型结构的单元热电元件中,在片状单元构件堆叠成多层之后,切割片材堆叠结构。因此,材料几乎不损失,并且材料具有均匀的厚度,从而可以获得材料的均匀性,并且整个单元热电元件的厚度为1.5mm以下,从而可以实现小的厚度,并且所述单元热电元件可以以各种形式制造。最终实现的结构被切割为图10(d)的形式,从而实施为如图3的结构或图9所述的热电元件的结构。
具体地,在制造根据本发明的实施例的单元热电元件的过程中,在每一个单元构件110的表面上形成导电层的工序可以进一步添加到形成单元构件110的堆叠结构的工序中。
更确切地说,具有图11的结构的导电层可以形成在图10(c)的堆叠结构的单元构件之间。导电层可以形成在形成有半导体层的基板表面的相对表面上。在这种情况下,导电层可以配置有图案层,使得可以形成露出单元构件的表面的区域。因此,与在基板的整个表面上施加导电层的情况相比,可以提高导电性,并且同时,可以提高单元构件之间的粘合力,并且可以降低导热性。
更确切地说,图11示出了根据本发明的实施例的导电层C的各种变型实施例。单元构件的表面露出的图案可以被修改和设计成包括下述结构的各种形式:网格结构,包括闭合型开口图案c1和c2,如图11(a)和(b)所示;或者线型结构,包括开放型开口图案c3和c4,如图11(c)和(d)所示。与传统的块型热电元件相比,由于上述导电层,可以提高在单元构件的堆叠结构中形成的单元热电元件内的单元构件之间的粘合力,并且可以降低单元构件之间的导热性,并且可以提高导电性,并且冷却能力Qc和温度差ΔT(℃)得到改善,特别地,功率因数增加了1.5倍,即导电性增加了1.5倍。导电性的改善直接关系到热电效率的提高。因此,冷却效率提高。导电层可以由金属材料形成,并且可以使用所有金属基电极材料,例如Cu、Ag和Ni。
当具有图10所示的堆叠型结构的单元热电元件被应用到图3和图4所示的热电模块,即,当根据本发明的实施例的热电元件设置在第一基板140和第二基板150之间,并且热电模块被实施为具有包括电极层和介电层的结构的单元格时,整个厚度Th可以在1mm至1.5mm的范围内。因此,与使用现有的块型元件的情况相比,可以显著地实现小的厚度。
另外,如图12所示,图6中描述的热电元件120和130可以对齐为沿向上方向X和向下方向Y水平地设置,如图12(a)所示,并且可以切割,如图12(c)所示,使得根据本发明的实施例的热电元件也可以实现。
也就是说,热电模块可以形成为其中第一基板和第二基板、半导体层和基板的表面彼此相邻地设置的结构。然而,如图12(b)所示,热电元件本身可以竖直方向站立,使得单元热电元件的侧部可以设置成与第一基板和第二基板相邻。在这种结构中,导电层的远端露出于除了水平布置结构之外的侧部,并且可以降低垂直方向上的导热效率,同时可以提高导电率,从而可以进一步提高冷却效率。此外,可以切割和实施图9所示的形状,如图12(c)所示。
如上所述,在应用于可以在各种实施例中实现的本发明的热电模块的热电元件中,面对彼此的第一半导体元件和第二半导体元件的形状和尺寸相同。然而,在这种情况下,P型半导体元件的导电性和N型半导体元件的导电性彼此不同,从而会降低冷却效率。在这种考虑中,一个半导体元件的体积不同于面对所述一个半导体元件的另一个半导体元件的体积,从而可以提高冷却性能。
更确切地说,通过不同地形成半导体元件的整体形状或者形成具有相同高度的其中一个半导体元件的横截面的直径大于另一个半导体元件的横截面的直径,或者通过不同地形成具有相同形状的所述半导体元件的高度或横截面的直径,来使彼此面对的半导体元件的体积可以彼此不同。特别地,N型半导体元件的直径形成为大于P型半导体元件的直径,从而可以增加整个半导体元件的体积,并且可以提高热电效率。
如上所述,根据本发明的一个实施例的具有各种结构的热电元件和包括该热电元件的热电模块可以应用于除湿器,从而可以使除湿效率最大化。
虽然已经参考本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明,但是本领域技术人员将会理解,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其形式和细节进行各种改变。
[附图标记]
110:单元构件111:基板
112:半导体层120:热电元件
122:第一元件单元124:连接部
126:第二元件单元130:热电元件
132:第一元件单元134:连接部
136:第二元件单元140:第一基板
150:第二基板160a,160b:电极层
170a,170b:介电层181,182:电路线
200,300:热转换单元
210,310:热转换单元壳体
220,320:热转换构件
400:除湿模块410:冷却单元
420:干燥单元430:压缩机单元
Claims (16)
1.一种除湿器,包括:
除湿模块,包括用于压缩制冷剂的压缩机单元、用于通过所述制冷剂冷却空气的冷却单元以及用于干燥通过所述冷却单元的空气的干燥单元;以及
热电模块,包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的热电元件、与所述第一基板连接并与所述除湿模块的所述干燥单元相邻设置的第一热转换单元以及与所述第二基板连接并与所述除湿模块的所述冷却单元相邻设置的第二热转换单元。
2.根据权利要求1所述的除湿器,其中,所述热电元件包括交替设置的P型热电元件和N型热电元件,所述第一基板为吸热部,所述第二基板为散热部。
3.根据权利要求2所述的除湿器,其中,所述第一热转换单元冷却通过所述干燥单元之后的空气,并且所述第二热转换单元干燥通过所述冷却单元之前的空气。
4.根据权利要求2所述的除湿器,其中,所述第一热转换单元包括与所述第一基板相邻的第一区域和从所述第一区域延伸的第二区域,并且所述第一热转换单元设置在通过所述干燥单元之后的空气的流路上,并且
所述第二热转换单元包括与所述第二基板相邻的第三区域和从所述第三区域延伸的第四区域,并且所述第二热转换单元设置在通过所述冷却单元之前的空气的流路上。
5.根据权利要求4所述的除湿器,其中,所述第一热转换单元和所述第二热转换单元中的每一个包括热转换构件,所述热转换构件具有通过基板的折叠而形成的流路图案,所述基板包括第一平面和与所述第一平面为相对平面的第二平面。
6.根据权利要求5所述的除湿器,其中,所述流路图案具有预定的间距和预定的高度。
7.根据权利要求6所述的除湿器,其中,所述第一热转换单元中包含的第一热转换构件的间距与所述第二热转换单元中包含的第二热转换构件的间距之比为0.5:1至2.0:1。
8.根据权利要求5所述的除湿器,还包括形成在所述基板的表面上的阻力图案。
9.根据权利要求8所述的除湿器,其中,所述阻力图案从所述第一平面和所述第二平面中的至少一者突出预定距离。
10.根据权利要求9所述的除湿器,其中,所述阻力图案从所述第一平面和所述第二平面中的至少一者以预定角度倾斜突出。
11.根据权利要求5所述的除湿器,还包括在所述基板中以预定距离形成的多个槽。
12.根据权利要求5所述的除湿器,其中,所述热转换构件堆叠至少两层。
13.根据权利要求1所述的除湿器,还包括与所述第一热转换单元或所述第二热转换单元相邻设置的空气循环模块。
14.一种热电模块,包括:
第一基板;
第二基板,与所述第一基板相对设置;
热电元件,设置在所述第一基板和所述第二基板之间;
第一热转换单元,与所述第一基板连接并且被配置为与除湿模块的一侧相邻设置;以及
第二热转换单元,与所述第二基板连接并且被配置为与所述除湿模块的另一侧相邻设置。
15.根据权利要求14所述的热电模块,其中,所述第一基板为吸热部,所述第二基板为散热部,所述除湿模块的一个表面为空气被引入的表面,所述除湿模块的另一表面为从其排出空气的表面。
16.根据权利要求15所述的热电模块,其中,所述第一热转换单元和所述第二热转换单元中的每一个包括热转换构件,所述热转换构件具有通过基板的折叠而形成的流路图案,所述基板包括第一平面和与所述第一平面为相对平面的第二平面。
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