DE102011082204A1 - Thermoelectric unit for converting heat into electric current in electrically-driven motor car, has thermoelectric elements arranged between differently oriented outer sides of inner and outer fluid guide elements - Google Patents

Thermoelectric unit for converting heat into electric current in electrically-driven motor car, has thermoelectric elements arranged between differently oriented outer sides of inner and outer fluid guide elements Download PDF

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Abstract

The thermoelectric unit (100) has an inner fluid guide element (110) in which fluid channels (120) are arranged. Each of the fluid channels is arranged in two outer fluid guide elements (140). Two thermoelectric elements (130) i.e. Peltier elements, are arranged between an outer side of the inner fluid guide element and a differently oriented outer side of the outer fluid guide elements. The inner and outer fluid guide elements have material blocks i.e. metal blocks in which apertures or holes are formed as the fluid channels.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine thermoelektrische Einheit gemäß dem Hauptanspruch.The present invention relates to a thermoelectric unit according to the main claim.

Im elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug treten beispielsweise an Batterie, Leistungselektronik und Elektromaschine Abwärmen auf, die auf moderatem Temperaturniveau abgeführt werden müssen. Unter bestimmten Umgebungsbedingungen müssen diese Komponenten auch geheizt werden. Dies kann in autarker Weise, d. h. unabhängig vom Klimagerät, über Peltier-Elemente erfolgen, die sich allein durch Umpolung des Stromflusses zwischen Kühlfall und Heizfall umschalten lassen. Über einen solchen Apparat mit zwei Kühlmittelseiten (d. h. über ein warmes Fluid und ein kaltes Fluid), können auf der einen Seite die zu temperierenden Komponenten angeschlossen werden und auf der anderen Seite beispielsweise ein Kontakt zur Umgebung hergestellt werden (z. B. Kühler im Frontmodul eines Fahrzeuges). Der „Apparat” kann alternativ, wenn keine Peltier-Elemente eingesetzt werden, ein mit Kühl- und Kältemittel durchströmter Chiller sein, wäre dann aber wieder thermisch und regelungstechnisch an die konventionelle Klimaanlage gekoppelt.In the electrically powered motor vehicle, for example, the battery, power electronics and electric machine experience waste heat, which must be dissipated at a moderate temperature level. Under certain environmental conditions, these components must also be heated. This can be done in a self-sufficient way, i. H. independent of the air conditioner, via Peltier elements that can be switched only by reversing the current flow between cooling and heating. By means of such an apparatus with two coolant sides (ie via a warm fluid and a cold fluid), the components to be tempered can be connected on one side and, for example, a contact to the environment can be established on the other side (eg cooler in the front module a vehicle). Alternatively, if no Peltier elements are used, the "apparatus" can be a chiller through which coolant and refrigerant flow, but would then be thermally coupled to the conventional air conditioning system again.

Das Grundproblem einer solchen Anlage besteht darin, dass der Wirkungsgrad des Peltier-Effektes bei kleinen anliegenden Temperaturdifferenzen (z. B. 10 K) zwar durchaus mit dem Wirkungsgrad konventioneller Verdampfungs-Kälteanlagen mithalten kann, bei größeren Temperaturdifferenzen, die leider in der Regel dem Nutzungsprofil entsprechen, jedoch sehr schnell erheblich unterlegen sind. Dies bedeutet, dass der Wärmeübergang zwischen Peltier-Element und Fluid optimal gestaltet werden sollte, damit hierdurch nur geringe, zusätzliche Temperaturverluste entstehen. Diesem Problem stehen auch hohe Wärmestromdichten entgehen, insbesondere wenn mit wenigen Hochleistungselementen anstelle von vielen Standardelementen gearbeitet wird. Hochleistungselemente können auf engem Raum untergebracht werden, wenn ein hoher Wärmeübergang an das Fluid durch einen hohen Druckabfall erzwungen wird.The basic problem of such a plant is that the efficiency of the Peltier effect with small adjacent temperature differences (eg 10 K) can certainly keep up with the efficiency of conventional evaporative refrigeration systems, with larger temperature differences, which unfortunately usually the usage profile but are significantly inferior very quickly. This means that the heat transfer between Peltier element and fluid should be optimally designed so that only small, additional temperature losses occur. This problem also high heat flux densities escape, especially when working with a few high-performance elements instead of many standard elements. High-performance elements can be accommodated in a small space if a high heat transfer to the fluid is forced by a high pressure drop.

Nachteilig ist beim Stand der Technik, dass entweder viele Peltier-Elemente eingesetzt werden müssen (beispielsweise in Bezug auf Bauraum, Kosten, etc.), oder unter Einsatz von Hochleistungselementen ein hoher Pumpenvordruck benötigt wird, der im Fahrzeug normalerweise nicht anliegt. Beispielsweise leistet eine exemplarische elektrische Kühlmittelpumpe selbst bei niedrigen Drehzahlen/Durchsätzen maximal 0,8 bar Druckaufbau und dies muss für mehrere durchströmte Komponenten inklusive Leitungen ausreichen.A disadvantage of the prior art that either many Peltier elements must be used (for example, in terms of space, cost, etc.), or using high-performance elements, a high pump pressure is required, which is normally not applied in the vehicle. For example, an exemplary electric coolant pump provides a maximum of 0.8 bar pressure build-up even at low speeds / throughputs, and this must be sufficient for several components through which flow is effected, including lines.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte thermoelektrische Einheit zu schaffen.It is the object of the present invention to provide an improved thermoelectric unit.

Diese Aufgabe wird durch eine thermoelektrische Einheit gemäß dem Hauptanspruch gelöst.This object is achieved by a thermoelectric unit according to the main claim.

Die vorliegende Erfindung schafft eine thermoelektrische Einheit mit folgenden Merkmalen:

  • – einem inneren Fluidführungselement, das eine Mehrzahl von Außenflächen aufweist und in dem mehrere Fluidkanäle angeordnet sind;
  • – zumindest zwei äußeren Fluidführungselementen, in welchen je mehrere Fluidkanäle angeordnet ist; und
  • – zumindest zwei thermoelektrische Elemente, die je zwischen einer der Außenseiten des inneren Fluidführungselementes und einer Außenseite eines unterschiedlichen der äußeren Fluidführungselemente angeordnet sind.
The present invention provides a thermoelectric unit having the following features:
  • - An inner fluid guide element having a plurality of outer surfaces and in which a plurality of fluid channels are arranged;
  • - At least two outer fluid guide elements, in each of which a plurality of fluid channels is arranged; and
  • - At least two thermoelectric elements, which are each arranged between one of the outer sides of the inner fluid guide element and an outer side of a different one of the outer fluid guide elements.

Unter einem thermoelektrischen Element kann dabei ein Halbleiterbauteil verstanden werden, das in der Lage ist, Wärme in elektrischen Strom und umgekehrt auch elektrische Energie in Wärme umzuwandeln.In this case, a thermoelectric element can be understood as meaning a semiconductor component which is capable of converting heat into electrical current and, conversely, also converting electrical energy into heat.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass nun durch eine Anordnung von Fluidkanälen in unterschiedlichen Fluidführungselementen und eine entsprechende Anordnung von thermoelektrischen Elementen ein möglichst optimaler Fluss von Wärme aus den Fluidkanälen des oder der äußeren Fluidführungselementes zu Fluidkanälen des inneren Fluidführungselementes erfolgen kann. Dies wird dadurch sichergestellt, dass nun die thermoelektrischen Elemente nicht mehr nur auf zwei (Haupt-)Oberflächen des inneren Fluidführungselementes angeordnet sind, sondern an unterschiedlichen Seiten d. h. Außenoberflächen des inneren Fluidführungselementes. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die thermoelektrischen Elemente in einem Winkel aus einem Winkelbereich zueinander angeordnet sind, wobei beispielsweise der Winkelbereich Winkel von 5 Grad bis 90 Grad umfasst. Auf diese Weise kann ermöglicht werden, dass die thermoelektrischen Elemente an unterschiedlich orientierten Außenoberflächen des inneren Fluidführungselementes angebracht werden, die nicht nur durch zwei gegenüberliegenden Hauptoberflächen des inneren Fluidführungselementes gebildet sind. Hierdurch kann die dreidimensionale Ausbreitung von Wärme im inneren Fluidführungselement sehr günstig dazu ausgenutzt werden, diese Wärme effizient abzuführen und in den thermoelektrischen Elementen zumindest teilweise in elektrische Energie gewandelt werden.The invention is based on the finding that an optimum flow of heat from the fluid channels of the outer fluid-guiding element to fluid channels of the inner fluid-guiding element can now take place through an arrangement of fluid channels in different fluid-guiding elements and a corresponding arrangement of thermoelectric elements. This is ensured by the fact that now the thermoelectric elements are no longer arranged only on two (main) surfaces of the inner fluid guide element, but on different sides d. H. Outer surfaces of the inner fluid guide element. It is particularly advantageous if the thermoelectric elements are arranged at an angle from an angular range to each other, wherein, for example, the angle range angle of 5 degrees to 90 degrees. In this way it can be made possible that the thermoelectric elements are attached to differently oriented outer surfaces of the inner fluid guiding element, which are not only formed by two opposing main surfaces of the inner fluid guiding element. In this way, the three-dimensional propagation of heat in the inner fluid guiding element can be exploited very favorably to dissipate this heat efficiently and at least partially converted into electrical energy in the thermoelectric elements.

Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil einer guten Thermodynamik bei hohen Wärmestromdichten. Zugleich wird eine besonders günstige Herstellungsweise und eine hohe Modularisierbarkeit eines zu schaffenden thermoelektrischen Systems sowie eine einfache Anschlussmöglichkeit der hier vorgestellten thermoelektrischen Einheit an weitere fluidführende Komponenten möglich.The present invention offers the advantage of good thermodynamics at high heat flux densities. At the same time, a special favorable production method and a high modularity of a thermoelectric system to be created and a simple connection possibility of the presented here thermoelectric unit to further fluid-carrying components possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an mehr als zwei Außenflächen entlang eines Umfangs des inneren Fluidführungselementes je ein thermoelektrisches Element angeordnet ist, welches je mit einer Außenfläche eines äußeren Fluidführungselementes in thermischem Kontakt steht, insbesondere wobei an jeder Außenfläche des inneren Fluidführungselementes je ein thermoelektrische Element und an jedem der thermoelektrischen Elemente ein äußeres Fluidführungselement angeordnet ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer sehr vorteilhaften Möglichkeit zur Wärmeübertragung, da das innere Fluidführungselement eine hohe Anzahl an einzelnen Fluidkanälen aufnehmen kann (dreidimensionale Paketbauweise anstelle von zweidimensionalen, dünnen Fluidführungslagen). In Betriebszuständen, in welchen das innere Fluidführungselement an die warme Seite der Peltierelemente angebunden ist, kommt dieser Vorteil besonders zur Geltung, da die abzuführende Wärmeleistung der Summe aus der Kühlleistung der äußeren Fluidführungselemente und der aufzuwendenden, elektrischen Leistung, entspricht und somit die zu übertragende Leistung der äußeren Fluidführungselemente deutlich übersteigt.It is particularly advantageous for a thermoelectric element to be arranged on more than two outer surfaces along a circumference of the inner fluid guiding element, each of which is in thermal contact with an outer surface of an outer fluid guiding element, in particular a thermoelectric element on each outer surface of the inner fluid guiding element on each of the thermoelectric elements, an outer fluid guide element is arranged. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a very advantageous possibility for heat transfer, since the inner fluid guide element can accommodate a large number of individual fluid channels (three-dimensional package construction instead of two-dimensional, thin fluid guidance layers). In operating states in which the inner fluid guiding element is connected to the warm side of the Peltier elements, this advantage is particularly effective since the heat output to be dissipated corresponds to the sum of the cooling capacity of the outer fluid guiding elements and the electric power to be expended and thus to the power to be transmitted significantly exceeds the outer fluid guide elements.

Vorteilhaft ist ferner ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der das innere Fluidführungselement aus einem Materialblock, insbesondere aus einem Metallblock besteht, in welches Öffnungen oder Bohrungen als Fluidkanäle eingebracht sind und/oder wobei zumindest ein äußeres Fluidführungselement aus einem Materialblock, insbesondere aus einem Metallblock besteht, in welches Öffnungen oder Bohrungen als Fluidkanäle eingebracht sind. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders einfachen und somit kostengünstigen Herstellbarkeit des inneren oder des/der äußeren Fluidführungselemente(s), wodurch auch die gesamte thermoelektrische Einheit preiswert und dennoch in Bezug auf eine Wärmeübertragungseigenschaft noch sehr funktionsfähig hergestellt werden kann.Also advantageous is an embodiment of the present invention, wherein the inner fluid guide element consists of a block of material, in particular a metal block, in which openings or bores are introduced as fluid channels and / or at least one outer fluid guide element consists of a block of material, in particular of a metal block , in which openings or bores are introduced as fluid channels. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly simple and thus inexpensive manufacturability of the inner or / the outer fluid guide elements (s), whereby the entire thermoelectric unit can be made inexpensively and still very functional with respect to a heat transfer property.

Besonders effizient in Bezug auf eine Wärmeübertragung aus dem inneren Fluidführungselement oder in das innere Fluidführungselement ist ein thermoelektrisches Element, bei dem das innere Fluidführungselement eine kubische Form aufweist.Particularly efficient in terms of heat transfer from the inner fluid guide element or into the inner fluid guide element is a thermoelectric element in which the inner fluid guide element has a cubic shape.

Um einen einfache Zuführung des Fluids in die Fluidkanäle sicherzustellen, können auch die Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes parallel zu den Fluidkanälen des zumindest einen äußeren Fluidführungselementes angeordnet sein.In order to ensure a simple supply of the fluid into the fluid channels, the fluid channels of the inner fluid guide element can be arranged parallel to the fluid channels of the at least one outer fluid guide element.

Auch kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das innere Fluidführungselement im Querschnitt normal zu einer Fluidströmungsrichtung eines Fluids in den Fluidkanälen eine sechs- oder achteckige Form aufweisen. Auch eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer guten Wärmestromdichte, so dass eine hohe Wärmemenge aus dem Fluid, das durch die Fluidkanäle des inneren oder äußeren Fluidführungselementes strömt, über die thermoelektrischen Elemente an die inneren oder äußeren äußeren Fluidführungselemente übertragen werden kann.Also, according to another embodiment of the present invention, the inner fluid guide member may have a hexagonal or octagonal shape in cross section normal to a fluid flow direction of a fluid in the fluid passages. Also, such an embodiment of the present invention provides the advantage of good heat flux density, such that a high amount of heat from the fluid flowing through the fluid passages of the inner or outer fluid guide element can be transmitted through the thermoelectric elements to the inner or outer outer fluid guide elements.

Um eine möglichst große Packungsdichte von Fluidkanälen im inneren Fluidführungselement und somit eine hohe Übertragungsleistung und eine möglichst homogene Wärmedichte an den Außenoberflächen des inneren Fluidführungselementes zu erreichen, können im inneren Fluidführungselement die Fluidkanäle matrixförmig in einer Mehrzahl von Reihen und Spalten angeordnet sein.In order to achieve the largest possible packing density of fluid channels in the inner fluid guide element and thus a high transmission power and a homogeneous heat density as possible on the outer surfaces of the inner fluid guide element, the fluid channels may be arranged in the form of a matrix in a plurality of rows and columns in the inner fluid guide element.

Eine gute Wärmeabfuhr in den äußeren Fluidführungselementen kann dann erreicht werden, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Fluidkanäle in zumindest einem der äußeren Fluidführungselemente, insbesondere in allen äußeren Fluidführungselementen, in einer einzigen Zeile und mehreren Spalten angeordnet sind.Good heat dissipation in the outer fluid guide elements can be achieved if, according to a further embodiment of the present invention, the fluid channels are arranged in at least one of the outer fluid guide elements, in particular in all outer fluid guide elements, in a single row and a plurality of columns.

Eine besonders gute Eigenschaft zur Wärmeübertragung kann dann erreicht werden, wenn die die Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes und/oder zumindest eines der äußeren Fluidführungselemente eine runden und/oder kreisförmigen Querschnitt und/oder einen Querschnitt mit Ausnehmungen, insbesondere einen sternförmigen Querschnitt aufweisen.A particularly good property for heat transfer can be achieved if the fluid channels of the inner fluid guide element and / or at least one of the outer fluid guide elements have a circular and / or circular cross section and / or a cross section with recesses, in particular a star-shaped cross section.

Gemäß ihrem vorliegenden Einsatz zum Pumpen von Wärme sind die thermoelektrischen Elemente vorteilhafterweise auf ihre Anwendung als Peltierelemente hin konzipiert worden.According to their present use for pumping heat, the thermoelectric elements have been advantageously designed for their application as Peltier elements.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch eine Kopplung von mehreren thermoelektrischen Einheiten, wie sie vorstehend beschrieben wurden, erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist somit ein thermoelektrisches System mit folgenden Merkmalen:

  • – einer ersten thermoelektrischen Einheit, wie sie vorstehend beschrieben wurde; und
  • – einer zweiten thermoelektrischen Einheit wie sie vorstehend beschrieben wurde,
wobei die Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes der erste thermoelektrischen Einheit mit den Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes der zweiten thermoelektrischen Einheit verbunden sind und die die Fluidkanäle zumindest eines äußeren Fluidführungselementes der ersten thermoelektrischen Einheit mit den Fluidkanäle zumindest eines der äußeren Fluidführungselemente der zweiten thermoelektrischen Einheit verbunden sind,
insbesondere wobei ein Klebematerial und/oder ein Dichtungsring zur Verbindung der Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes der ersten thermoelektrischen Einheit mit den Fluidkanälen des inneren Fluidführungselementes der zweiten thermoelektrischen Einheit und/oder zur Verbindung der Fluidkanäle zumindest eines äußeren Fluidführungselementes der ersten thermoelektrischen Einheit mit den Fluidkanälen zumindest eines der äußeren Fluidführungselemente der zweiten thermoelektrischen Einheit verwendet wird.According to another embodiment of the present invention can be achieved by a coupling of a plurality of thermoelectric units, as described above. Thus, a thermoelectric system with the following features is particularly advantageous:
  • A first thermoelectric unit as described above; and
  • A second thermoelectric unit as described above,
wherein the fluid channels of the inner fluid guiding element of the first thermoelectric unit are connected to the fluid channels of the inner fluid guiding element of the second thermoelectric unit and the fluid channels of at least one outer fluid guiding element of the first thermoelectric unit are connected to the fluid channels of at least one of the outer fluid guiding elements of the second thermoelectric unit,
in particular wherein an adhesive material and / or a sealing ring for connecting the fluid channels of the inner fluid guiding element of the first thermoelectric unit with the fluid channels of the inner fluid guiding element of the second thermoelectric unit and / or for connecting the fluid channels at least one outer fluid guiding element of the first thermoelectric unit with the fluid channels at least one the outer fluid guide elements of the second thermoelectric unit is used.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Advantageous embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Querschnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als thermoelektrische Einheit; 1 a cross-sectional view through an embodiment of the present invention as a thermoelectric unit;

2 Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als thermoelektrische Einheit; 2 Side view of an embodiment of the present invention as a thermoelectric unit;

3 Draufsicht auf ein thermoelektrisches System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches mehrere thermoelektrische Einheiten gemäß dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bzw. 2 verwendet; 3 Top view of a thermoelectric system according to an embodiment of the present invention, which comprises a plurality of thermoelectric units according to the embodiment of the 1 respectively. 2 used;

4a eine Darstellung eines runden (Strömungs-)Querschnitts eines Fluidkanals zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung; 4a a representation of a round (flow) cross-section of a fluid channel for use in an embodiment according to the present invention;

4b eine Darstellung eines sternförmigen (Strömungs-)Querschnitts eines Fluidkanals zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung; und 4b a representation of a star-shaped (flow) cross-section of a fluid channel for use in an embodiment according to the present invention; and

5 eine Querschnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als thermoelektrischer Einheit. 5 a cross-sectional view through another embodiment of the present invention as a thermoelectric unit.

In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.In the following description of the preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various drawings and similar, and a repeated description of these elements will be omitted.

Die hier vorstellte Erfindung dient dem Zweck, die (wirtschaftlich sinnvolle) Leistungsgrenze thermoelektrischer Heizer/Kühler hin zu höheren übertragbaren Wärmeleistungen zu verschieben und dabei mit kleinen Druckverlusten in den Fluidkanälen auszukommen.The invention presented here serves the purpose of shifting the (economically reasonable) performance limit of thermoelectric heaters / coolers towards higher transferable heat outputs and thereby to make do with small pressure losses in the fluid channels.

1 zeigt eine Querschnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel der vorlegenden Erfindung als thermoelektrische Einheit 100. Hierbei ist ein inneres Fluidführungselement 110, welches auch als Warmseitenkörper bezeichnet werden kann, vorgesehen. Bei der in 1 dargestellten thermoelektrischen Einheit 100 weist das innere Fluidführungselement 110 einen kubischen, d. h. würfelförmigen Körper auf, der beispielsweise aus einem Vollmaterial (d. h. aus einem Materialblock, beispielsweise einem Metallblock) gefertigt ist und der mit Fluidkanälen 120 durchzogen ist. Die Fluidkanäle sind in dem inneren Fluidführungskörper beispielsweise als Bohrung oder Öffnung eingebracht, die sich durch das Vollmaterial des inneren Fluidführungselementes 110 hin erstrecken. Alternativ können die Fluidkanäle auch als Stangenpressprofil ausgebildet sein, wobei das innere Fluidführungselement 110 dann nicht aus einem Vollmaterial ausgestaltet sein sollte. Die Fluidkanäle 120 sind dabei matrixförmig, d. h. in einer Mehrzahl von Spalten und einer Mehrzahl von Reihen in dem inneren Fluidführungselement 110 angeordnet. Ferner weist die thermoelektrische Einheit 100 vier thermoelektrische Elemente 130 auf, die beispielsweise als Peltier-Element ausgestaltet sind. Jedes dieser thermoelektrischen Elemente 130 ist an einer anderen Außenoberfläche des (kubischen) inneren Fluidführungselementes 110 entlang eines Umfangs desselben angeordnet. Dies bedeutet, dass an denjenigen Seiten des inneren Fluidführungselementes 110, über welche Fluid in die Fluidkanäle 120 strömt, kein thermoelektrisches Element 130 angeordnet ist, um einen Fluidzufluss in die Fluidkanäle 120 nicht zu behindern. An jedem der thermoelektrischen Elemente 130 ist ferner noch ein äußeres Fluidführungselement 140 angeordnet, wobei jedes dieser äußeren Fluidführungselemente 140 an einer dem inneren Fluidführungselement 110 gegenüberliegenden Seite des zugeordneten thermoelektrischen Elementes 130 angeordnet ist. Die Verbindungen zwischen den thermoelektrischen Elementen 130 und dem inneren Fluidführungselement 110 sowie zwischen den äußeren Fluidführungselementen 140 und den jeweils zugeordneten thermoelektrischen Elementen 130 ist dabei thermisch leitfähig ausgebildet, um eine möglichst günstige Wärmeübertragung bzw. Wärmeabfuhr oder Wärmeaufnahme aus dem inneren Fluidführungselement 110 zu gewährleisten. Die Fluidführungskanäle 120 in den äußeren Fluidführungselementes 140 sind in einer einzigen Zeile, jedoch in mehreren Spalten angeordnet. Da im kritischen Betriebsfall des Pumpens von Wärme aus den äußeren Fluidführungselementen 140 über die thermoelekrischen Elemente 130 in das innere Fluidführungselement 110 Letzteres eine deutlich größere Wärmemenge aufzunehmen hat als die äußeren Fluidführungselemente 140 abzugeben haben, genügt für die äußeren Fluidführungselemente eine geringere innere Oberfläche von Fluidführungskanälen 120 und genügt (in bevorzugter Ausführung) der genannte einzeilige Aufbau. 1 shows a cross-sectional view through an embodiment of the present invention as a thermoelectric unit 100 , Here is an inner fluid guide element 110 , which may also be referred to as a warm side body provided. At the in 1 shown thermoelectric unit 100 has the inner fluid guide element 110 a cubic, ie cube-shaped body, which is made for example of a solid material (ie, a block of material, such as a metal block) and with fluid channels 120 is traversed. The fluid channels are introduced in the inner fluid guide body, for example as a bore or opening, which extends through the solid material of the inner fluid guide element 110 extend. Alternatively, the fluid channels may also be formed as a rod press profile, wherein the inner fluid guide element 110 then should not be made of a solid material. The fluid channels 120 are matrix-shaped, ie in a plurality of columns and a plurality of rows in the inner fluid guide element 110 arranged. Furthermore, the thermoelectric unit 100 four thermoelectric elements 130 on, which are configured for example as a Peltier element. Each of these thermoelectric elements 130 is on another outer surface of the (cubic) inner fluid guide element 110 arranged along a circumference thereof. This means that on those sides of the inner fluid guide element 110 via which fluid into the fluid channels 120 flows, no thermoelectric element 130 is arranged to allow fluid flow into the fluid channels 120 not to hinder. At each of the thermoelectric elements 130 is still an external fluid guide element 140 arranged, wherein each of these outer fluid guide elements 140 at an inner fluid guide element 110 opposite side of the associated thermoelectric element 130 is arranged. The connections between the thermoelectric elements 130 and the inner fluid guiding element 110 and between the outer fluid guide elements 140 and the respective associated thermoelectric elements 130 is formed thermally conductive to the best possible heat transfer or heat dissipation or heat absorption from the inner fluid guide element 110 to ensure. The fluid guide channels 120 in the outer fluid guide element 140 are in a single line, but in arranged in several columns. As in the critical operating case of pumping heat from the outer fluid guide elements 140 over the thermoelekrischen elements 130 in the inner fluid guide element 110 The latter has a much larger amount of heat to absorb than the outer fluid guide elements 140 have to submit, sufficient for the outer fluid guide elements a smaller inner surface of fluid guide channels 120 and suffices (in a preferred embodiment) said single-line structure.

Die vorzugsweise als Hochleistungs-Peltier-Elemente ausgestalteten thermoelektrischen Elemente 130 werden somit am Umfang eines Körpers angebracht, der (im Gegensatz zur eher 2D-Form wie einer Lage aus Blech) einer kubischen Form nahekommt. Die kubische Form bietet im Gegensatz zu z. B. einem Blech den Vorteil einer gleichmäßigen Wärmeausbreitung in drei Dimensionen. Auf der Oberfläche eines zweidimensionalen Körpers würden sich an der Position der Peltier-Elemente dagegen Hot Spots bilden, da die Wärmeausbreitung in der Ebene durch die geringe Materialstärke limitiert werden würde. Diese einem Kubus naheliegende Einheit, im Folgenden „Warmseitenkörper” genannt, wird dann von einer hohen Anzahl an Fluidkanälen 120 durchzogen, welche jeweils einen kleinen Durchmesser aufweisen. Der Druckverlust lässt sich durch eine Steigerung der Anzahl dieser Kanäle 120 reduzieren, da dies die durchströmte Gesamtquerschnittsfläche erhöht. Die Laminarität und zunehmend geringere Geschwindigkeit der Strömung in den Kanälen 120 reduziert den Wärmeübergang, was aber durch die hohe Anzahl von Kanälen 120 überkompensiert wird, da eine hohe Anzahl von Fluidkanälen 120 eine Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Warmseitenkörper 110 und dem Fluid bewirkt, welches durch die Fluidkanäle 120 des Warmseitenkörpers 110 strömt.The preferably designed as high-performance Peltier elements thermoelectric elements 130 are thus attached to the circumference of a body which (in contrast to the more 2D shape such as a layer of sheet metal) comes close to a cubic shape. The cubic shape offers in contrast to z. B. a sheet has the advantage of uniform heat propagation in three dimensions. On the surface of a two-dimensional body, however, hot spots would form at the position of the Peltier elements, since the heat propagation in the plane would be limited by the low material thickness. This unit close to a cube, hereinafter referred to as "hot side body", is then of a high number of fluid channels 120 crossed, each having a small diameter. The pressure loss can be achieved by increasing the number of these channels 120 reduce, as this increases the flowed through total cross-sectional area. The laminarity and increasingly lower velocity of the flow in the channels 120 reduces the heat transfer, but due to the high number of channels 120 is overcompensated because of a high number of fluid channels 120 an increase in the heat transfer surface between the hot side body 110 and the fluid passing through the fluid channels 120 of the warm side body 110 flows.

Die andere Fluidseite befindet sich auf der anderen Seite der Peltier-Elemente 130 und kann aus mehreren, nicht zusammenhängenden Körpern 140, im Folgenden „Kaltseitenkörper” genannt, gebildet werden. Da diese Körper 140 nicht im selben Maße von mehreren Seiten mit Peltier-Elementen 130 beaufschlagt werden können wie der Warmseitenkörper, sind diese mit einer geringeren Wärmestromdichte zu beaufschlagen, was sich aus der Energiebilanz (Kaltseitenwärmestrom = Warmseitenwärmestrom minus elektrische Leistung) von selbst ergibt.The other fluid side is on the other side of the Peltier elements 130 and may consist of several, non-contiguous bodies 140 , hereinafter referred to as "cold side member" formed. Because these bodies 140 not in the same measure of several pages with Peltier elements 130 can be acted as the hot side body, these are to be acted upon with a lower heat flux density, which results from the energy balance (cold side heat flow = hot side heat flow minus electrical power) by itself.

2 zeigt Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als thermoelektrische Einheit 100. Aus der Darstellung gemäß 2 ist ersichtlich, dass das in der 2 nicht sichtbare innere Fluidführungselement entlang eines in die Zeichenebene der 2 hinein gerichteten Umfangs von thermoelektrischen Elementen 130 mit daran befestigten äußeren Fluidführungselementen 140 umgeben ist. Damit ist das Peltier-Element 130, welches von dem vorderen äußeren Fluidführungselement 140 verdeckt ist, gestrichelt dargestellt. Durch die Fluidkanäle der äußeren Fluidführungselemente 140 fließt vorzugsweise ein kaltes Fluid 200, während durch die Fluidführungskanäle des in der 2 nicht sichtbaren inneren Fluidführungselementes vorzugsweise ein warmes Fluid 210 strömt. Unter einem Fluid kann hierbei eine Flüssigkeit oder ein Gas verstanden werden, welches als Temperiermedium zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme ausgebildet ist. 2 shows side view of an embodiment of the present invention as a thermoelectric unit 100 , From the illustration according to 2 It can be seen that in the 2 invisible inner fluid guiding element along a plane of the drawing 2 directed in the scope of thermoelectric elements 130 with attached outer fluid guide elements 140 is surrounded. This is the Peltier element 130 that of the front outer fluid guide element 140 is hidden, shown in dashed lines. Through the fluid channels of the outer fluid guide elements 140 preferably flows a cold fluid 200 while through the fluid guide channels of the in the 2 invisible inner fluid guide element preferably a warm fluid 210 flows. In this case, a fluid can be understood as meaning a liquid or a gas which is designed as a temperature control medium for receiving or emitting heat.

3 zeigt eine Draufsicht auf ein thermoelektrisches System 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches mehrere thermoelektrische Einheiten 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bzw. 2 verwendet. Die einzelnen thermoelektrischen Einheiten 100 sind an Verbindungsstellen 310 durch ein Klebematerial und/oder eine Dichtung wie beispielsweise einen O-Ring derart miteinander verbunden, dass ein Fluid, welches aus dem inneren Fluidführungselement einer in Strömungsrichtung vorausgehenden thermoelektrischen Einheit 100 in Fluidkanäle eines inneren Fluidführungselementes einer in Strömungsrichtung des Fluids nachgelagerten thermoelektrischen Einheit geleitet wird. Dagegen wird durch eine andere Verbindungsstelle bzw. Verbindung 310 zwischen zwei thermoelektrischen Einheiten 100 ein Fluid, welches aus einem der äußeren Fluidführungselement einer in Strömungsrichtung vorausgehenden thermoelektrischen Einheit 100 in Fluidkanäle eines der äußeren Fluidführungselemente einer in Strömungsachtung nachgelagerten thermoelektrischen Einheit geleitet. An einem Ende des thermoelektrischen Systems 300 kann beispielsweise ein Flansch 320 (oder Sammler) ebenfalls mittels einer der vorstehend beschriebenen Verbindungsmöglichkeiten an einer entsprechenden Verbindungsstelle angeordnet werden, um ein Fluid, welches durch die matrixartig angeordneten Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes strömen soll, den entsprechenden Kanälen des inneren Fluidführungselements zugeführt wird. 3 shows a plan view of a thermoelectric system 300 according to an embodiment of the present invention, which comprises a plurality of thermoelectric units 100 according to the embodiment of the 1 respectively. 2 used. The individual thermoelectric units 100 are at junctions 310 by an adhesive material and / or a seal such as an O-ring connected to each other such that a fluid, which consists of the inner fluid guide element of a preceding in the flow direction thermoelectric unit 100 is passed in fluid channels of an inner fluid guide element of a downstream in the flow direction of the fluid thermoelectric unit. In contrast, by another connection point or connection 310 between two thermoelectric units 100 a fluid, which consists of one of the outer fluid guide element of a preceding in the flow direction thermoelectric unit 100 directed in fluid channels of one of the outer fluid guide elements of a post-flow downstream thermoelectric unit. At one end of the thermoelectric system 300 For example, a flange 320 (or collector) are also arranged by means of one of the above-described connection possibilities at a corresponding connection point to a fluid which is to flow through the matrix-like arranged fluid channels of the inner fluid guide element, the corresponding channels of the inner fluid guide element is supplied.

Diese Verbindungsstellen 310 bzw. Verbindungen zwischen einzelnen thermoelektrischen Einheiten 100 und/oder einem Flansch 320 lassen sich durch das Aufbringen des Klebematerials und/oder das Einbringen der Dichtung sehr einfach und kostengünstig herstellen, so dass sich das thermoelektrische System 300 durch die Verwendung der vorstehend beschriebenen thermoelektrischen Elemente 100 durch eine hohe Modularität bei niedrigen Herstellungskosten auszeichnet.These connection points 310 or connections between individual thermoelectric units 100 and / or a flange 320 can be very simple and inexpensive to manufacture by applying the adhesive material and / or the introduction of the seal, so that the thermoelectric system 300 by the use of the thermoelectric elements described above 100 characterized by high modularity at low production costs.

4a zeigt eine Darstellung eines runden (Strömungs-)Querschnitts 400 eines Fluidführungskanals. Ein derartiger runder Querschnitt eines Fluidkanals kann in dem inneren und/oder äußeren Fluidführungselement zur Führung eines Fluids verwendet werden. Ein solcher runder Querschnitt eines Fluidkanals bietet den Vorteil, dass derartige Ausgestaltungen eines Fluidführungskanals sehr einfach und kostengünstig durch eine Bohrung in ein Material des inneren Fluidführungselementes umgesetzt werden können. 4a shows a representation of a round (flow) cross-section 400 a fluid guide channel. Such a round cross section of a fluid channel may be in the inner and / or outer Fluid guide element used to guide a fluid. Such a round cross-section of a fluid channel has the advantage that such embodiments of a fluid guide channel can be implemented very easily and inexpensively through a bore in a material of the inner fluid guide element.

4b zeigt eine Darstellung eines sternförmigen (Strömungs-)Querschnitts eines Fluidkanals. Ein derart ausgestalteter Fluidkanal kann ebenfalls in dem inneren oder äußeren Fluidführungselement eingesetzt werden und bietet den Vorteil, dass ein solcher Fluidkanal (zwar aufwändiger in seiner Herstellung ist, der Kanal jedoch) eine deutlich höhere Oberfläche aufweist und somit eine höhere Fähigkeit zum Wärmeaustausch besitzt. 4b shows a representation of a star-shaped (flow) cross-section of a fluid channel. Such a designed fluid channel can also be used in the inner or outer fluid guide element and offers the advantage that such a fluid channel (although consuming in its production, the channel, however, has a significantly higher surface area and thus has a higher ability to heat exchange.

5 zeigt eine Querschnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als thermoelektrische Einheit 100. Dabei weist das innere Fluidführungselement 110 nun keine kubische Form auf; vielmehr weist das innere Fluidführungselement 110 im Querschnitt eine Form eines Achtecks auf. An jeder der acht Außenoberflächen des inneren Fluidführungselementes 110 ist ein thermoelektrisches Element 130 thermisch leitfähig an dem inneren Fluidführungselement 110 angebracht. Jedes der thermoelektrischen Elemente 130 ist auf einer dem inneren Fluidführungselement 110 gegenüberliegenden Seite thermisch leitfähig mit einem äußeren Fluidführungselement 140 verbunden. Auch ein solches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bietet vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf eine Optimierung des Wärmestromdichte und somit eines effizienten Einsatzes der thermoelektrischen Elemente zur Energiewandlung von einem Teil der Wärme aus dem Fluid, welches durch die Fluidkanäle des inneren Fluidführungselementes strömt. 5 shows a cross-sectional view through another embodiment of the present invention as a thermoelectric unit 100 , In this case, the inner fluid guide element 110 no cubic form now; rather, the inner fluid guide element has 110 in cross-section on a shape of an octagon. At each of the eight outer surfaces of the inner fluid guide element 110 is a thermoelectric element 130 thermally conductive on the inner fluid guide element 110 appropriate. Each of the thermoelectric elements 130 is on an inner fluid guide element 110 opposite side thermally conductive with an outer fluid guide element 140 connected. Also, such an embodiment of the present invention provides advantageous properties in terms of optimizing the heat flow density and thus efficient use of the thermoelectric elements for energy conversion of a portion of the heat from the fluid flowing through the fluid channels of the inner fluid guide element.

Bei einer Umpolung der gemäß den 1 bis 5 angeordneten thermoelektrischen Elemente, um etwa von einem Kühlfall auf einen Heizfall umzuschalten, ist diese Anordnung von Komponenten einer thermoelektrischen Einheit 100 natürlich nicht mehr vorteilhaft. Dies ist aber erfahrungsgemäß kein Problem, da an die Effizienz des Heizfalles weit geringere Anforderungen gestellt werden (im schlechtesten Fall wird mit COP = 1 geheizt).In a reversal of the according to the 1 to 5 arranged thermoelectric elements, for example, to switch from a cooling case to a heating case, this arrangement of components of a thermoelectric unit 100 Of course no longer advantageous. However, experience has shown that this is not a problem, since far lower requirements are placed on the efficiency of the heating case (in the worst case, it is heated with COP = 1).

In den 1 und 5 werden somit zwei verschiedene Ausführungsbeispiele einer thermoelektrischen Einheit 100 dargestellt; in beiden Fällen ist die relativ gleichwertige Ausdehnung des Warmseitenkörpers in alle drei Raumrichtungen gegeben.In the 1 and 5 Thus, two different embodiments of a thermoelectric unit 100 shown; in both cases, the relatively equivalent extent of the hot side body is given in all three spatial directions.

Ein besonderer Aspekt der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass eine hohe Modularisierbarkeit gegeben ist: In Strömungsrichtung kann eine beliebige Anzahl von Einzelmodulen 100 verklebt oder verspannt werden mittels z. B. Kleber oder außerhalb der thermoelektrischen Einheit liegender Gewindestangen, jeweils unter Einsatz von Zentrierstiften zum exakten Durchgang der Kanäle (wie dies in der 3 beispielshaft dargestellt ist). Die Kanäle sollten der einfachen Umsetzung wegen an diesen Verbindungsebenen vorzugsweise nicht gegeneinander abdichten, da eine Durchmischung innerhalb derselben Temperaturzone (warmes oder kaltes Fluid) nicht problematisch ist. Eine Abdichtung sollte nur zur Umgebung hin gewährleistet sein. Die Trennung der einzelnen Komponenten von benachbarten thermischen Einheiten 100 kann thermisch leitend oder thermisch isolierend ausgeführt werden. Die meisten, einfachen Varianten werden thermisch isolierend sein. Eine thermisch isolierende Ausführung hat zudem den Vorteil, dass keine Wärmeleitung (d. h. kein Temperaturausgleich) über die Modulgrenzen hinaus stattfindet und so z. B. die vorteilhafte Temperaturführung bei einer Gegenstromführung der Fluide gewährleistet bleibt.A particular aspect of the present invention can be seen in the fact that a high modularizability is given: In the flow direction, any number of individual modules 100 glued or braced by z. As adhesive or lying outside the thermoelectric unit threaded rods, each using centering pins for the exact passage of the channels (as shown in the 3 is shown by way of example). For ease of implementation, the channels should preferably not seal against one another at these connection levels, since thorough mixing within the same temperature zone (hot or cold fluid) is not problematic. A seal should be ensured only to the environment. The separation of the individual components of adjacent thermal units 100 can be carried out thermally conductive or thermally insulating. Most simple variants will be thermally insulating. A thermally insulating design also has the advantage that no heat conduction (ie no temperature compensation) takes place beyond the module boundaries and so z. B. the advantageous temperature control is ensured in a countercurrent flow of fluids.

Bei konventionellen Schichtenbauweisen ist eine aufwändige Gestaltung der Sammler an Ein- und Austritt erforderlich. Ein solcher aufwändiger Sammler entfällt hier, es ergibt sich eine einfache Flanschgestaltung 320, wie dies mit Bezug auf 3 dargestellt ist. Einzelne Flansche auf der Kaltseite (die in der 3 nicht dargestellt sind) können z. B. über ein Schlauchsystem mit einer Verzweigung verbunden werden.Conventional layer construction requires a complex design of the collectors at the inlet and outlet. Such a complex collector omitted here, it results in a simple flange design 320 as related to 3 is shown. Individual flanges on the cold side (in the 3 not shown) can z. B. connected via a hose system with a branch.

Die Anordnung der Fluidkanäle (welche z. B. als Bohrung ausgeführt sind) braucht nicht gleichmäßig über den Querschnitt der Körper (d. h. der Fluidführungselemente) erfolgen, sondern kann thermodynamisch über die Wärmeverteilung im Körper optimiert werden, etwa nach entsprechenden FEM-Simulationen.The arrangement of the fluid channels (which, for example, are designed as bores) need not be uniform across the cross section of the bodies (i.e., the fluid routing elements), but can be thermodynamically optimized via the heat distribution in the body, such as according to corresponding FEM simulations.

Die Fluidkanäle brauchen nicht rund sein, wie es in der 4a dargestellt ist. Eine thermodynamisch vorteilhaftere Form kann gewählt werden, wenn dies von Fertigungsseite her akzeptabel ist (z. B. Strangpressen von Kanälen mit sternförmigem Querschnitt, wie es in der 4b dargestellt ist).The fluid channels do not need to be round as it is in the 4a is shown. A thermodynamically more advantageous shape can be chosen if this is acceptable from the manufacturing side (eg extrusion of channels with a star-shaped cross-section, as described in US Pat 4b is shown).

Die vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile. Beispielsweise kann eine gute Thermodynamik sowie hohe Wärmestromdichten realisiert werden. Auch kann eine besonders günstige Herstellungsweise durch Nutzung z. B. stranggepresster Körper und eine hohe Modularisierbarkeit erreicht werden. Schließlich erleichtert auch eine einfache Sammlerkonstruktion und/oder Flanschanbindung einen Anschluss oder die Verbindung der Fluidführungskanäle der einzelnen inneren und/oder äußeren Fluidführungselemente.The present invention offers several advantages. For example, good thermodynamics and high heat flux densities can be realized. Also, a particularly favorable method of preparation by using z. B. extruded body and a high modularity can be achieved. Finally, a simple header design and / or flange connection also facilitates a connection or the connection of the fluid guide channels of the individual inner and / or outer fluid guiding elements.

Die vorliegende Beschreibung offenbart somit beispielsweise einen thermoelektrischen Flüssig/Flüssig-Heizer & -Kühler. Hierzu pumpen in einem Wärmeübertrager befindliche Peltier-Elemente Wärme von einer flüssig durchströmten Seite auf die andere flüssig durchströmte Seite und kühlen somit das erste Fluid und heizen das zweite Fluid. Die Seite mit der höheren zu übertragenden Wärmestromdichte ist raumzentriert zwischen den Peltier-Elementen angeordnet und gewährleistet wegen seiner kubischen Form eine hohe Vergleichmäßigung des Wärmeeintrages, weshalb diese Bauweise besonders für Hochleistungs-Peltier-Elemente geeignet ist.The present description thus discloses, for example, a thermoelectric liquid / liquid heater & cooler. For this purpose, Peltier elements located in a heat exchanger pump heat from one side through which liquid flows to the other side through which liquid flows, thus cooling the first fluid and heating the second fluid. The side with the higher heat flux density to be transmitted is arranged centered between the Peltier elements and ensures a high homogenization of the heat input because of its cubic shape, which is why this design is particularly suitable for high-performance Peltier elements.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.The described embodiments are chosen only by way of example and can be combined with each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
thermoelektrische Einheitthermoelectric unit
110110
inneres Fluidführungselementinner fluid guide element
120120
FluidführungskanäleFluid guide channels
130130
thermoelektrisches Element, Peltier-Elementthermoelectric element, Peltier element
140140
äußere Fluidführungselementeouter fluid guide elements
200200
Strömungsrichtung des kalten FluidsFlow direction of the cold fluid
210210
Strömungsrichtung des warmen FluidsFlow direction of the warm fluid
300300
thermoelektrisches Systemthermoelectric system
310310
Verbindungsstelle, Kleber O-RingJoint, glue O-ring
320320
Flansch (auf der Warmseite)Flange (on the warm side)

Claims (10)

Thermoelektrische Einheit (100) mit folgenden Merkmalen: – einem inneren Fluidführungselement (110), das eine Mehrzahl von Außenflächen aufweist und in dem mehrere Fluidkanäle (120) angeordnet sind; – zumindest zwei äußeren Fluidführungselemente (140), in welchen je mehrere Fluidkanäle (120) angeordnet ist; und – zumindest zwei thermoelektrische Elemente (130), die je zwischen einer der Außenseiten des inneren Fluidführungselementes (110) und einer Außenseite eines unterschiedlichen der äußeren Fluidführungselemente (140) angeordnet sind.Thermoelectric unit ( 100 ) having the following features: - an inner fluid guiding element ( 110 ) having a plurality of outer surfaces and in which a plurality of fluid channels ( 120 ) are arranged; At least two outer fluid guiding elements ( 140 ), in each of which a plurality of fluid channels ( 120 ) is arranged; and at least two thermoelectric elements ( 130 ), each between one of the outer sides of the inner fluid guide element ( 110 ) and an outer side of a different one of the outer fluid guiding elements ( 140 ) are arranged. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an mehr als zwei Außenflächen entlang eines Umfangs des inneren Fluidführungselementes (110) je ein thermoelektrisches Element (130) angeordnet ist, welches je mit einer Außenfläche eines äußeren Fluidführungselementes (110) in thermischem Kontakt steht, insbesondere wobei an jeder Außenfläche des inneren Fluidführungselementes (110) je ein thermoelektrische Element (130) und an jedem der thermoelektrischen Elemente (130) ein äußeres Fluidführungselement (140) angeordnet ist.Thermoelectric unit ( 100 ) according to claim 1, characterized in that on more than two outer surfaces along a circumference of the inner fluid guiding element ( 110 ) each a thermoelectric element ( 130 ), each of which is connected to an outer surface of an outer fluid guide element ( 110 ) is in thermal contact, in particular wherein on each outer surface of the inner fluid guide element ( 110 ) one thermoelectric element each ( 130 ) and at each of the thermoelectric elements ( 130 ) an outer fluid guide element ( 140 ) is arranged. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Fluidführungselement (110) aus einem Materialblock, insbesondere aus einem Metallblock besteht, in welches Öffnungen oder Bohrungen als Fluidkanäle (120) eingebracht sind und/oder wobei zumindest ein äußeres Fluidführungselement (110) aus einem Materialblock, insbesondere aus einem Metallblock besteht, in welches Öffnungen oder Bohrungen als Fluidkanäle (120) eingebracht sind.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner fluid guiding element ( 110 ) consists of a block of material, in particular a metal block, in which openings or bores as fluid channels ( 120 ) and / or wherein at least one outer fluid guiding element ( 110 ) consists of a block of material, in particular a metal block, in which openings or bores as fluid channels ( 120 ) are introduced. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Fluidführungselement (110) eine kubische Form aufweist.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner fluid guiding element ( 110 ) has a cubic shape. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Fluidführungselement (110) im Querschnitt normal zu einer Fluidströmungsrichtung durch die Fluidkanäle (120) eine sechs- oder achteckige Form aufweist.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the inner fluid guiding element ( 110 ) in cross-section normal to a fluid flow direction through the fluid channels ( 120 ) has a hexagonal or octagonal shape. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Fluidführungselement (110) die Fluidkanäle (120) matrixförmig in einer Mehrzahl von Reihen und Spalten angeordnet sind.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the inner fluid guiding element ( 110 ) the fluid channels ( 120 ) are arranged in a matrix shape in a plurality of rows and columns. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkanäle (120) in zumindest einem der äußeren Fluidführungselemente (140), insbesondere in allen äußeren Fluidführungselementen (140), in einer einzigen Zeile und mehreren Spalten angeordnet sind.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid channels ( 120 ) in at least one of the outer fluid guiding elements ( 140 ), in particular in all outer fluid guiding elements ( 140 ), are arranged in a single row and a plurality of columns. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Fluidkanäle (120) des inneren Fluidführungselementes (110) und/oder zumindest eines der äußeren Fluidführungselemente (140) eine runden und/oder kreisförmigen Querschnitt und/oder einen Querschnitt mit Ausnehmungen, insbesondere einen sternförmigen Querschnitt aufweisen.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid channels ( 120 ) of the inner fluid guiding element ( 110 ) and / or at least one of the outer fluid guiding elements ( 140 ) have a round and / or circular cross section and / or a cross section with recesses, in particular a star-shaped cross section. Thermoelektrische Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoelektrische Elemente (130) Peltier-Elemente sind.Thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoelectric elements ( 130 ) Are Peltier elements. Thermoelektrisches System mit folgenden Merkmalen: – einer ersten thermoelektrischen Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und – einer zweiten thermoelektrischen Einheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Fluidkanäle (120) des inneren Fluidführungselementes (110) der erste thermoelektrischen Einheit (100) mit den Fluidkanälen (120) des inneren Fluidführungselementes (110) der zweiten thermoelektrischen Einheit (100) verbunden sind und die die Fluidkanäle (120) zumindest eines äußeren Fluidführungselementes der erste thermoelektrischen Einheit (100) mit den Fluidkanälen (120) zumindest eines der äußeren Fluidführungselemente (140) der zweiten thermoelektrischen Einheit (100) verbunden sind, insbesondere wobei ein Klebematerial und/oder ein Dichtungsring zur Verbindung der Fluidkanäle (120) des inneren Fluidführungselementes (110) der erste thermoelektrischen Einheit (100) mit den Fluidkanälen (120) des inneren Fluidführungselementes (110) der zweiten thermoelektrischen Einheit (100) und/oder zur Verbindung der Fluidkanäle (120) zumindest eines äußeren Fluidführungselementes (140) der erste thermoelektrischen Einheit (100) mit den Fluidkanälen (120) zumindest eines der äußeren Fluidführungselemente (140) der zweiten thermoelektrischen Einheit (100).Thermoelectric system comprising: - a first thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims; and a second thermoelectric unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the fluid channels ( 120 ) of the inner fluid guiding element ( 110 ) the first thermoelectric Unit ( 100 ) with the fluid channels ( 120 ) of the inner fluid guiding element ( 110 ) of the second thermoelectric unit ( 100 ) and the fluid channels ( 120 ) at least one outer fluid guide element of the first thermoelectric unit ( 100 ) with the fluid channels ( 120 ) at least one of the outer fluid guiding elements ( 140 ) of the second thermoelectric unit ( 100 ), in particular wherein an adhesive material and / or a sealing ring for connecting the fluid channels ( 120 ) of the inner fluid guiding element ( 110 ) the first thermoelectric unit ( 100 ) with the fluid channels ( 120 ) of the inner fluid guiding element ( 110 ) of the second thermoelectric unit ( 100 ) and / or for connecting the fluid channels ( 120 ) at least one outer fluid guide element ( 140 ) the first thermoelectric unit ( 100 ) with the fluid channels ( 120 ) at least one of the outer fluid guiding elements ( 140 ) of the second thermoelectric unit ( 100 ).
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