DE102006021829A1 - Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler und mit mehreren Wärmestrahlmodulen sowie deren Anwendungsmethode - Google Patents

Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler und mit mehreren Wärmestrahlmodulen sowie deren Anwendungsmethode Download PDF

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Abstract

Ein Wärmestrahler ist aus einem thermoelektrischen Kühler 5 sowie aus mehreren Wärmestrahlmodulen 1 aufgebaut, wobei die vorliegende Erfindung ebenfalls deren Anwendungsmethode betrifft. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine erzwungene Wärmeableitung an einer Wärmequelle einer Computerschaltung erzeugt, wobei die Abwärme durch mehrere Wärmeleitungen 11a, 11b abgeleitet wird. Der Wärmestrahler besteht aus einem ersten Wärmestrahlmodul 1a mit einem Kühlkörper 15, der gleichzeitig nur an den thermoelektrischen Kühler 5 befestigt ist, wobei die in einer Wärmequelle 4, wie beispielsweise einer zentralen Rechnereinheit (CPU) und einem beschleunigten Grafikchip, erzeugte Abwärme vom wärmeabsorbierenden Terminal 51 effizient zum wärmeableitenden Terminal 52 des Kühlers 5 abgeleitet wird. Das erste Wärmestrahlmodul 1a und das zweite Wärmestrahlmodul 1b sind mit je einem ersten Satz von Kühlrippen 14a bzw. zweiten Satz von Kühlrippen 14b augestattet.

Description

  • Umfeld der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler, insbesondere einen Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler und mit mehreren Wärmestrahlmodulen sowie die Methode für deren Anwendung, um eine effiziente Wärmeableitung zu erzielen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Hinsichtlich der zunehmend schnelleren Prozessoren muss die Technologie der elektronischen Wärmeableitung zu einem kritischen Thema geworden ist, das bei der Entwicklung von Computern mit einer höheren und besseren Leistungsfähigkeit berücksichtigt werden muss. Der Hauptzweck eines Kühlers dient zum Ableiten der Abwärme, die von einer zentralen Rechnereinheit (CPU) oder einer grafikverarbeitenden Karte (GPU) während dem Betrieb erzeugt und abgegeben wird, wobei diese beiden Elemente innerhalb eines Computergehäuses installiert sind und deren Abwärme über einen Kühlkörper und einem Satz von Kühlkörpern mit Hilfe der thermischen Leitfähigkeit, Konvektion und Abstrahlung abgeleitet wird. Damit wird sichergestellt, dass nicht nur die Computerelemente für den Hochleistungsbetrieb kontinuerlich betrieben werden können, sondern dass auch die elektronischen Komponenten in einem Computer zuverlässig und dauerhaft funktionieren können, und zwar unter unter Bedingung, dass die Betriebstemperatur eines Computersystems möglichst niedrig gehalten werden kann. Um somit die Wirksamkeit und Sicherheit des Betriebes eines Computersystems sicherzustellen bedarf es einer Verbesserung und Innovation der in einem solchen System verteilten Wege für die Ableitung der Abwärme und des Designs des Aufbaus dieser Wege.
  • Die thermoelektrischen Kühler (TEC) sind wärmestrahlene Komponenten, die mit einem Halbleiter den Peltiereffekt anwenden, wobei diese Abwärme von einer räumlichen Stelle A an eine andere räumliche Stelle B fgeleitet werden, das heißt, die Abwärme von der Stelle A wird zur Stelle B geleitet, so dass die Temperatur der Stelle A reduziert und die Temperatur bei der Stelle B erhöht wird. Kurzgefaßt, die Stelle A absorbiert die Temperatur, während diese Abwärme an der Stelle B abgestrahlt wird. Ein typischer thermoelektrischer Kühler besteht aus einer Reihe von Halbleiterpaaren des P-Typs und des N-Typs in Form von Kristallkörnchen, wobei jedes Paar aus einem Halbleiterpaar besteht, welches mit je einem Leiter aus Metall (Kupfer oder Aluminium) zwischen dem Halbleiter des F-Typs und N-Typs angeordnet ist, um eine Schaltungsschlaufe zu bilden. Die Menge der Halbleiterpaare wird in je zwei Keramikplatten auf beiden Seiten des Kühlers eingebettet. Beim Aufladen des Kühlers geben die Halbleiter des N-Typs die Abwärme ab, während die Abwärme von den Halbleitern des P-Typs absorbiert wird. Daher ist ein Kühler, der aus einem N/P-Paar aufgebaut ist, mit einem wärmeabsorbierenden Terminal und einem wärmeableitenden Terminal aufgebaut, wobei der mit dem Kühler dank der direkten Ableitung der Abwärme diese Abwärme wirksam verteilt und abgeleitet wird.
  • Die thermoelektrischen Kühler werden häufig fur die Verteilung und Ableitung der Abwärme von einer zentralen Rechnereinheit oder von anderen wärmeerzeugenden Chips in einem Computersystem eingesetzt. Wie dies in der 10 und in der 11 gezeigt ist, besteht ein thermoelektrischer Kühler 5 aus einem wärmeabsorbierenden Terminal 51, das an einer Wärmequelle befestigt ist, und aus einem wärmeableitenden Terminal 52, das an einem Aufbau 90 für die Wärmeverteilung, sowie aus einem Kühlkörper und aus einem Satz von Kühlrippen. Auf zwei Schnittstellen der Terminal 51, 52 wird eine thermische Paste zum Reduzieren des Wärmewiderstandes aufgetragen. Mit einem Ventilator 61 wird die Luftströmung auf die Oberflächen der Kühlrippen geblasen, um so eine erzwungene Luftkonvektion innerhalb des Aufbaus 90 für die Wärmeverteilung zu erzeugen. Bei einer solchen Anordnung sind die Elemente für die Ableitung der Abwärme wie folkgt: Wärmequelle, thermoelektrischer Kühler, Kühlkörper/Kühlrippen, Systemgehäuse, Außenumgebung.
  • In der Praxis muss die Kapazität für die Ableitung der Abwärme der thermoelektrische Kühler wegen der Versorgung mit elektrischer Energie die Nennkapazität des herkömmlichen Kühlers höher sein. Die elektrische Stromversorgung des Kühlers beträgt üblicherweise mindestens 30% von der der zentralen Rechnereinheit, die mit diesem Kühler betrieben wird. Nach dem ersten Gesetz der Thermodynamik sind lediglich die Aufrechterhaltung der Energie und die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe von einem Kühler gleichwertig mit der Menge der Absorptionsrate des wärmeabsorbierenden Terminals, der Eingabe von elektrischer Energie und der Geschwindigkeit der Steigerung der internen Energie. Daher wird die Abwärme, die von einer zugeordneten CPU oder einem Chip erzeugt wird, mit einem Wärmestrahler mit thermoelektrischem Kühlkörper nicht nur abgeleitet, sondern auch die durch den Strom, mit dem der Kühler versorgt wird, erzeugte Abwärme wird ebenfalls abgeleitet. Kurzgefaßt dient der thermoelektrische Kühler in einem Wärmestrahler nicht nur allein zum Ableiten der Abwärme in einer wärmeableitenden Vorrichtung, sondern ist ebenfalls eine starke Wärmequelle. Daher ist es offensichtlich, dass ein thermoelektrischer Kühler mit Kühlrippen versehen sein muss, die entweder eine größere Gesamtfläche haben oder die mit einem stärkeren Ventilator ausgestattet sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
  • 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des ersten Satzes der ersten bevorzugten Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung.
  • 1A zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten in der 1 gezeigten Satzes der bevorzugten Ausführungsformen.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines ersten Satzes, der in einem Computergehäuse installiert ist.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht des in der 1 gezeigten ersten Satzes der bevorzugten Ausführungsform.
  • 3A zeigt eine örtliche Seitenansicht des thermoelektrischen Kühlers.
  • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform in einem ersten Satz, wobei der Ventilator an einer anderen Stelle montiert ist.
  • 5 zeigt eine Vorderansicht der in der 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform.
  • 6 zeigt eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines ersten Satzes, der in einem Computergehäuse mit einer anderen Anordnung der Module installiert ist.
  • 7 stellt die Ableitung der Abwärme durch die Wege des zweiten Satzes der bevorzugten Ausführungsform dar.
  • 8 zeigte eine perspektivische Ansicht einer typischen bevorzugten Ausführungsform des zweiten Satzes.
  • 9 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer typischen bevorzugten Ausführungsform des zweiten Satzes.
  • 10 zeigt eine Explosionsansicht eines herkömmlichen Wärmestrahlers für einen Computerchip.
  • 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Wärmestrahlers für einen Computerchip.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Wärmestrahlers mit einem thermoelektrischen Kühler und mit mehreren Wärmestrahlmodulen, mit denen die Abwärme von den Wärmequellen, wie z. B. einer zentralen Rechnereinheit (CPU) oder einem beschleunigten Grafikchip, nicht nur mit einem ersten Wärmestrahlmodul, sondern auch mit einem zweiten Wärmestrahlmodul abgeleitet wird, die mit dem wärmeableitenden Terminal des thermoelektrischen Kühlers verbunden sind, damit die Abwärme durch zwei Wege abgeleitet werden kann (siehe 7).
    • Wärmeleitungsweg 1: Wärmequelle, erstes Wärmestrahlmodul, Außengehäuse des Computers, thermoelektrischer Kühler, zweites Wärmestrahlmodul, Außenumgebung;
    • Wärmeleitungsweg 1: Thermoelektrischer Kühler, erstes Wärmestrahlmodul, zweites Wärmestrahlmodul, Außengehäuse des Computers, Außenumgebung.
  • Das erste Wärmestrahlmodul ist aus einem ersten Satz von Kühlrippen und aus einem Kühlkörper aufgebaut, wobei auf diesem Kühlkörper dieser Satz von Kühlrippen monitert ist. Durch den Satz der Kühlrippen und den Kühlkörper ist eine Wärmeleitung geführt, wobei der Kühlkörper gleichzeitig mit der Wärmequelle und dem thermoelektrischen Kühler verbunden ist. Weiter kann der Satz von Kühlrippen mit Stanzen, Schweißen, Pressen und Formen hergestellt werden.
  • Das zweite Wärmestrahlmodul ist aus einem zweiten Satz von Kühlrippen und aus einem Kühlkörper aufgebaut, wobei auf diesem Kühlkörper dieser Satz von Kühlrippen montiert ist. Durch den Satz der Kühlrippen und den Kühlkörper ist eine Wärmeleitung geführt, wobei der Kühlkörper nur am thermoelektrischen Kühler befestigt ist. Weiter kann der Satz von Kühlrippen mit Stanzen, Schweißen, Pressen und Formen hergestellt werden.
  • Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Methode für die mehrfache Wärmestrahlung, wobei die Abwärme durch mehrere Wege für deren Ableitung durch mehrere Wege abgeleitet wird, wobei der thermoelektrische Kühler für einen zuverlässigen Betrieb wirksam funktioniert.
  • Für ein besseres Verständnis der unterschiedlichen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen diese in der nachstehenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigelegten Zeichnungen näher erläutert werden Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Wie dies in der 1 und in der 1A gezeigt ist besteht die erste bevorzugte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung eines Wärmestrahlers aus einer Wärmeleitung, die durch einen Satz von Kühlrippen geführt ist. Das in der 1 gezeigte Wärmestrahlmodul 1 ist mit einem unteren Verbindungselement 10 ausgestreckt, um damit dessen Basis 4 auf eine elektronische Komponente zu montieren. Das Wärmestrahlmodul 1 wird mit einem Satz von Verriegelungselementen 12 auf die Schaltplatine 2 befestigt. Neben dem Wärmestrahlmodul 1 ist ein Ventilator 6 zum Erzeugen einer Luftströmungauf den Satz von Kühlrippen 14 des Wärmestrahlmoduls 1 montiert, wobei mit dieser Luftströmung die auf den Oberflächen der Rippen angesammelte und die mit der unteren Basis 4 absorbierende Abwärme kontinuierlich durch die Wege der Basis 4, den Satz der Kühlrippen 14 und mit der Luftströmung abgeleitet wird. Die 2 zeigt eine Konfiguration für die Montage der vorliegenden Erfindung innerhalb eines Computers 3, wobei mit einem Ventilator 6 eine Luftströmung erzeugt wird, die auf den Satz der Kühlrippen 14 geblasen wird, wobei die erwärmte Luftströmung, die durch den Satz der Kühlrippen 14 abgeleitet wird, weiter durch eine Luftauslaßöffnung 31 in Übereinstimmung der Leeseite gegenüber des Ventilators 6 geleitet wird, um damit die in einem Computer 3 während dem Betrieb erzeugte Abwärme mit Hilfe einer erzwungenen Luftkonvektion abzuleiten.
  • Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist an der Basis 4 gleich oberhalb einer zentralen Rechnereinheit ein thermoelektronischer Kühler 5 montiert, der wegen dem Betrieb des Computers einer hohen Temperatur ausgesetzt wird. Die Basis 4 wird mit einem Satz von Verriegelungselementen 12 auf eine Schaltplatine 2 befestigt. Der Strom zum thermoelektrischen Kühler 5 wird durch Kabeln 50 geleitet, damit die von der zentralen Rechnereinheit während dem Betrieb erzeugte Abwärme mit einem wärmeabsorbierenden Terminal 51 auf der unteren Seite des thermoelektrischen Kühlers 5 aufgenommen und zu einem wärmeableitenden Terminal 52 geleitet werden kann, so dass die Temperatur der zentralen Rechnereinheit wirksam reduziert werden kann (siehe 3A). Der thermoelektrische Kühler 5 besteht weiter aus einer umgebenden wärmeleitfähigen Komponente 7, wobei zwischen dem thermoelektrischen Kühler 5 und der wärmeleitfähigen Komponente 7 ein Zwischenraum 7a gebildet wird. In den Raum 7a für die Wärmeverteilung ist zum Ableiten der mit dem thermoelektrischen Kühler 5 aufgenommenen Abwärme eine Wärmeleitung 11b eingeführt, wonach diese Abwärme mit einer thermischen Ableitung zu einem Satz von Kühlrippen 14b geleitet wird. Ein Wärmestrahler mit mehreren Wärmestrahlmodulen nach der vorliegenden Erfindung ist aus einem ersten Satz von Kühlrippen 14a mit einer ersten Wärmeleitung 11a, deren unteren Ende 111a mit einer Wärmequelle verbunden ist, und aus einem zweiten Satz von Kühlrippen 14b mit einer zweiten Wärmeleitung 11b, deren unteres Ende mit dem wärmeableitenden Terminal 52 des thermoelektrischen Kühlers 5 verbunden ist, aufgebaut. Das erste Wärmestrahlmodul 1a besteht weiter aus einem ersten Satz von Kühlrippen 14a, welches mit der ersten Wärmeleitung 11a verbunden ist, während das zweite Wärmestrahlmodul 1b aus einem zweiten Satz von Kühlrippen 14b, die mit der zweiten Wärmeleitung 11b verbunden ist, aufgebaut ist. Auf einer Seite des Wärmestrahlmoduls 1 ist für das Blasen einer Luftströmung auf einen ersten Satz von Kühlrippen 14a und auf den zweiten Satz von Kühlrippen 14b ein Ventilator 6 installiert, damit die Abwärme auf den Oberflächen dieser Kühlrippen weggeblasen wird. Weiter kann ein weiterer Ventilator (in der Fig. Nicht abgebildet) mit dem Ventilator 6 gekoppelt werden, um die Luftkonvektion weiter zu verbessern. Das untere Ende 111a der ersten der ersten Wärmeleitung 11a befindet sich zwischen der Basis 4 und einer zentralen Rechnereinheit. Zudem muss die Anzahl von Wärmeleitungen, die mit dem ersten Wärmestrahlmodul 1a und dem zweiten Wärmestrahlmodul 1b verbunden sind, nicht auf nur zwei Leitungen begrenzt werden; es können je nach Bedarf und Notwendigkeit zur Verteilung und Ableitung der Abwärme mehrere Wärmeleitungen vorgesehen werden. Auf die Kontaktflächen auf der Basis 4, den thermoelektrischen Kühler 5 und auf die wärmeleitfähige Komponente 7 kann ein Klebstoff für die Wärmeverteilung aufgetragen werden, um damit die Wärmeableitfähigkeit zu verbessern.
  • Mit der Methode mit mehreren Wärmestrahlern nach der vorliegenden Erfindung kann die Abwärme von einer zentralen Rechnereinheit verteilt und abgeleitet werden, wobei die Betriebstemperatur unterhalb eines vorbestimmten Temperaturwertes gehalten werden kann, um so einen möglichst stabilen und störungsfreien Betrieb der CPU zu gewährleisten. Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist das untere Ende 111a einer ersten Wärmeleitung 11a eines ersten Wärmestrahlmoduls 1a zwischen der Basis 4 und der zentralen Rechnereinheit eingebettet. Die erste Wärmeleitung 11a, die sich von der CPU erstreckt, ist durch den ersten Satz von Kühlrippen 14a geführt, wobei die Abwärme von der CPU gleichmäßig an alle Rippen verteilt und mit der Luftströmung, die mit dem innerhalb des Wärmestrahlmoduls 1 installierten Ventilators erzeugt wird, abgeleitet wird, um so die Abwärme schnell zu verteilen und abzuleiten.
  • Gleichzeitig ist der thermoelektrische Kühler 5 an der oberen Fläche der Basis 4 befestigt, während die Abwärme an der Stelle A mit dem Peltiereffekt zur Stelle B geleitet werden kann, damit die Temperatur an der Stelle A reduziert wird, wobei die Temperatur an der Stelle B erhöht wird. Die zur Kontaktfläche weitergeleitete Abwärme (das heißt, das wärmeabsorbierende Ende 51) zwischen dem thermoelektrischen Kühler 5 und der Basis 4 wird zur gegenüberliegenden Oberfläche geleitet (das heißt, zum wärmeableitenden Ende 52) des thermoelektrischen Kühlers 5. Das untere Ende 111b der zweiten Wärmeleitung 11b des zweiten Wärmestrahlmoduls 1b ist im wärmeverteilenden Raum 7a zwischen dem thermoelektrischen Kühler 5 und der eingebauten wärmeleitfähigen Komponente 7 eingebettet. Die zweite Wärmeleitung 11b, die sich vom wärmeverteilenden Raum 7a erstreckt, ist durch die Rippen des zweiten Satzes von Kühlrippen 14b geführt, wobei die Abwärme vom thermoelektrischen Kühler 5 gleichmäßig an jede Rippe geleitet und mit der Luftströmung, die mit dem innerhalb des Wärmestrahlmoduls 1 installierten Ventilator 6 erzeugt wird, abgeleitet werden kann, um so die Abwärme schnell zu verteilen und abzuleiten.
  • Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist der Ventilator ist der Ventilator 6 auf einer Seite des ersten Wärmestrahlmoduls 1a montiert. Da die Wärmeabstrahlgeschwindigkeit der CPU höher ist als die des thermoelektrischen Kühlers 5 wird die kühle Luftströmung zuerst zum ersten Satz von Kühlrippen 14a geblasen, wobei dieser erste Satz von Kühlrippem 14a mit einer ersten Wärmeleitung 11a verbunden ist. Die Stelle des Ventilators 6, wie in der 4 und in der 5 gezeigt, befindet sich jedoch auf der Seite, die mit dem ersten Satz von Kühlrippen 14a des ersten Wärmestrahlmoduls 1a und mit dem zweiten Satz von Kühlrippen 14b des zweiten Wärmestrahlmoduls 1b verbunden ist, wobei mit der kühlen Luftströmung, die mit dem Ventilator 6 erzeugt wird, gleichzeitig sowohl der erste Satz von Kühlrippen 14a als auch der zweite Satz von Kühlrippen 14b abgekühlt wird. Daher wird mit der kühlen Luftströmung die Abwärme auf der Oberfläche der Rippen 14a und 14b gleichzeitig ausgetauscht, wobei die Abwärme durch die erste Wärmeleitung 11a und die zweite Wärmeleitung 11b abgeleitet wird, um somit die Abwärme von der CPU und dem thermoelektrischen Kühler 5 zu verteilen und abzuleiten.
  • Falls dies im Innenraum innerhalb eines Computergehäuses möglich ist, können das erste Wärmestrahlmodul 1a und das zweite Wärmestrahlmodul 1b unabhängig darin voneinander installiert werden, wobei sich deren jeweilige Wärmeleitung von derselben Wärmequelle und den jeweiligen Ventilatoren erstrecken, um die Abwärme von der Wärmequelle zu verteilen und abzuleiten. Beispielsweise kann das untere Ende 111a der ersten Wärmeleitung 11a des ersten Wärmestrahlmoduls 1a von der CPU und zum erste Satz von Kühlrippen 14a geführt werden, wo die Abwärme gleichmäßig verteilt und mit der Luftströmung vom Ventilator, der unterhalb der Schaltplatine verborgen montiert ist, abgeleitet wird. Gleichzeitig kann das untere Ende 111b der zweiten Wärmeleitung 11b des zweiten Wärmestrahlmoduls vom thermoelektrischen Kühler 5 auf der CPU zum zweiten Satz von Kühlrippen 14b geführt und mit der Luftströmung abgeleitet werden, wobei diese Luftströmung mit einem Ventilator auf der Rückwand des Computergehäuses montiert ist.
  • Die 7 bis 9 stellen eine zweite bevorzugte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung dar.
  • Wie dies in der 7 und 9 gezeigt ist, besteht ein erstes Wärmestrahlmodul 1a' aus einem Aufbau mit einem Kühlkörper und einem Satz von Kühlrippen, die durch Stanzen, Schweißen, Pressen und Formen hergestellt werden. Der erste Satz von Kühlrippen 14a' ist durch Stanzen oder Schweißen mit dem Kühlkörper 15a verbunden. Ungeachtet der gegenwärtig angewendeten Herstellmethode wird der Kühlkörper 15a des ersten Wärmestrahlmoduls 1a' sowohl an eine Wärmequelle 4' (wie beispielsweise eine CPU) als auch an einen thermoelektrischen Kühler 5' befestigt. Diese bevorzugte Ausführungsform besteht weiter aus einem zweiten Wärmestrahlmodul 1b', der ebenfalls durch Stanzen, Schweißen, Pressen und Formen mit einem Kühlkörper und einem Satz von Kühlrippen ausgestattet ist. Der zweite Satz von Kühlrippen 14b' wird durch Stanzen oder Schweißen mit dem Kühlkörper 15b befestigt. Der Kühlkörper 15b des zweiten Wärmestrahlmoduls 1b' ist nur mit dem thermoelektrischen Kühler 5' verbunden. Der Aufbau dieser bevorzugten Ausführungsform besteht von unten nach oben aus den folgenden Elementen: Wärmequelle 4' (wie beispielsweise eine CPU), dem ersten Wärmestrahlmodul 1a', dem thermoelektrischen Kühler 5' und dem zweiten Wärmestrahlmodul 1b'.
  • Die von der Wärmequelle 4', wie beispielsweise eine CPU oder ein anderer Chipsatz, erzeugte Abwärme wird vom Kühlkörper 15a zu einem ersten Satz von Kühlrippen 14a' entlang dem ersten Wärmestrahlmodul 1a' abgeleitet. Gleichzeitig wird mit dem auf einer oberen Fläche des Kühlkörpers 15a befestigten thermoelektrischen Kühlers 5' die Abwärme von einem unteren wärmeabsorbierenden Terminal 51' mit Hilfe des Peltiereffekts zu einem oberen wärmeableitenden Terminal 52' geleitet. Da das wärmeableitende Terminal 52' am Kühlkörper 15b des zweiten Wärmestrahlmoduls 1b' befestigt ist bietet das zweite Wärmestrahlmodul 1b' einen weiteren Weg zum Ableiten der Abwärme von der Wärmequelle 4. Weiter wird an die Sätze der Kühlrippen ein Ventilator 6' installiert, womit eine kühle Luftströmung durch die Rippen geblasen wird, um die Temperatur der Wärmequelle 4' zu reduzieren. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform wird nicht nur die Abwärme von der Wärmequelle, sondern die Abwärme vom Kühler wird ebenfalls abgeleitet.
  • Dies ist eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wobei diese erfindungsgemäße Ausführungsart auf unterschiedliche Weise ausgeführt und modifiziert werden kann. Solche Modifizierungen werden als keine Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung betrachtet, während solche Modifizierungen den Fachleuten auf diesem Gebiet offensichtlich werdenund in den nachstehenden Schutzansprüchen beschrieben werden sollen.

Claims (20)

  1. Ein Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, aufgebaut aus: einem ersten Wärmestrahlmodul 1 mit einem ersten Satz von Kühlrippen 14a, wobei eine erste Wärmeleitung 11a mit jeder Rippe dieses Satzes von Kühlrippen 14a, 14b verbunden ist, während ein Ende dieser ersten Wärmeleitung 11a sich nahe bis zur Wärmequelle erstreckt; ein thermoelektrischer Kühler 5, der zum Ableiten der Abwärme von einer Kontaktfläche mit der Wärmequelle an eine gegenüberliegende obere Oberfläche an der Wärmequelle befestigt ist, und einem zweiten Wärmestrahlmodul 1' mit einem zweiten Satz von Kühlrippen 14b, wobei eine zweite Wärmeleitung 11b mit jeder Rippe 14 dieses Satzes von Kühlrippen 14a, 14b verbunden ist, während ein Ende dieser zweiten Wärmeleitung 11b sich nahe bis zum thermoelektrischen Kühler erstreckt.
  2. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende 111a der ersten Wärmeleitung 11a in einer Basis 4 eingebettet ist, welche wiederum mit der Wärmequelle verbunden ist.
  3. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende 111b der ersten Wärmeleitung 11a sich nach einer Stelle mit guter Ventilation erstreckt.
  4. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende 111a der zweiten Wärmeleitung 11b sich nahe zur oberen Fläche des thermoelektrischen Kühlers, wo die Abwärme abgegeben wird, befindet.
  5. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende 111b der zweiten Wärmeleitung 11b sich nach einer Stelle mit guter Ventilation erstreckt.
  6. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoelektrische Kühler in einer wärmeleitfähigen Komponente eingebaut ist, um die Abwärme vom thermoelektrischen Kühlers zu absorbieren; die Abwärme mit der zweiten Wärmeleitung 11b vom thermoelektrischen Kühler zum zweiten Satz von Kühlrippen 14b abgeleitet wird.
  7. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des ersten Satzes von Kühlrippen 14a und des zweiten Satzes von Kühlrippen 14b je ein Ventilator installiert ist.
  8. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wärmestrahlmodul 1 mit mindestens einer zusätzlichen Wärmeleitung 11a ausgestattet ist, deren ein Ende 111a auf einer Seite des thermoelektrischen Kühlers 5 angebracht ist, während das andere Ende durch den ersten Satz von Kühlrippen 14a zum Verbessern der Wärmeableitung geführt ist.
  9. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, 1' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wärmestrahlmodul 1' mit mindestens einer Wärmeleitung 11b ausgestattet ist, deren ein Ende 111b auf einer Seite des thermoelektrischen Kühlers 5 angebracht ist, während das andere Ende durch den zweiten Satz von Kühlrippen 14b zum Verbessern der Wärmeableitung geführt ist.
  10. Eine Methode für die Wärmeableitung mit Hilfe des Wärmestrahlers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: (1) mit dem an der Wärmequelle befestigten thermoelektrischen Kühler 5 wird die Abwärme von einer Kontaktfläche mit der Wärmequelle nach oben zu eineren oberen gegenüberliegenden Oberfläche geleitet; (2) mit der ersten Wärmeleitung die Abwärme vom thermoelektrischen Kühler und der Wärmequelle zum ersten Satz von Kühlrippen 14a geleitet wird; (3) mit der zweiten Wärmeleitung die Abwärme vom thermoelektrischen Kühler 5 zum zweiten Satz von Kühlrippen 14b geleitet wird, und (4) Erzeugen einer kühlen Luftströmung zum ersten Satz von Kühlrippen 14a und zum zweiten Satz von Kühlrippen 14b, um die Abwärme durch die Luftkonvektion abzuleiten.
  11. Die Methode für die Wärmeableitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum, in dem die Wärmestrahlmodule 1 eingebaut sind, für die bessere Luftkonvektion weiter mit einer Luftauslaßöffnung versehen ist.
  12. Die Methode für die Wärmeableitung nach Anspruch 10, die weiter den Schritt umfaßt, mindestens einen Ventilator anzuwenden, der sich neben dem Satz der Kühlrippen 14a, 14b befindet, um die Zuführung der kühlen Luft durch diese Kühlrippen 14a, 14b zu erleichtern.
  13. Die Methode für die Wärmeableitung nach Anspruch 12, die weiter den Schritt umfaßt, neben dem ersten Ventilator 6 einen zweiten Ventilator 6 zu installieren, um die Konvektion der Luftströmung weiter zu verbessern.
  14. Die Methode für die Wärmeableitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle ein elektronisches Schaltelement ist.
  15. Die Methode für die Wärmestrahlung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Schaltelement als eine zentrale Rechnereinheit ausgeführt ist.
  16. Ein Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1, bestehend aus: einem ersten Wärmestrahlmodul 1 mit einem ersten Satz von Kühlrippen 14a, während ein Kühlkörper an diesem ersten Satz von Kühlrippen 14a befestigt ist, wobei ein Ende dieses Kühlkörpers sich bis nach zur Wärmequelle erstreckt; einem thermoelektrischen Kühler, der für das Ableiten der Abwärme von einer Kontaktfläche mit der Wärmequelle zu einer gegenüberliegenden oberen Oberfläche an der Wärmequelle befestigt ist; und einem zweiten Wärmestrahlmodul 1' mit einem zweiten Satz von Kühlrippen 14b, während ein Kühlkörper an diesem zweiten Satz von Kühlrippen 14b befestigt ist, wobei ein Ende dieses Kühlkörpers 14b mit der Oberfläche des thermoelektrischen Kühlers 5 verbunden ist.
  17. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1 nach Anspruch 16, in dem weiter ein Ventilator 6 auf einer Seite auf einer der ersten Satz von Kühlrippen 14a und einem zweiten Satz von Kühlrippen 14b installiert ist.
  18. Der Wärmestrahler mit einem thermoelektrischen Kühler 5 und mit mehreren Wärmestrahlmodulen 1 nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wärmestrahlmodul 1, der Kühlkörper des zweiten Wärmestrahlmoduls 1' und die Wärmestrahlsätze direkt miteinander verbunden sind.
  19. Eine Methode für die Wärmestrahlung mit Hilfe des Wärmestrahlers nach Anspruch 16, die die folgenden Schritte umfaßt: (1) Mit dem an der Wärmequelle befestigten thermoelektrischen Kühler 5 wird die Abwärme von einer Kontaktfläche mit der Wärmequelle nach oben auf eine gegenüberliegende obere Oberfläche geleitet. (2) Der erste Kühlkörper 15a, der die Abwärme vom thermoelektrischen Kühler 5 und der Wärmequelle ableitet, leitet diese Abwärme zum ersten Satz von Kühlrippen 14a. (3) Der zweite Kühlkörper 15b, der die Abwärme vom thermoelektrischen Kühler 5 und der Wärmequelle ableitet, leitet diese Abwärme zum zweiten Satz von Kühlrippen 14b.
  20. Die Methode für die Wärmestrahlung nach Anspruch 19, die weiter den Schritt zum Weiterleiten einer kühlen Luftströmung zum ersten Satz und zweiten Satz von Kühlrippen 14b umfaßt, um die Abwärme wirksam dank dem Wärmeaustausch abzuleiten.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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