DE102018004928B4 - Thermoelectric module and heat exchanger unit with at least one such thermoelectric module - Google Patents

Thermoelectric module and heat exchanger unit with at least one such thermoelectric module Download PDF

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Abstract

Thermoelektrisches Modul (1) mit zumindest einem Rahmenelement (2) und zumindest einem thermoelektrischen Element (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Folienelement (6) zum Abdichten zumindest des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3) vorgesehen und außenseitg an dem zumindest einen Rahmenelement (2) und dem zumindest einen thermoelektrischen Element (3) angeordnet ist und/oder diese in sich aufnimmt, wobei das zumindest eine thermoelektrische Element (3) mit elektrischen Kontaktleitern (30,31) versehen und das zumindest eine Rahmenelement (2) zumindest teilweise elektrisch leitfähig (21,22,27,28,122,123) ausgebildet ist zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter (30,31) des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3).Thermoelectric module (1) with at least one frame element (2) and at least one thermoelectric element (3), characterized in that at least one film element (6) is provided for sealing at least one thermoelectric element (3) and on the outside on the at least one frame element (2) and the at least one thermoelectric element (3) is arranged and / or accommodates them, the at least one thermoelectric element (3) being provided with electrical contact conductors (30, 31) and the at least one frame element (2) at least partially is electrically conductive (21, 22, 27, 28, 122, 123) for contacting the electrical contact conductors (30, 31) of the at least one thermoelectric element (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein thermoelektrisches Modul mit zumindest einem Rahmenelement und zumindest einem thermoelektrischen Element sowie eine Wärmetauschereinheit, umfassend zumindest ein solches thermoelektrisches Modul, zumindest einen Anschluss zum Zuführen von Wärmetauschermedium zu dem zumindest einen thermoelektrischen Modul und zumindest einen Anschluss zum Abführen von Wärmetauschermedium von dem zumindest einen thermoelektrischen Modul zu oder von zumindest einer Wärmesenke und/oder zumindest einer Wärmequelle.The invention relates to a thermoelectric module with at least one frame element and at least one thermoelectric element and a heat exchanger unit, comprising at least one such thermoelectric module, at least one connection for supplying heat exchange medium to the at least one thermoelectric module and at least one connection for removing heat exchange medium from the at least one a thermoelectric module to or from at least one heat sink and / or at least one heat source.

Thermoelektrische Elemente sowie Wärmetauschereinheiten mit solchen sind im Stand der Technik bekannt. In Fahrzeugen sowie an unterschiedlichsten Stellen von Maschinen, Anlagen und Geräten werden dezentrale Lösungen zum Bereitstellen von Wärme ebenso wie zum Wärmeentzug, also zum Kühlen, benötigt. Insbesondere die Elektrifizierung von Fahrzeugen und immer umfassendere Komfortfunktionen in konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren und auch Hybridantrieben erfordern derartige Lösungen an bislang unkritischen Stellen des Fahrzeugs. Hierfür ist es bekannt, thermoelektrische Elemente zu verwenden, um den thermoelektrischen Effekt zu nutzen. Solche thermoelektrischen Elemente sind in Form von Peltier-Elementen bekannt. Bei einem elektrischen Beaufschlagen solcher thermoelektrischer Elemente, wie von Peltier-Elementen, bilden diese eine heiße Seite und eine kalte Seite, wobei diese mit einem Wechsel der Polung ebenfalls wechselt. Um ein Kühlen zu ermöglichen, wird an der Heißseite Wärme abgeführt, um einen Temperaturunterschied zur Kaltseite zu schaffen und hierdurch ein in Bezug auf die Umgebungstemperatur des thermoelektrischen Elementes niedrigeres Temperaturniveau zur Verfügung stellen zu können. Solche thermoelektrischen Elemente können beispielsweise zum Temperieren von Energiespeichern verwendet werden oder auch für Temperierfunktionen von Fahrzeugkomponenten, wie einer Klimaanlage, einem Becherhalter, einer Kühlbox, einem Kühlschrank, einer Sitzheizung, einer Fahrzeuginnenraum-Kühlung oder von dezentralen Kühlelementen. Soll mittels eines solchen Peltier-Elementes eine Kühlung eines wie auch immer gestalteten thermischen Volumens vorgenommen werden, muss auf der gegenüberliegenden Seite des Peltier-Elementes Wärme abgeführt werden, um eine gegenüber der Umgebung signifikant kühlere Seite als Kälte- oder Kaltseite auszubilden. Beispielsweise ist der Aufbau eines solchen im Stand der Technik bekannten Peltier-Elements in der WO 2016/050588A1 offenbart. Derartige Peltier-Elemente weisen insbesondere eine elektrisch isolierende Ober- und Unterseite auf, die beispielsweise aus keramischen Werkstoffen wie Al2O3 besteht. Zum Temperieren unter Zuhilfenahme derartiger Peltier-Elemente sind zwei Systemansätze bekannt. Einerseits ist dies das Vorsehen eines Luft-Kühlkreislaufs und andererseits eines Flüssigkeits-Kühlkreislaufs sowie einer Kopplung an einen vorhandenen Kühlkreislauf oder Chiller.Thermoelectric elements and heat exchanger units with such are known in the prior art. Decentralized solutions for providing heat as well as for heat extraction, i.e. for cooling, are required in vehicles as well as in the most varied locations of machines, systems and equipment. In particular, the electrification of vehicles and increasingly comprehensive comfort functions in conventional vehicles with internal combustion engines and also hybrid drives require such solutions at previously uncritical points in the vehicle. For this it is known to use thermoelectric elements in order to use the thermoelectric effect. Such thermoelectric elements are known in the form of Peltier elements. When such thermoelectric elements, such as Peltier elements, are electrically acted upon, they form a hot side and a cold side, which also changes as the polarity changes. In order to enable cooling, heat is dissipated on the hot side in order to create a temperature difference from the cold side and thereby to be able to provide a lower temperature level in relation to the ambient temperature of the thermoelectric element. Such thermoelectric elements can be used, for example, for temperature control of energy stores or also for temperature control functions of vehicle components, such as an air conditioning system, a cup holder, a cool box, a refrigerator, a seat heater, a vehicle interior cooling system or decentralized cooling elements. If such a Peltier element is to be used to cool any thermal volume, heat must be dissipated on the opposite side of the Peltier element in order to form a significantly cooler side than the cold or cold side. For example, the construction of such a Peltier element known in the prior art is shown in FIG WO 2016 / 050588A1 disclosed. Such Peltier elements have in particular an electrically insulating top and bottom, which consists for example of ceramic materials such as Al 2 O 3 . Two system approaches are known for tempering with the aid of such Peltier elements. On the one hand this is the provision of an air cooling circuit and on the other hand a liquid cooling circuit and a coupling to an existing cooling circuit or chiller.

Zum Temperieren der Heißseite eines thermoelektrischen Elements ist es bekannt, einen Wärmetauscher vorzusehen. Für diesen sind unterschiedliche Ausgestaltungen bekannt, wobei nach einem Prinzip ein Kühlen mittels Luft bzw. erzwungener Konvektion vorgesehen wird, im anderen Fall ein Kühlen mittels flüssigen Mediums und eines Durchströmens des Wärmetauschers mit diesem. Im Falle des Kühlens mit Luft bzw. erzwungener Konvektion wird das Peltier-Element an eine Wärmesenke angebunden, die durch Umströmen mit Luft, beispielsweise vermittels eines sich drehenden Lüfterelements einen konstanten Luftstrom mit niedriger Umgebungstemperatur vorsieht und einen Wärmestrom von der Kaltseite zur Heißseite des Peltier-Elements ermöglicht, um die Kaltseite unter der jeweiligen Umgebungstemperatur zu halten.To temper the hot side of a thermoelectric element, it is known to provide a heat exchanger. Different configurations are known for this, cooling by means of air or forced convection being provided according to a principle, in the other case cooling by means of a liquid medium and flow through the heat exchanger therewith. In the case of cooling with air or forced convection, the Peltier element is connected to a heat sink which, by flowing around it with air, for example by means of a rotating fan element, provides a constant air flow with a low ambient temperature and a heat flow from the cold side to the hot side of the Peltier Elements allows to keep the cold side below the respective ambient temperature.

Ferner ist es bekannt, einen Flüssigkeits-Wärmetauscher mit einer Anzahl von Peltier-Elementen zu bestücken bzw. zu besetzen. Beispielsweise werden gemäß der DE 602 07 230 T2 Peltier-Elemente in eine Rahmenstruktur eingesetzt. Ein Kühlgerät weist ein Gehäuse mit zumindest einem Kühlkanal für das Durchströmen mit einer Kühlflüssigkeit und zumindest ein Peltier-Element, hier thermoelektrisches Kühlelement genannt, auf, das eine Schicht aus Halbleitermaterial aufweist, die zwischen zwei Platten geschichtet ist, wobei zumindest eine der Platten eine elektrisch isolierende Kontaktfläche aufweist, die bei Gebrauch in direktem Kontakt mit der Kühlflüssigkeit steht. Das zumindest eine Kühlelement ist entlang seines äußeren Umfangs flexibel und dichtend so in einem Träger gerahmt, dass die Kontaktfläche weiterhin die Kühlflüssigkeit ungehindert berührt, wobei der Träger und die Kontaktfläche ein Wandteil des Kühlkanals definieren. Der Träger rahmt eine Vielzahl identischer Kühlelemente bzw. Peltier-Elemente. Das Gerät weist zwei Gehäuseteile auf, die jeweils einen offenen Kühlkanal aufweisen, zwischen die der Träger mit den gerahmten Peltier-Elementen so geschoben ist, dass er die Kühlkanäle durch die Bildung einer Trennwand verschließt. Zwei Platten sind in Sandwichanordnung angebracht, wobei mindestens eine der Platten eine elektrisch isolierende Kontaktfläche aufweist, die im Gebrauch im direkten Kontakt mit der Kühlflüssigkeit steht. Die thermoelektrischen Kühlelemente in Form von Peltier-Elementen sind zwischen dem oberen Trägerteil und dem unteren Trägerteil aufgenommen bzw. gerahmt, wobei flexible Dichtungen verwendet werden, die zwischen den thermoelektrischen Kühlelementen und den Trägerteilen angeordnet sind. Die rechteckigen Dichtringe klemmen die thermoelektrischen Kühlelemente entlang deren äußeren Umfang dichtend in die Trägerteile. Die Kontaktflächen der Kühlelemente bilden in Kombination mit dem Träger eine Trennwand für die Kühlflüssigkeit in den Kühlkanälen auf jeder Seite des Trägers und verhindern so ein Lecken der Kühlflüssigkeit hin zu den elektronischen Verbindungen und anderen Teilen der Kühlelemente. Der rahmenförmige Träger enthält somit Dichtelemente, um die Spannungsversorgung der Peltier-Elemente von den Kühlkanälen, die mit Kühlflüssigkeit durchströmt werden, zu trennen. Die Peltier-Elemente werden nach diesem Stand der Technik direkt von Flüssigkeit beaufschlagt, was sich als besonders effizient erweist. Durch die Notwendigkeit des Vorsehens von umlaufenden Dichtelementen am Rand der Peltier-Elemente verkleinert sich jedoch deren Wärmeaustauschfläche. Ferner ist der Aufbau gemäß diesem Stand der Technik lediglich für stationäre Anwendungen geeignet und auch nur für Kleinserien, da er durch die Struktur des Trägerrahmens, die sich aus vielen Teilen zusammensetzt, aufwendig gestaltet ist. Gerade in diesem Bereich und in Bezug auf die Abdichtung können bei Vibrationen und Temperaturschwankungen Fehlerquellen auftreten, die zu einer mangelnden Funktionsfähigkeit der Peltier-Elemente führen können.Furthermore, it is known to equip a liquid heat exchanger with a number of Peltier elements. For example, according to the DE 602 07 230 T2 Peltier elements inserted into a frame structure. A cooling device has a housing with at least one cooling channel for the passage of a cooling liquid and at least one Peltier element, here called thermoelectric cooling element, which has a layer of semiconductor material which is layered between two plates, at least one of the plates being electrical has an insulating contact surface which is in direct contact with the coolant during use. The at least one cooling element is flexibly and sealingly framed in a carrier along its outer circumference in such a way that the contact surface continues to contact the cooling liquid unimpeded, the carrier and the contact surface defining a wall part of the cooling channel. The carrier frames a large number of identical cooling elements or Peltier elements. The device has two housing parts, each of which has an open cooling channel, between which the carrier with the framed Peltier elements is pushed in such a way that it closes the cooling channels by forming a partition. Two plates are arranged in a sandwich arrangement, at least one of the plates having an electrically insulating contact surface which is in direct contact with the cooling liquid in use. The thermoelectric cooling elements in the form of Peltier elements are received or framed between the upper carrier part and the lower carrier part, with flexible seals being used which are arranged between the thermoelectric cooling elements and the carrier parts. The rectangular sealing rings clamp the thermoelectric Cooling elements sealingly into the carrier parts along their outer circumference. The contact surfaces of the cooling elements, in combination with the carrier, form a partition for the cooling liquid in the cooling channels on each side of the carrier and thus prevent the cooling liquid from leaking towards the electronic connections and other parts of the cooling elements. The frame-shaped carrier thus contains sealing elements in order to separate the voltage supply of the Peltier elements from the cooling channels through which cooling liquid flows. According to this state of the art, liquid is directly applied to the Peltier elements, which has proven to be particularly efficient. However, the need to provide circumferential sealing elements on the edge of the Peltier elements reduces their heat exchange area. Furthermore, the structure according to this prior art is only suitable for stationary applications and also only for small series, since it is designed to be complex due to the structure of the support frame, which is composed of many parts. It is precisely in this area and in relation to the sealing that sources of error can occur in the event of vibrations and temperature fluctuations, which can lead to the Peltier elements not functioning properly.

Als vorteilhaft erweist sich die Möglichkeit eines Direktkühlens der Peltier-Elemente durch Umströmen mit Medium, wie bei der DE 602 07 230 T2 . Ist keine solche Direktkühlung vorgesehen, treten Verluste in dem Bereich des Wärmeübergangs zwischen Peltier-Element und umströmender Flüssigkeit auf, so dass bei Vorsehen beispielsweise einer zusätzlichen Wandung zwischen Peltier-Element und Kühlflüssigkeit bzw. umströmender Flüssigkeit nur ein vergleichsweise ineffizienter Wärmetausch möglich ist. Wird die Wärmetauscherflüssigkeit durch insbesondere eine Wandung von dem zumindest einen Peltier-Element getrennt, werden hohe Anforderungen an Toleranzen sowie die Planheit der jeweiligen benachbarten Oberflächen der Bauteile gestellt, um den Wärmeübergang so weit wie möglich zu verbessern. Dies führt zu vergleichsweise hohen Kosten insbesondere im Vergleich zu dem direkten Umströmen der Peltier-Elemente mit Wärmetauscherflüssigkeit. Dementsprechend wäre ein Direktumströmen von Peltier-Elementen bzw. thermoelektrischen Elementen mit Wärmetauschermedium wünschenswert. Als weiter wünschenswert erweist es sich, lokale Temperaturspitzen an der Anbindungsfläche eines Wärmetauscherelements zu einem thermoelektrischen Element, somit Thermospannungen und sogenannte Hotspots, in einer Wärmetauschereinheit so weit wie möglich zu vermeiden. Ebenfalls sollten Luftspalte im Bereich der thermoelektrischen Elemente bzw. Peltier-Elemente vermieden werden, durch die eine unerwünschte Isolierung auftreten könnte. Ferner sollte der Befestigungsaufwand der thermoelektrischen Elemente zum Befestigen von diesen an einem Wärmetauscherelement so gering wie möglich gehalten werden, um auch hier die Kosten insbesondere im Vergleich zum Stand der Technik der DE 602 07 230 T2 so gering wie möglich zu halten. Da bei diesem Stand der Technik das Vorsehen einer aufwendigen Dichtung bzw. Abdichtung der Peltier-Elemente gegenüber dem Träger erforderlich ist, um elektronische Verbindungen der Peltier-Elemente von dem umströmenden Wärmetauschermedium zu trennen, erweist sich diese Lösung als für den Automotive- bzw. Fahrzeugbereich nicht verwendbar, da bei diesem während des Betriebs eines Fahrzeugs Vibrationen auftreten und somit das Risiko, dass das umströmende Medium mit den elektronischen Verbindungen der Peltier-Elemente ungewollt in Kontakt tritt und somit einen Ausfall von diesen verursacht bzw. zumindest deren Beschädigung, so dass die Wärmetauschereinheit dann nicht mehr optimal arbeiten kann.The possibility of direct cooling of the Peltier elements by flow around them with medium, as in the case, has proven to be advantageous DE 602 07 230 T2 . If no such direct cooling is provided, losses occur in the area of the heat transfer between the Peltier element and the flowing liquid, so that if, for example, an additional wall is provided between the Peltier element and the cooling liquid or flowing liquid, only a comparatively inefficient heat exchange is possible. If the heat exchanger liquid is separated from the at least one Peltier element by in particular a wall, high demands are placed on tolerances and the flatness of the respective adjacent surfaces of the components in order to improve the heat transfer as much as possible. This leads to comparatively high costs, in particular in comparison to the direct flow around the Peltier elements with heat exchanger liquid. Accordingly, a direct flow around Peltier elements or thermoelectric elements with heat exchange medium would be desirable. It has also proven to be desirable to avoid local temperature peaks on the connection surface of a heat exchanger element to a thermoelectric element, thus thermal voltages and so-called hotspots, in a heat exchanger unit as far as possible. Air gaps in the area of the thermoelectric elements or Peltier elements should also be avoided, as this could result in undesired insulation. Furthermore, the effort involved in attaching the thermoelectric elements for attaching them to a heat exchanger element should be kept as low as possible, in order to reduce the costs here, in particular in comparison with the prior art DE 602 07 230 T2 to keep it as low as possible. Since in this prior art the provision of a complex seal or sealing of the Peltier elements with respect to the carrier is necessary in order to separate electronic connections of the Peltier elements from the heat exchanger medium flowing around, this solution proves to be for the automotive or vehicle sector Not usable, because vibrations occur during the operation of a vehicle and thus the risk that the flowing medium unintentionally comes into contact with the electronic connections of the Peltier elements and thus causes a failure of them or at least their damage, so that the Heat exchanger unit can then no longer work optimally.

Die DE 10 2016 006 063 A1 offenbart eine Einrichtung zum Wandeln elektrischer Energie in thermische Energie. Diese umfasst eine aus mehreren Heizleiterelementen bestehende Schicht und eine aus zumindest zwei Teilen gebildete Einhausung, zwischen deren gegenüberliegenden Breitseitenflächen die aus mehreren Halbleiterelementen bestehende Schicht aufgenommen ist. Zumindest eine der zwei die Einhausung bildenden Teile überragt die aus mehreren Heizleiterelementen bestehende Schicht seitlich. Eine seitlich die aus mehreren Halbleiterelementen bestehende Schicht überragende Partie des jeweiligen Teiles ist als Funktionsabschnitt ausgebildet, welcher zumindest bereichsweise eine gewölbte Struktur aufweist. Zur Bereitstellung abdichtender Eigenschaften kann der Funktionsabschnitt mit Vertiefungen und/oder Wölbungen versehen sein. Ferner kann der Funktionsabschnitt im Bereich der gewölbten Struktur mit einem das Fluid einschließenden Element als Dichteinheit zusammenwirken und auf diese Weise zugleich als eine Dichtung bzw. Abdichtung wirken. Die gewölbte Struktur bzw. der Teil ist im Bereich der gewölbten Struktur revisibel elastisch verformbar.The DE 10 2016 006 063 A1 discloses a device for converting electrical energy into thermal energy. This comprises a layer consisting of several heating conductor elements and a housing formed from at least two parts, between whose opposite broad side surfaces the layer consisting of several semiconductor elements is received. At least one of the two parts forming the housing laterally projects beyond the layer consisting of several heating conductor elements. A portion of the respective part which laterally projects beyond the layer consisting of a plurality of semiconductor elements is designed as a functional section which, at least in regions, has a curved structure. To provide sealing properties, the functional section can be provided with depressions and / or curvatures. Furthermore, the functional section in the area of the curved structure can interact with an element enclosing the fluid as a sealing unit and in this way at the same time act as a seal or seal. The arched structure or the part is revisibly elastically deformable in the area of the arched structure.

Aus der US 2014/0326287 A1 ist ein thermoelektrisches Lademodul für ein tragbares thermoelektrisches Ladegerät bekannt, das eine obere Wärmekopplungsplatte und eine untere Wärmekopplungsplatte umfasst. Zumindest eine thermoelektrische Folie ist zwischen die obere und untere Wärmekopplungsplatte zwischengefügt. Die Umfangsränder der oberen und unteren Wärmekopplungsplatte sind von einem Umfangsband umgeben, das die thermoelektrische Folie einschließt. Der Kopf zumindest einer der oberen und der unteren Wärmekopplungsplatten kann über die oberen und/oder unteren Flächen des Umfangsbandes vorragen.From the US 2014/0326287 A1 a thermoelectric charging module for a portable thermoelectric charger is known which comprises an upper heat coupling plate and a lower heat coupling plate. At least one thermoelectric film is interposed between the upper and lower heat coupling plates. The peripheral edges of the upper and lower heat coupling plate are surrounded by a peripheral band, which encloses the thermoelectric film. The head of at least one of the upper and lower heat coupling plates can protrude above the upper and / or lower surfaces of the peripheral band.

Aus der DE 10 2014 004 606 A1 ist eine thermoelektrische Umwandlungserzeugungsvorrichtung bekannt, die einen luftdichten Behälter enthält, in dem ein tafelförmiges Bauteil einer Heizseite und eines tafelförmiges Bauteil einer Kühlseite einander gegenüberliegend angeordnet sind und innerhalb dessen ein Druck verringert ist. Ferner enthält sie in dem luftdichten Behälter ein thermoelektrisches Umwandlungsmodul in einem Zustand, in dem das Modul zwischen dem tafelförmigen Bauteil der Heizseite und dem tafelförmigen Modul der Kühlseite angeordnet ist. Das thermoelektrische Umwandlungsmodul erzeugt Elektrizität, indem ein Temperaturunterschied im thermoelektrischen Umwandlungsmodul durch gleichzeitiges Erwärmen des tafelförmigen Bauteils der Heizseite und Kühlen des tafelförmigen Bauteils der Kühlseite erzeugt wird. Das tafelförmige Bauteil der Kühlseite besteht aus einem flexiblen tafelförmigen Bauteil. Das flexible tafelförmige Bauteil steht direkt oder über ein Puffermaterial mit dem thermoelektrischen Umwandlungsmodul in Kontakt, wobei das Puffermaterial in einem Zustand ist, in dem das flexible tafelförmige Bauteil durch einen aufgrund eines Zustands von verringertem Druck im luftdichten Behälter auftretenden Druckunterschied innerhalb und außerhalb des luftdichten Behälters zusammengedrückt wird. From the DE 10 2014 004 606 A1 a thermoelectric conversion generating device is known which includes an airtight container in which a panel member of a heating side and a panel member of a cooling side are opposed to each other and within which a pressure is reduced. It further includes, in the airtight container, a thermoelectric conversion module in a state in which the module is disposed between the heating side panel and the cooling side panel. The thermoelectric conversion module generates electricity by generating a temperature difference in the thermoelectric conversion module by simultaneously heating the heating side panel and cooling the cooling side panel. The plate-shaped component of the cooling side consists of a flexible plate-shaped component. The flexible tabular member is in contact with the thermoelectric conversion module directly or through a buffer material, the buffer material being in a state in which the flexible tabular member is caused by a pressure difference inside and outside the airtight container due to a state of reduced pressure in the airtight container is squeezed.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein thermoelektrisches Modul mit zumindest einem Rahmenelement und zumindest einem thermoelektrischen Element sowie eine Wärmetauschereinheit mit zumindest einem solchen thermoelektrischen Modul dahingehend zu verbessern, dass die vorstehend genannten Probleme vermieden werden und eine Direktkühlung des zumindest einen thermoelektrischen Elementes des thermoelektrischen Moduls vorgesehen ist und hierbei zugleich dauerhaft eine sichere Abdichtung zwischen dem zumindest einen thermoelektrischen Element bzw. dessen elektrisch leitenden Komponenten und Elektronik und einem Wärmetauschermedium, das innerhalb der Wärmetauschereinheit strömt, erzielt werden kann.The present invention is therefore based on the object of improving a thermoelectric module with at least one frame element and at least one thermoelectric element and a heat exchanger unit with at least one such thermoelectric module in such a way that the aforementioned problems are avoided and direct cooling of the at least one thermoelectric element of the thermoelectric module is provided and at the same time a permanent seal between the at least one thermoelectric element or its electrically conductive components and electronics and a heat exchanger medium that flows within the heat exchanger unit can be achieved.

Die Aufgabe wird für ein thermoelektrisches Modul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein Folienelement zum Abdichten zumindest des zumindest einen thermoelektrischen Elements vorgesehen und außenseitg an dem zumindest einen Rahmenelement und dem zumindest einen thermoelektrischen Element angeordnet ist und/oder diese in sich aufnimmt wobei das zumindest eine thermoelektrische Element mit elektrischen Kontaktleitern versehen und das zumindest eine Rahmenelement zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet ist zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements. Für eine Wärmetauschereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein Gehäuse der Wärmetauschereinheit, in dem das zumindest eine thermoelektrische Modul aufnehmbar oder aufgenommen ist, und in dem zumindest einen Gehäuse zumindest ein Strömungsraum oder Strömungskanal zum Strömen von Wärmetauschermedium entlang zumindest einer der beiden Außenseiten des thermoelektrischen Moduls vorgesehen sind. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for a thermoelectric module according to the preamble of claim 1 in that at least one film element is provided for sealing at least the at least one thermoelectric element and is arranged on the outside on the at least one frame element and the at least one thermoelectric element and / or in itself receives the at least one thermoelectric element provided with electrical contact conductors and the at least one frame element is at least partially electrically conductive for contacting the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element. For a heat exchanger unit according to the preamble of claim 14, the object is achieved in that at least one housing of the heat exchanger unit in which the at least one thermoelectric module can be accommodated or accommodated, and in the at least one housing at least one flow space or flow channel for the flow of heat exchange medium along at least one of the two outer sides of the thermoelectric module are provided. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Dadurch werden ein thermoelektrisches Modul sowie eine Wärmetauschereinheit mit zumindest einem solchen geschaffen, wobei das thermoelektrische Modul zumindest ein Rahmenelement und zumindest ein thermoelektrisches Element mit elektrischen Kontaktleitern zu dessen Anschluss an eine Stromversorgung aufweist. Das zumindest eine Rahmenelement ist zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet, um ein Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements auf dem/den elektrisch leitfähigen Bereich(en) des zumindest einen Rahmenelements zu ermöglichen. Das zumindest eine thermoelektrische Element wird in das zumindest eine Rahmenelement eingefügt. Die elektrischen Kontaktleiter des thermoelektrischen Elements werden auf dem/den elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereich(en) des Rahmenelementes kontaktiert. Die elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereiche des zumindest einen Rahmenelements werden mit dem Pluspol und dem Minuspol einer elektrischen Spannungs- oder Stromquelle verbunden, insbesondere über mit den elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereichen des zumindest einen Rahmenelements verbundene Kontaktelemente, die aus dem Rahmenelement und dem thermoelektrischen Modul herausragen.This creates a thermoelectric module and a heat exchanger unit with at least one such, the thermoelectric module having at least one frame element and at least one thermoelectric element with electrical contact conductors for connecting it to a power supply. The at least one frame element is at least partially electrically conductive in order to enable contacting of the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element on the electrically conductive region (s) of the at least one frame element. The at least one thermoelectric element is inserted into the at least one frame element. The electrical contact conductors of the thermoelectric element are contacted on the electrically conductive region (s) of the frame element. The electrically conductive regions of the at least one frame element are connected to the positive pole and the negative pole of an electrical voltage or current source, in particular via contact elements connected to the electrically conductive regions of the at least one frame element, which protrude from the frame element and the thermoelectric module.

Um das thermoelektrische Element, insbesondere dessen elektrische Kontaktleiter, bei Anordnung des thermoelektrischen Elements in einer Wärmetauschereinheit gegenüber in zumindest einem Strömungskanal oder Strömungsraum des Gehäuses der Wärmetauschereinheit strömendem Wärmetauschermedium abzudichten, ist zumindest ein Folienelement vorgesehen. Das zumindest eine Folienelement wird das zumindest eine thermoelektrische Element und dessen elektrische Kontaktleiter ebenso wie die zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereiche des zumindest einen Rahmenelementes des thermoelektrischen Moduls in sich aufnehmend und nach außen abdichtend auf den Außenseiten des thermoelektrischen Moduls angeordnet.In order to seal the thermoelectric element, in particular its electrical contact conductor, when the thermoelectric element is arranged in a heat exchanger unit with respect to the heat exchanger medium flowing in at least one flow channel or flow space of the housing of the heat exchanger unit, at least one film element is provided. The at least one film element, the at least one thermoelectric element and its electrical contact conductor, as well as the at least partially electrically conductive regions of the at least one frame element of the thermoelectric module, are arranged in a manner that accommodates them and seals them from the outside on the outside of the thermoelectric module.

Um einen Anschluss des zumindest einen thermoelektrischen Elementes außen am thermoelektrischen Modul und hierüber einen Anschluss an eine elektrische Strom- bzw. Spannungsversorgung des zumindest einen thermoelektrischen Elements vorsehen zu können, sind vorteilhaft zumindest zwei Kontaktelemente mit dem zumindest einen Rahmenelement im Bereich von dessen elektrisch leitfähiger Ausbildung verbunden. Somit sind einerseits die elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements mit dem zumindest einen elektrisch leitfähigen Bereich des zumindest einen Rahmenelementes elektrisch leitend verbunden. Andererseits ist dieser zumindest eine elektrisch leitfähig ausgebildete Bereich des Rahmenelementes wiederum elektrisch leitend mit den zumindest zwei Kontaktelementen verbunden, die über den äußeren Umfang des zumindest einen Rahmenelements vorstehen und über die außen am thermoelektrischen Modul ein Anschluss an eine elektrische Energiequelle ermöglicht wird.Around a connection of the at least one thermoelectric element on the outside of the thermoelectric module and via this a connection to an electrical current or voltage supply of the at least one thermoelectric element To be able to provide, at least two contact elements are advantageously connected to the at least one frame element in the region of its electrically conductive design. Thus, on the one hand, the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element are electrically conductively connected to the at least one electrically conductive region of the at least one frame element. On the other hand, this at least one electrically conductive region of the frame element is in turn electrically conductively connected to the at least two contact elements which protrude beyond the outer circumference of the at least one frame element and via which a connection to an electrical energy source is made possible on the outside of the thermoelectric module.

Anstelle des Vorsehens eines zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildeten Rahmenelements können die elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements beispielsweise auch gebündelt und als solches Bündel entlang dem Rahmenelement zu einem Anschluss an eine elektrische Strom- bzw. Spannungsversorgung geführt werden. Insbesondere kann auch in dieser Ausführungsvariante das zumindest eine Rahmenelement mit zumindest einem Kontaktelement zum Anschließen der elektrischen Kontaktleiter versehen sein, wobei an das entsprechende Kontaktelement, insbesondere ein als Pluspol ausgebildetes Kontaktelement und ein als Minuspol ausgebildetes Kontaktelement, des Rahmenelements elektrische Leiter zum Anschluss an eine elektrische Strom- bzw. Spannungsversorgung angeschlossen werden können. Instead of providing an at least partially electrically conductive frame element, the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element can also be bundled, for example, and as such bundles can be guided along the frame element to a connection to an electrical current or voltage supply. In particular, in this embodiment variant too, the at least one frame element can be provided with at least one contact element for connecting the electrical contact conductors, electrical conductors for connection to an electrical conductor being connected to the corresponding contact element, in particular a contact element embodied as a positive pole and a contact element embodied as a negative pole Power or voltage supply can be connected.

Weiter vorteilhaft überdeckt das zumindest eine Folienelement den Kontaktierungsbereich der Kontaktelemente mit den elektrisch leitfähigen Bereichen des Rahmenelements dichtend bzw. deckt diesen dichtend ab oder überdeckt diesen. Insbesondere kann das zumindest eine Folienelement mit den Kontaktelementen verschweißt oder verklebt sein, um eine mediendichte Verbindung und somit Abdichtung dort zu schaffen. Hierdurch ist es somit möglich, ein Eindringen von Wärmetauschermedium in das Innere des thermoelektrischen Moduls zu vermeiden. Beispielsweise kann das zumindest eine Folienelement in Form einer Folientasche ausgebildet sein, die umlaufend um das thermoelektrische Modul an drei oder vier Seiten stoffschlüssig verschlossen, insbesondere verschweißt, ist, unter Vorsehen von Durchführungen für die Kontaktelemente des thermoelektrischen Moduls. Ferner kann das zumindest eine Folienelement so ausgebildet sein, dass es das zumindest eine Rahmenelement sowie das zumindest eine darin aufgenommene thermoelektrische Element an zumindest einer Seite überspannt und insbesondere an dem zumindest einen Rahmenelement stoffschlüssig befestigt ist. Beispielsweise kann ein Befestigen über Verschweißen oder Verkleben dort erfolgen. Grundsätzlich ist ein Überspannen von Rahmenelement mit dem zumindest einen darin aufgenommenen thermoelektrischen Element lediglich auf einer Seite möglich, jedoch auch auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des zumindest einen Rahmenelementes mit dem darin aufgenommenen zumindest einen thermoelektrischen Element. Ist lediglich ein Überspannen auf einer Seite des zumindest einen Rahmenelementes mit dem darin aufgenommenen zumindest einen thermoelektrischen Element vorgesehen, wird vorteilhaft ein Kontakt mit Wärmetauschermedium nur auf dieser Seite vorgesehen, wobei auf der gegenüberliegenden Seite ein Kontakt zu einer Wärmetauscherfläche vorgesehen werden kann. In diesem Falle können alle elektrischen und elektronischen Verbindungen bzw. Kontaktleiter und Kontakte von dem zumindest einen Folienelement umgeben und somit gegen strömendes Wärmetauschermedium abgedichtet werden.Furthermore, the at least one film element advantageously covers the contacting area of the contact elements with the electrically conductive areas of the frame element, covers them in a sealing manner or covers them. In particular, the at least one film element can be welded or glued to the contact elements in order to create a media-tight connection and thus seal there. This makes it possible to prevent heat exchanger medium from penetrating into the interior of the thermoelectric module. For example, the at least one film element can be designed in the form of a film pocket which is materially sealed, in particular welded, circumferentially around the thermoelectric module on three or four sides, with provision for bushings for the contact elements of the thermoelectric module. Furthermore, the at least one film element can be designed in such a way that it spans the at least one frame element and the at least one thermoelectric element accommodated therein on at least one side and, in particular, is firmly bonded to the at least one frame element. For example, it can be attached by welding or gluing. Basically, it is possible to span the frame element with the at least one thermoelectric element accommodated therein only on one side, but also on two opposite sides of the at least one frame element with the at least one thermoelectric element accommodated therein. If only one spanning is provided on one side of the at least one frame element with the at least one thermoelectric element accommodated therein, contact with the heat exchanger medium is advantageously provided only on this side, contact with a heat exchanger surface being able to be provided on the opposite side. In this case, all electrical and electronic connections or contact conductors and contacts can be surrounded by the at least one film element and thus sealed against the flowing heat exchanger medium.

Das zumindest eine Rahmenelement kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Das zumindest eine ein- oder mehrteilige Rahmenelement dient einerseits der Aufnahme und Positionierung des zumindest einen thermoelektrischen Elements, insbesondere Peltier-Elements, und zum anderen der Kontaktierung von diesem bzw. von dessen elektrischen Kontaktleitern. Dementsprechend weist das zumindest eine Rahmenelement vorteilhaft an die Abmessungen des zumindest einen thermoelektrischen Elements angepasste Öffnungen zur Aufnahme und zur axialen Fixierung desselben auf. Hierbei kann das zumindest eine thermoelektrische Element gleich hoch oder höher als das zumindest eine Rahmenelement ausgebildet sein. Insbesondere kann das zumindest eine thermoelektrische Element im 10tel-Millimeterbereich über die Höhenerstreckung des Rahmenelements vorstehen. Dabei liegt dann das zumindest eine Folienelement in jedem Falle auf dem zumindest einen thermoelektrischen Element auf, so dass ein sehr guter Wärmeübergang durch das zumindest eine Folienelement hindurch zwischen thermoelektrischem Element und dem auf der gegenüberliegenden Seite des zumindest einen Folienelements strömenden Wärmetauschermedium möglich ist. Das zumindest eine Folienelement ist vorteilhaft thermisch leitfähig ausgebildet, um einen Wärmetausch zwischen dem zumindest einen thermoelektrischen Element und dem Wärmetauschermedium zu ermöglichen.The at least one frame element can be formed in one or more parts. The at least one one-part or multi-part frame element serves on the one hand to receive and position the at least one thermoelectric element, in particular a Peltier element, and on the other hand to make contact with it or its electrical contact conductors. Accordingly, the at least one frame element advantageously has openings adapted to the dimensions of the at least one thermoelectric element for receiving and axially fixing the same. Here, the at least one thermoelectric element can be of the same height or higher than the at least one frame element. In particular, the at least one thermoelectric element in the 10th millimeter range can protrude beyond the height of the frame element. The at least one film element then lies on the at least one thermoelectric element, so that very good heat transfer through the at least one film element between the thermoelectric element and the heat exchange medium flowing on the opposite side of the at least one film element is possible. The at least one film element is advantageously designed to be thermally conductive in order to enable heat exchange between the at least one thermoelectric element and the heat exchange medium.

Das zumindest eine ein- oder mehrteilige Rahmenelement kann in unterschiedlicher Art und Weise elektrisch leitfähig in zumindest einem Teilbereich ausgebildet sein. Einerseits ist es möglich, einseitig eine Kontaktgeometrie bzw. elektrisch leitfähige Bereiche vollflächig oder teilflächig auf dem zumindest einen Rahmenelement vorzusehen, also entweder über nahezu die gesamte Fläche hinweg, unter Belassen eines Spalts zwischen dem an einen Pluspol anzuschließenden Bereich und dem an einen Minuspol anzuschließenden Bereich, oder einen Teil von dieser. Ferner ist es möglich, auf beiden Seiten des zumindest einen Rahmenelementes zumindest teilweise elektrisch leitfähige Bereiche vorzusehen. Beispielsweise kann eine Seite des zumindest einen Rahmenelementes als Pluspol und die andere Seite als Minuspol ausgebildet werden. Ferner ist es möglich, das zumindest eine Rahmenelement aus zwei miteinander verbindbaren oder verbundenen Rahmenteilen mit innenliegender Kontaktierung bzw. elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereichen auszubilden zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter der thermoelektrischen Elemente. Die innenliegende Kontaktierung kann einseitig, also nur an einem Halbelement vorgesehen sein oder wechselseitig, also an beiden Rahmenteilen, wobei die Rahmenteile in letzterem Falle als Gleichteile ausgebildet sein und zum Rahmenelement zusammengefügt sein können. Die Ausbildung als Gleichteile führt vorteilhaft zu einer Kostenersparnis, da die Werkzeugkosten im Vergleich zum Ausbilden von Ungleichteilen geringer sind. Um die elektrisch leitfähigen Bereiche zu bilden, kann das zumindest eine Rahmenelement zumindest teilweise elektrisch leitfähig beschichtet sein oder werden. Eine solche zumindest teilweise elektrisch leitfähige Beschichtung kann lediglich einseitig auf dem zumindest einen Rahmenelement vorgesehen sein oder beidseitig, je nach dem, welche Art des Aufbaus für das Rahmenelement sich als besonders für den jeweiligen Anwendungsfall zu bevorzugen erweist.The at least one one-part or multi-part frame element can be designed to be electrically conductive in at least one partial area in different ways. On the one hand, it is possible to provide a contact geometry or electrically conductive areas on one side over the entire surface or over part of the surface on the at least one frame element, that is to say either over almost the entire surface, leaving a gap between, or a part of, the area to be connected to a positive pole and the area to be connected to a negative pole. Furthermore, it is possible to provide at least partially electrically conductive areas on both sides of the at least one frame element. For example, one side of the at least one frame element can be designed as a positive pole and the other side as a negative pole. Furthermore, it is possible to form the at least one frame element from two interconnectable or connected frame parts with internal contacting or electrically conductive regions for contacting the electrical contact conductors of the thermoelectric elements. The internal contact can be provided on one side, that is, only on one half element, or alternately, that is, on both frame parts, the frame parts in the latter case being designed as identical parts and being able to be joined together to form the frame element. Training as identical parts advantageously leads to cost savings since the tool costs are lower in comparison to the formation of non-uniform parts. In order to form the electrically conductive regions, the at least one frame element can be at least partially coated in an electrically conductive manner. Such an at least partially electrically conductive coating can only be provided on one side on the at least one frame element or on both sides, depending on which type of structure for the frame element proves to be particularly preferred for the respective application.

Das Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements auf den elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereichen des zumindest einen Rahmenelements kann insbesondere durch Auflöten erfolgen. Ein Verbinden der elektrisch leitfähigen Bereiche des Rahmenelements mit den Kontaktelementen kann beispielsweise durch deren Aufkleben, Einklipsen oder partielles Umspritzen erfolgen, wenn diese als Einleger beim Spritzgießen des zumindest einen Rahmenelementes mit integriert werden. Ferner ist es möglich, auch eine mediendichte Umspritzung der Kontaktelemente im zumindest einen Rahmenelement bei dessen Herstellung im Spritzgussverfahren vorzusehen. Hierdurch ist es nicht mehr erforderlich, ein mediendichtes Verbinden des zumindest einen Folienelements mit den Kontaktelementen vorzusehen, da dieses dann bereits von dem Spritzgusswerkstoff des zumindest einen Rahmenelements dicht umschlossen ist.The contacting of the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element on the electrically conductive regions of the at least one frame element can take place in particular by soldering. The electrically conductive areas of the frame element can be connected to the contact elements, for example, by gluing them on, clipping them in or partially encapsulating them, if these are also integrated as inserts during the injection molding of the at least one frame element. Furthermore, it is also possible to provide a medium-tight encapsulation of the contact elements in the at least one frame element when it is manufactured using the injection molding process. As a result, it is no longer necessary to provide a media-tight connection of the at least one film element to the contact elements, since this is then already tightly enclosed by the injection molding material of the at least one frame element.

Ferner ist es möglich, dass das zumindest eine Rahmenelement zumindest eine Nut zur Aufnahme der elektrischen Kontaktleiter aufweist. Hierdurch ist es möglich, die elektrischen Kontaktleiter zum Zuführen von Strom zu den thermoelektrischen Elementen platzsparend innerhalb des zumindest einen Rahmenelementes zu führen. Ferner können solche Nuten in dem zumindest einen Rahmenelement auch zur außenseitigen Isolierung des thermoelektrischen Moduls bzw. des darin angeordneten zumindest einen thermoelektrischen Elements aufgrund des darin vorhandenen Luftvolumens genutzt werden. Furthermore, it is possible for the at least one frame element to have at least one groove for receiving the electrical contact conductors. This makes it possible to run the electrical contact conductors for supplying current to the thermoelectric elements in a space-saving manner within the at least one frame element. Furthermore, such grooves in the at least one frame element can also be used for the outside insulation of the thermoelectric module or the at least one thermoelectric element arranged therein due to the air volume present therein.

Gerade aufgrund der Verwendung des zumindest einen Folienelementes zum Abdichten des zumindest einen thermoelektrischen Elements nach außen in Kombination mit dem zumindest einen Rahmenelement, in dem das zumindest eine thermoelektrische Element angeordnet und kontaktiert ist, ist es vorteilhaft möglich, dass die thermoelektrischen Elemente nicht nur in der Fläche, sondern auch in der Höhe gestapelt in dem zumindest einen Rahmenelement angeordnet werden/sind. Hierdurch ist ebenfalls ein besonders platzsparender Aufbau des thermoelektrischen Moduls möglich.Precisely because of the use of the at least one film element to seal the at least one thermoelectric element to the outside in combination with the at least one frame element in which the at least one thermoelectric element is arranged and contacted, it is advantageously possible for the thermoelectric elements not only in the Surface, but also stacked in height in the at least one frame element / are arranged. This also enables a particularly space-saving construction of the thermoelectric module.

Das zumindest eine Folienelement kann auf unterschiedlichste Art und Weise zum thermischen Kontakt mit dem zumindest einen thermoelektrischen Element an dieses angepresst werden. Einerseits ist es beispielsweise möglich, im Bereich des zumindest einen Folienelements, insbesondere innerhalb des z.B. als Tasche ausgebildeten Folienelements, einen Unterdruck zu erzeugen, vermittels dessen das zumindest eine Folienelement an die Außenseiten des zumindest einen thermoelektrischen Element angelegt wird. Ferner ist es möglich, über einen auf das zumindest eine Folienelement von der dem Wärmetauschermedium zugewandten Seite aus durch dieses ausgeübten Druck in Richtung des thermoelektrischen Elements das zumindest eine Folienelement an dessen Außenseite anzupressen. Ebenfalls ist es möglich, durch Vorsehen einer außenliegenden Stützgeometrie, insbesondere in Form von Noppen oder eines Geflechts oder einer anderen Art einer Stützgeometrie, ein Anpressen des zumindest einen Folienelements gegen die Außenfläche des zumindest einen thermoelektrischen Elements, insbesondere Peltier-Elements, vorzusehen. Je besser das zumindest eine Folienelement an die Außenfläche des zumindest einen thermoelektrischen Elements angepresst wird/ist, desto besser ist auch der thermische Übergang von diesem zum Wärmetauschermedium, das auf der gegenüberliegenden Seite des Folienelements strömt bzw. von diesem Wärmetauschermedium in Richtung zu dem thermoelektrischen Element.The at least one film element can be pressed onto the at least one thermoelectric element for thermal contact in a wide variety of ways. On the one hand, it is possible, for example, in the area of the at least one film element, in particular within the e.g. foil element designed as a pocket to generate a vacuum, by means of which the at least one foil element is applied to the outer sides of the at least one thermoelectric element. Furthermore, it is possible to press the at least one film element on the outside of the film element via a pressure exerted on the at least one film element from the side facing the heat exchange medium in the direction of the thermoelectric element. It is also possible to provide for pressing the at least one film element against the outer surface of the at least one thermoelectric element, in particular a Peltier element, by providing an external support geometry, in particular in the form of knobs or a braid or another type of support geometry. The better the at least one film element is / is pressed onto the outer surface of the at least one thermoelectric element, the better is the thermal transition from the latter to the heat exchange medium that flows on the opposite side of the film element or from this heat exchange medium in the direction of the thermoelectric element .

Das zumindest eine Folienelement kann beispielsweise als permeationsdichte laminierte Mehrschichtfolie ausgebildet sein. Insbesondere kann zumindest eine der Schichten aus zumindest einem Metall bestehen. Die zumindest eine Metallschicht kann dabei als Diffusionsschicht gegen das Eindringen von Dampf von der Fluidseite, also der Seite aus, an der das Wärmetauschermedium strömt, zu dem zumindest einen thermoelektrischen Element dienen. Beispielsweise kann das Folienelement als 5-Schicht-Folie ausgebildet sein, wobei eine der Schichten aus einem Metall, wie z.B. Aluminium, besteht. Ein beispielhafter Aufbau eines solchen fünfschichtigen Folienelementes kann eine erste Schicht aus Polyamid oder Polyethylen, darüber eine zweite Schicht als Haftschicht aus Polyester-Polyurethan, darüber eine dritte Schicht aus Aluminiumfolie, darüber eine vierte Schicht als Haftschicht aus urethanfreiem Haftmittel und darüber eine fünfte Schicht aus Polypropylen aufweisen. Die fünfte Schicht aus Polypropylen steht nach der Montage des Folienelements nach dem Einbau des thermoelektrischen Moduls in eine Wärmetauschereinheit in Kontakt mit dem Wärmetauschermedium. Demgegenüber kann die erste Schicht aus Polyamid auf der zum zumindest einen thermoelektrischen Element gerichteten Seite des Folienelements positioniert werden, insbesondere auf der Innenseite eines als Tasche ausgebildeten Folienelements. Die Schicht aus Polyamid kann thermisch geschweißt werden. Ebenfalls ist es möglich, eine klebende Folie anstelle einer schweißbaren zu verwenden.The at least one film element can be designed, for example, as a permeation-proof laminated multilayer film. In particular, at least one of the layers can consist of at least one metal. The at least one metal layer can act as a diffusion layer against the penetration of steam from the fluid side, that is, from the side on which the heat exchange medium flows to which serve at least one thermoelectric element. For example, the film element can be designed as a 5-layer film, one of the layers consisting of a metal, such as aluminum. An exemplary structure of such a five-layer film element can be a first layer made of polyamide or polyethylene, a second layer above it as an adhesive layer made of polyester-polyurethane, a third layer made of aluminum foil above it, a fourth layer as an adhesive layer made of urethane-free adhesive and a fifth layer made of polypropylene exhibit. The fifth layer of polypropylene is in contact with the heat exchanger medium after the film element has been installed and the thermoelectric module has been installed in a heat exchanger unit. In contrast, the first layer of polyamide can be positioned on the side of the film element facing the at least one thermoelectric element, in particular on the inside of a film element designed as a pocket. The polyamide layer can be thermally welded. It is also possible to use an adhesive film instead of a weldable one.

Bei der Ausbildung des Folienelements als Mehrschichtfolie, wie vorstehend beschrieben, kann beispielsweise die erste Schicht aus Polyamid oder alternativ Polyethylen eine Schichtdicke von 0,025 mm mit einer Toleranz von +/- 0,0025 mm aufweisen, die mittlere bzw. dritte Schicht aus Aluminiumfolie eine Schichtdicke von 0,040 mm mit einer Toleranz von +/- 0,004 mm und die fünfte Schicht aus Polypropylen eine Schichtdicke von 0,040 mm mit einer Toleranz von +/- 0,004 mm aufweisen. Die zweite Schicht, also die Polyester-/Polyurethan-Haftschicht zwischen der ersten und dritten Schicht kann beispielsweise ein Flächengewicht von 4-5 g/m2 aufweisen, während die urethanfreie Haftschicht als vierte Schicht zwischen der Aluminiumfolie und der fünften Schicht aus Polypropylen, beispielsweise ein Flächengewicht von 2-3 g/m2 aufweisen kann. Die gesamte Mehrschichtfolie bzw. das gesamte Folienelement kann beispielsweise eine Dicke von 115 µm +/- 5% Toleranz aufweisen. Bei einem anderen Schichtaufbau bzw. einer anderen Anzahl von Schichten kann das Folienelement selbstverständlich auch einerseits eine andere Gesamthöhe und andererseits andere Schichtdicken aufweisen. Das Folienelement ist jedoch stets so ausgebildet, dass es thermisch leitend, dünn und reißfest ausgebildet ist, um die dichtende Ummantelung des zumindest einen Rahmenelements und des zumindest einen thermoelektrischen Elements sowie den Wärmetransport durch das Folienelement hindurch zu ermöglichen.When the film element is designed as a multilayer film, as described above, the first layer made of polyamide or alternatively polyethylene can have a layer thickness of 0.025 mm with a tolerance of +/- 0.0025 mm, the middle or third layer made of aluminum foil can have a layer thickness of 0.040 mm with a tolerance of +/- 0.004 mm and the fifth layer of polypropylene has a layer thickness of 0.040 mm with a tolerance of +/- 0.004 mm. The second layer, i.e. the polyester / polyurethane adhesive layer between the first and third layers, can have, for example, a basis weight of 4-5 g / m 2 , while the urethane-free adhesive layer as the fourth layer between the aluminum foil and the fifth layer made of polypropylene, for example can have a weight per unit area of 2-3 g / m 2 . The entire multilayer film or the entire film element can, for example, have a thickness of 115 μm +/- 5% tolerance. With a different layer structure or a different number of layers, the film element can of course also have a different overall height on the one hand and different layer thicknesses on the other hand. However, the film element is always designed such that it is thermally conductive, thin and tear-resistant in order to enable the sealing sheathing of the at least one frame element and the at least one thermoelectric element and the heat transport through the film element.

Anstelle des Vorsehens einer Mehrschichtfolie kann das zumindest eine Folienelement zum Überspannen des Rahmenelements auch als Metallfolie und/oder dünnes Blech ausgebildet werden. Ferner ist es möglich, ein zumindest teilweise oder partiell mit zumindest einer Funktionsschicht beschichtetes Blech als Folienelement vorzusehen. Eine solche Funktionsschicht kann beispielsweise eine Elastomerschicht zum Abdichten des Folienelements im Bereich des Rahmenelements sein. Ferner kann die Funktionsschicht eine Wärmekontaktschicht im Bereich des Wärmeübergangs zu dem zumindest einen thermoelektrischen Element sein. Ferner ist es möglich, eine elektrische Isolationsschicht als Funktionsschicht im Bereich der Kontaktierung im Inneren des Rahmenelementes und der Leitergeometrie der elektrischen Kontaktleiter bzw. der elektrisch leitfähigen Kontaktbereiche an dem zumindest einen Rahmenelement vorzusehen. Durch das Vorsehen einer solchen elektrischen Isolationsschicht können dementsprechend die elektrisch leitfähigen Bereiche an dem zumindest einen Rahmenelement sowie die elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements gegenüber dem Blech bzw. der Metallfolie als Folienelement elektrisch isoliert werden. Um das zumindest eine Folienelement in Form einer Metallfolie oder eines dünnen Blechs mit dem zumindest einen Rahmenelement oder bei der Ausbildung als Tasche fügen zu können, kann dieses im abzudichtenden Bereich beispielsweise verpresst, geklebt oder das jeweilige dünne Blech von beiden Seiten durch Falzen, Bördeln, Löten, Kleben oder ein anderes Fügeverfahren gefügt werden. Auch beliebige Kombinationen der vorstehend genannten Fügeverfahren oder alternative Fügeverfahren sind zum abdichtenden Verbinden des als Metallfolie oder dünnes Blech ausgebildeten zumindest einen Folienelements mit dem zumindest einen Rahmenelement und/oder mit sich selbst zum Ausbilden einer Tasche möglich. Instead of providing a multilayer film, the at least one film element for spanning the frame element can also be designed as a metal film and / or thin sheet metal. Furthermore, it is possible to provide a sheet metal at least partially or partially coated with at least one functional layer as the film element. Such a functional layer can be, for example, an elastomer layer for sealing the film element in the area of the frame element. Furthermore, the functional layer can be a thermal contact layer in the area of heat transfer to the at least one thermoelectric element. It is also possible to provide an electrical insulation layer as a functional layer in the area of the contacting inside the frame element and the conductor geometry of the electrical contact conductors or the electrically conductive contact areas on the at least one frame element. By providing such an electrical insulation layer, the electrically conductive areas on the at least one frame element and the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element can accordingly be electrically insulated from the sheet metal or the metal foil as a foil element. In order to be able to join the at least one foil element in the form of a metal foil or a thin sheet with the at least one frame element or in the case of a pocket, this can be pressed or glued in the area to be sealed, for example, or the respective thin sheet from both sides by folding, flanging, Soldering, gluing or another joining process. Any combinations of the above-mentioned joining methods or alternative joining methods are also possible for sealingly connecting the at least one foil element designed as a metal foil or thin sheet metal to the at least one frame element and / or with itself to form a pocket.

Das thermoelektrische Modul kann zusätzlich zu dem Vorsehen zumindest eines Rahmenelements und zumindest eines thermoelektrischen Elements dahingehend ausgebildet sein, dass das zumindest eine thermoelektrische Element mit elektrischen Kotaktleitern versehen und das zumindest eine Rahmenelement zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet ist durch Vorsehen zumindest eines metallischen Einlegers zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements. Der zumindest eine metallische Einleger kann mit zumindest einem Crimpbereich versehen sein oder werden zum Verbinden der elektrischen Kontaktleiter mit dem metallischen Einleger durch Crimpen. Es ist somit möglich, die elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements mit Kontaktbereichen des zumindest einen Rahmenelements, das zumindest einen metallischen Einleger umfasst, durch eine Crimpverbindung zu verbinden. Hierbei können die zum Crimpen vorgesehenen Bereiche beim Ausstanzen des zumindest einen metallischen Einlegers vorgeformt werden. Diese Crimpbereiche des metallischen Einlegers werden sodann auf dem zumindest einen Rahmenelement als Widerlager mit den elektrischen Kontaktleitern des zumindest einen thermoelektrischen Elements verpresst. Eine solche Art einer Crimpverbindung von elektrischen Kontaktleitern von thermoelektrischen Elementen und zumindest einem metallischen Einleger zumindest eines Rahmenelements eines thermoelektrischen Moduls kann auch ohne Vorsehen eines Folienelements zum Abdichten der Verbindung von Rahmenelement und thermoelektrischen Elementen verwendet werden.In addition to the provision of at least one frame element and at least one thermoelectric element, the thermoelectric module can be designed such that the at least one thermoelectric element is provided with electrical contact conductors and the at least one frame element is at least partially electrically conductive by providing at least one metallic insert for contacting the electrical contact conductor of the at least one thermoelectric element. The at least one metallic insert can be provided with at least one crimp area or can be used to connect the electrical contact conductors to the metallic insert by crimping. It is thus possible to connect the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element to contact areas of the at least one frame element, which comprises at least one metallic insert, by means of a crimp connection. The areas provided for crimping can be preformed when the at least one metallic insert is punched out. These crimp areas of the metallic Inserts are then pressed onto the at least one frame element as an abutment with the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element. Such a type of crimp connection of electrical contact conductors of thermoelectric elements and at least one metallic insert of at least one frame element of a thermoelectric module can also be used without sealing a foil element to seal the connection of frame element and thermoelectric elements.

Anstelle lediglich eines thermoelektrischen Elements, insbesondere Peltier-Elements, können in dem zumindest einen Rahmenelement des thermoelektrischen Moduls deutlich mehr, beispielsweise bis zu 16 thermoelektrische Elemente, insbesondere Peltier-Elemente, angeordnet und sogar in der Höhe und nicht lediglich in der Fläche gestapelt werden. Hierbei können durch das bereits erwähnte Anpassen der jeweiligen Öffnungen im Rahmenelement zur Aufnahme des bzw. der thermoelektrischen Elemente darin eine axiale Führung für das zumindest eine thermoelektrische Element vorgesehen werden und ein hierdurch erzielter besonders sicherer Halt.Instead of just one thermoelectric element, in particular Peltier element, significantly more, for example up to 16 thermoelectric elements, in particular Peltier elements, can be arranged in the at least one frame element of the thermoelectric module and even stacked in height and not only in area. Through the already mentioned adaptation of the respective openings in the frame element for receiving the thermoelectric element or elements therein, an axial guide for the at least one thermoelectric element can be provided and a particularly secure hold achieved thereby.

Das zumindest eine Rahmenelement kann im Bereich zwischen den thermoelektrischen Elementen mit zumindest einem vorstehenden Verbindungselement, insbesondere angeformten Noppen, versehen sein, mit denen das bzw. die thermoelektrischen Elemente ineinandergreifen. Insbesondere weisen die thermoelektrischen Elemente, wie Peltier-Elemente, zwischen ihren Keramikflächen zumindest einen Hinterschnitt auf, der zum Ineinandergreifen mit den vorstehenden Verbindungselementen an dem zumindest einen Rahmenelement dienen kann. Derartige Verbindungselemente, insbesondere angeformte vorstehende Elemente, wie Noppen, können einer federnden Einrastfunktion und Fixierung der thermoelektrischen Elemente im Rahmenelement dienen. Diese werden somit nicht nur für die Positionierung der thermoelektrischen Elemente im zumindest einen Rahmenelement genutzt, sondern ermöglichen auch ein federndes Einrasten der thermoelektrischen Elemente an den vorstehenden Verbindungselementen an dem zumindest einen Rahmenelement.The at least one frame element can be provided in the area between the thermoelectric elements with at least one projecting connecting element, in particular molded-on knobs, with which the thermoelectric element (s) interlock. In particular, the thermoelectric elements, such as Peltier elements, have at least one undercut between their ceramic surfaces, which can serve for interlocking with the above connecting elements on the at least one frame element. Such connecting elements, in particular molded-on protruding elements, such as knobs, can serve a resilient snap-in function and fix the thermoelectric elements in the frame element. These are therefore not only used for the positioning of the thermoelectric elements in the at least one frame element, but also enable the thermoelectric elements to be snapped into place on the projecting connecting elements on the at least one frame element.

Die zumindest eine Wärmetauschereinheit weist zumindest ein Gehäuse auf, in dem das zumindest eine thermoelektrische Modul aufgenommen wird, wobei benachbart zu diesem Strömungskanäle ausgebildet sind innerhalb des zumindest einen Gehäuses der Wärmetauschereinheit, durch die Wärmetauschermedium strömt. Dementsprechend sind vorteilhaft Dichtungen zum Abdichten des oder der thermoelektrischen Module im Gehäuse der Wärmetauschereinheit vorgesehen, um einen Austritt von Wärmetauschermedium im Bereich der Aufnahme des oder der thermoelektrischen Module im Gehäuse der Wärmetauschereinheit sicher zu vermeiden. Zum Ein- und Austritt von Wärmetauschermedium in bzw. aus dem Gehäuse der Wärmetauschereinheit sind vorteilhaft Anschlüsse bzw. Medienanschlüsse vorgesehen, die an einen Mediumrücklauf einer Wärmequelle oder -senke und einen Mediumvorlauf einer solchen Wärmequelle oder -senke angeschlossen werden können. Die Kontaktelemente am thermoelektrischen Modul ragen zum Kontaktieren der thermoelektrischen Elemente innerhalb von diesen, also insbesondere der Peltier-Elemente, auf die Außenseite des Gehäuses der Wärmetauschereinheit, so dass geschützt vor Wärmetauschermedium dort ein Kontaktieren der entsprechenden Kontaktelemente erfolgen kann.The at least one heat exchanger unit has at least one housing in which the at least one thermoelectric module is accommodated, flow channels being formed adjacent to this within the at least one housing of the heat exchanger unit through which the heat exchange medium flows. Accordingly, seals are advantageously provided for sealing the thermoelectric module or modules in the housing of the heat exchanger unit in order to reliably prevent the heat exchanger medium from escaping in the region of the receptacle of the thermoelectric module or modules in the housing of the heat exchanger unit. For the entry and exit of heat exchange medium in or out of the housing of the heat exchanger unit, connections or media connections are advantageously provided which can be connected to a medium return of a heat source or sink and a medium flow of such a heat source or sink. The contact elements on the thermoelectric module protrude to contact the thermoelectric elements within them, in particular the Peltier elements, on the outside of the housing of the heat exchanger unit, so that contact with the corresponding contact elements can take place there, protected from the heat exchange medium.

Das zumindest eine thermoelektrische Modul kann in das zumindest eine Gehäuse der Wärmetauschereinheit beispielsweise auch eingeschweißt werden oder sein, wobei dann das Vorsehen von zusätzlichen Dichtungselementen im Übergangsbereich vom zumindest einen thermoelektrischen Modul zu dem Gehäuse der Wärmetauschereinheit entfallen kann.The at least one thermoelectric module can, for example, also be or be welded into the at least one housing of the heat exchanger unit, in which case the provision of additional sealing elements in the transition region from the at least one thermoelectric module to the housing of the heat exchanger unit can be omitted.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:

  • 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Moduls mit Rahmenelement und acht darin aufgenommenen thermoelektrischen Elementen sowie einseitiger Kontaktierung von diesen auf dem Rahmenelement,
  • 1a eine Querschnittsansicht durch das thermoelektrische Modul gemäß 1 entlang der Linie A-A,
  • 2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Moduls mit Rahmenelement und acht darin aufgenommenen thermoelektrischen Elementen mit bezüglich des Rahmenelements beidseitiger Kontaktierung der thermoelektrischen Elemente auf diesem,
  • 2a eine Querschnittsansicht durch das thermoelektrische Modul gemäß 2 entlang der Linie B-B,
  • 3 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Moduls mit Rahmenelement und acht darin aufgenommenen thermoelektrischen Elementen mit innerhalb des Rahmenelements liegender Kontaktierung von diesen,
  • 3a eine Querschnittsansicht des thermoelektrischen Moduls gemäß 3 entlang der Linie C-C,
  • 3b eine zweite Querschnittsansicht durch das thermoelektrische Modul gemäß 3 entlang der Linie D-D,
  • 4 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Moduls mit Rahmenelement und darin aufgenommenem thermoelektrischen Element sowie einem auf dem Rahmenelement aufgeschweißten Folienelement,
  • 4a eine Querschnittsansicht durch das thermoelektrische Modul gemäß 4 entlang der Linie E-E,
  • 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Wärmetauschereinheit mit einem erfindungsgemäßen thermoelektrischen Modul gemäß 4 und 4a,
  • 6 eine Draufsicht als Detailansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Moduls, wobei das Rahmenelement des thermoelektrischen Moduls im Bereich zwischen dessen thermoelektrischen Elementen mit vorstehenden Verbindungselementen versehen ist, und
  • 6a eine Querschnittsansicht des thermoelektrischen Moduls gemäß 6 entlang der Linie F-F.
For a more detailed explanation of the invention, exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings. These show in:
  • 1 1 shows a top view of a first embodiment of a thermoelectric module according to the invention with a frame element and eight thermoelectric elements accommodated therein and one-sided contacting thereof on the frame element,
  • 1a a cross-sectional view through the thermoelectric module according to 1 along the line AA ,
  • 2nd 2 shows a plan view of a second embodiment of a thermoelectric module according to the invention with a frame element and eight thermoelectric elements accommodated therein with the thermoelectric elements being contacted on both sides of the frame element,
  • 2a a cross-sectional view through the thermoelectric module according to 2nd along the line BB ,
  • 3rd 2 shows a top view of a third embodiment of a thermoelectric module according to the invention with a frame element and eight thermoelectric elements accommodated therein with contacting of the latter lying within the frame element,
  • 3a a cross-sectional view of the thermoelectric module according to 3rd along the line CC ,
  • 3b a second cross-sectional view through the thermoelectric module according to 3rd along the line DD ,
  • 4th 2 shows a plan view of a fourth embodiment of a thermoelectric module according to the invention with a frame element and a thermoelectric element accommodated therein and a film element welded onto the frame element,
  • 4a a cross-sectional view through the thermoelectric module according to 4th along the line EE ,
  • 5 a plan view of a heat exchanger unit according to the invention with a thermoelectric module according to the invention 4th and 4a ,
  • 6 a plan view as a detailed view of a further embodiment of a thermoelectric module according to the invention, the frame element of the thermoelectric module being provided with projecting connecting elements in the area between its thermoelectric elements, and
  • 6a a cross-sectional view of the thermoelectric module according to 6 along the line FF .

In den 1 und 1a ist eine erste Ausführungsform eines thermoelektrischen Moduls 1, umfassend ein einteiliges und einseitig partiell elektrisch leitfähig ausgebildetes Rahmenelement 2 sowie darin aufgenommene thermoelektrische Elemente 3, die insbesondere Peltier-Elemente sein können. In der in 1 gezeigten Ausführungsvariante sind in der Fläche acht thermoelektrische Elemente 3 in dem Rahmenelement 2 aufgenommen. Hierfür sind in dem Rahmenelement 2 entsprechend dimensionierte Öffnungen 20 vorgesehen, in die die thermoelektrischen Elemente 3 eingefügt und axial fixiert sind. Das Rahmenelement 2 ist partiell elektrisch leitfähig ausgebildet, wobei zwei voneinander getrennte elektrisch leitfähig beschichtete Kontaktbereiche 21, 22 als Beschichtung einseitig auf dem Rahmenelement 2 angeordnet sind. Der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 21 ist zum Anschluss an einen Pluspol einer elektrischen Energieversorgung, der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 22 zum Anschluss an einen Minuspol einer elektrischen Energieversorgung vorgesehen. Dementsprechend sind beide elektrisch leitfähigen Kontaktbereiche 21, 22 mit jeweils einem Kontaktelement 4, 5 leitend verbunden. Das Kontaktelement 4 ist zum Verbinden mit einem Pluspol einer elektrischen Energieversorgung und das Kontaktelement 5 zum Verbinden mit einem Minuspol einer solchen vorgesehen. Das Kontaktieren von elektrisch leitfähigem Kontaktbereich 21 mit Kontaktelement 4 bzw. elektrisch leitfähigem Kontaktbereich 22 mit Kontaktelement 5 kann beispielsweise über Auflöten, Schweißen oder auch eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung erfolgen. Die beiden Kontaktelemente 4, 5 können ferner auf das Rahmenelement 2 aufgeklebt, dort eingeclipst oder auch als Einleger bei der Herstellung des Rahmenelementes 2 beim Herstellen im Spritzgussverfahren dort partiell umspritzt und somit in das Rahmenelement 2 eingebettet bzw. integriert werden.In the 1 and 1a is a first embodiment of a thermoelectric module 1 , comprising a one-piece and partially electrically conductive frame element 2nd and thermoelectric elements incorporated therein 3rd which can be Peltier elements in particular. In the in 1 The variant shown is eight thermoelectric elements in the surface 3rd in the frame element 2nd added. For this are in the frame element 2nd appropriately sized openings 20th provided in which the thermoelectric elements 3rd inserted and axially fixed. The frame element 2nd is partially electrically conductive, with two electrically conductive coated contact areas separated from one another 21 , 22 as a coating on one side on the frame element 2nd are arranged. The electrically conductive contact area 21 is the electrically conductive contact area for connection to a positive pole of an electrical power supply 22 intended for connection to a negative pole of an electrical power supply. Accordingly, both are electrically conductive contact areas 21 , 22 with one contact element each 4th , 5 conductively connected. The contact element 4th is for connecting to a positive pole of an electrical power supply and the contact element 5 provided for connection to a negative pole of such. Contacting electrically conductive contact areas 21 with contact element 4th or electrically conductive contact area 22 with contact element 5 can be done for example by soldering, welding or an electrically conductive adhesive connection. The two contact elements 4th , 5 can also on the frame element 2nd glued on, clipped in there or also as an insert during the manufacture of the frame element 2nd partially overmoulded there during manufacture in the injection molding process and thus into the frame element 2nd be embedded or integrated.

Jedes der thermoelektrischen Elemente 3 ist zur Stromversorgung von diesem mit zwei Kontaktleitern 30, 31 versehen, wobei die Kontaktleiter 30 auf dem elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 21 und die Kontaktleiter 31 auf dem elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 22 kontaktiert sind, um über die beiden elektrisch leitfähigen Kontaktbereiche 21, 22 und die Kontaktleiter 4, 5, mit denen diese elektrisch leitend verbunden sind, für die thermoelektrischen Elemente 3 einen Anschluss an eine elektrische Energiequelle zu ermöglichen.Each of the thermoelectric elements 3rd is for the power supply of this with two contact conductors 30th , 31 provided, the contact conductor 30th on the electrically conductive contact area 21 and the contact leader 31 on the electrically conductive contact area 22 are contacted to the two electrically conductive contact areas 21 , 22 and the contact leader 4th , 5 , with which they are electrically connected, for the thermoelectric elements 3rd to enable a connection to an electrical energy source.

Wie insbesondere der Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1a zu entnehmen ist, sind die Kontaktleiter 30, 31 in entsprechenden Nuten 23, 24 des Rahmenelementes 2 aufgenommen, so dass diese nicht auf der Außenseite des Rahmenelementes 2 aufliegen, sondern platzsparend in diesem aufgenommen sind.Like especially the cross-sectional view along the line AA in 1a you can see the contact conductors 30th , 31 in corresponding grooves 23 , 24th of the frame element 2nd added so that this is not on the outside of the frame element 2nd rest, but are included in it to save space.

Das mit den thermoelektrischen Elementen 3 und deren Kontaktleitern 31, 31 versehene und kontaktierte Rahmenelement 2 wird bei der in 1 und 1a gezeigten Ausführungsvariante des thermoelektrischen Moduls 1 vollständig in einem taschenartigen Folienelement 6 aufgenommen. Das Folienelement 6 dient dem Abdichten der Einheit aus Rahmenelement 2 mit darin aufgenommenen thermoelektrischen Elementen 3 und allen elektrischen Verbindungen bzw. Kontaktbereichen gegenüber einem Wärmetauschermedium, über das ein Wärmetausch mit den thermoelektrischen Elementen 3, insbesondere Peltier-Elementen, innerhalb einer Wärmetauschereinheit 100, die beispielhaft in 5, 5a gezeigt ist, erfolgt. Wie in den 5 und 5a gezeigt, wird das thermoelektrische Modul 1 in einem Gehäuse 101 der Wärmetauschereinheit 100 aufgenommen. Um das thermoelektrische Modul 1 herum sind zwei Strömungsräume 102, 103 angeordnet, durch die Wärmetauschermedium strömen kann. Zum Ein- und Austritt des Wärmetauschermediums in (siehe Pfeile P1 und P2) bzw. aus (siehe Pfeile P3 und P4) dem Gehäuse 101 der Wärmetauschereinheit 100 bzw. der darin angeordneten Strömungsräume 102, 103 sind jeweils Anschlüsse 104, 105, 106, 107 in Strömungsverbindung mit den Strömungsräumen 102 bzw. 103 vorgesehen. Beispielsweise kann durch den Anschluss 105 Wärmetauschermedium als Rücklauf von einer Wärmesenke in den Strömungsraum 102 einströmen und durch den Anschluss 104 als Vorlauf für die Wärmesenke wieder ausströmen. Über den Anschluss 106 kann ferner Wärmetauschermedium als Rücklauf von einer Wärmequelle in den Strömungsraum 103 einströmen und aus dem Anschluss 107 als Vorlauf für die Wärmequelle auch wieder ausströmen. Aufgrund des Vorsehens des Folienelements 6 tritt dabei das Wärmetauschermedium nicht in direkten Kontakt mit den thermoelektrischen Elementen 3, deren Kontaktleitern 30, 31 sowie den elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 21, 22 auf dem Rahmenelement 2 und den Kontaktelementen 4, 5, die mit diesen elektrisch leitend verbunden sind. Dementsprechend werden alle diese Komponenten des thermoelektrischen Moduls 1 durch das außenseitig auf diesem aufgebrachte Folienelement 6 geschützt. Das thermoelektrische Modul 1 kann als komplette Einheit in die Wärmetauschereinheit 100 bzw. deren Gehäuse 101 eingebettet werden, wie in 5a gezeigt. Um einen Austritt von Wärmetauschermedium aus dem Gehäuse 101 der Wärmetauschereinheit 100 sicher zu vermeiden, sind ferner zwei Dichtelemente 108, 109 im Bereich der Aufnahme des thermoelektrischen Moduls 1 in dem Gehäuse 101 der Wärmetauschereinheit 100 vorgesehen, wie ebenfalls 5a entnommen werden kann. Ebenfalls ist es grundsätzlich möglich, das thermoelektrische Modul 1 in das Gehäuse 101 der Wärmetauschereinheit 100 einzuschweißen, so dass dann das Vorsehen von Dichtelementen 108, 109 zum Abdichten entfallen kann.The one with the thermoelectric elements 3rd and their contact managers 31 , 31 provided and contacted frame element 2nd is at the in 1 and 1a shown embodiment of the thermoelectric module 1 completely in a pocket-like film element 6 added. The foil element 6 serves to seal the unit from the frame element 2nd with thermoelectric elements incorporated therein 3rd and all electrical connections or contact areas with respect to a heat exchange medium, via which heat exchange with the thermoelectric elements 3rd , in particular Peltier elements, within a heat exchanger unit 100 that are exemplary in 5 , 5a shown is done. As in the 5 and 5a shown is the thermoelectric module 1 in one housing 101 the heat exchanger unit 100 added. To the thermoelectric module 1 there are two flow spaces around 102 , 103 arranged, can flow through the heat exchange medium. For the entry and exit of the heat exchange medium in (see arrows P1 and P2 ) or off (see arrows P3 and P4 ) the housing 101 the heat exchanger unit 100 or the flow spaces arranged therein 102 , 103 are connections 104 , 105 , 106 , 107 in flow connection with the flow spaces 102 respectively. 103 intended. For example, by connecting 105 Heat exchange medium as a return from a heat sink into the flow space 102 flow in and through the connection 104 as a lead for the heat sink flow out again. About the connection 106 can also heat exchange medium as a return from a heat source in the flow space 103 flow in and out of the connection 107 also flow out again as a flow for the heat source. Due to the provision of the film element 6 the heat exchange medium does not come into direct contact with the thermoelectric elements 3rd whose contact conductors 30th , 31 as well as the electrically conductive contact areas 21 , 22 on the frame element 2nd and the contact elements 4th , 5 , which are electrically connected to these. Accordingly, all of these components of the thermoelectric module 1 by the film element applied to the outside of this 6 protected. The thermoelectric module 1 can be used as a complete unit in the heat exchanger unit 100 or their housing 101 be embedded as in 5a shown. To prevent heat exchanger medium from escaping from the housing 101 the heat exchanger unit 100 Two sealing elements are also to be safely avoided 108 , 109 in the area of the thermoelectric module holder 1 in the housing 101 the heat exchanger unit 100 provided as well 5a can be removed. It is also possible in principle, the thermoelectric module 1 in the housing 101 the heat exchanger unit 100 welded in, so that then the provision of sealing elements 108 , 109 can be omitted for sealing.

Wie den 5 und 5a ferner zu entnehmen ist, ragen die beiden Kontaktelemente 4, 5 als Pluspol und als Minuspol auf der Außenseite des Gehäuses 101 der Wärmetauschereinheit 100 nach außen vor, um ein entsprechendes Kontaktieren des thermoelektrischen Moduls 1 hierüber problemlos vornehmen zu können, geschützt vor dem Kontakt mit Wärmetauschermedium, das innerhalb des Gehäuses 101 strömt.Like that 5 and 5a can also be seen, protrude the two contact elements 4th , 5 as a positive pole and as a negative pole on the outside of the housing 101 the heat exchanger unit 100 to the outside in order to contact the thermoelectric module accordingly 1 to be able to do this without any problems, protected from contact with the heat exchanger medium that is inside the housing 101 flows.

Wie 1 und 1a ferner entnommen kann, steht das Folienelement 6 über die äußeren Erstreckungen des Rahmenelementes 2 vor, wobei dieser Bereich des Folienelementes 6 ein Verschweißungsbereich 60 von diesem ist, um das Folienelement taschenartig auszubilden. Das Folienelement 6 umschließt eng anliegend das Rahmenelement 2 mit den darin aufgenommenen thermoelektrischen Elementen 3 und Kontaktleitern 4, 5. Dies kann insbesondere 1a besonders gut entnommen werden. Um auch im Bereich der beiden Kontaktelemente 4, 5 eine mediendichte Umhüllung mit dem Folienelement 6 vornehmen zu können, kann dieses in diesem Bereich beispielsweise thermisch mit den Kontaktelementen 4, 5 verschweißt sein. Auch ein Aufkleben des Folienelemente 6 auf den beiden Kontaktelementen 4, 5 kann alternativ oder zusätzlich erfolgen. Um das Folienelement 6 an die Außenseite des Rahmenelementes 2 sowie die thermoelektrischen Elemente 3 in diesem anzupressen, um den thermischen Kontakt des Wärmetauschermediums mit den thermoelektrischen Elementen 3 so weit wie möglich zu optimieren, kann innerhalb des als Tasche ausgebildeten Folienelementes 6 ein Unterdruck erzeugt werden, bevor dieses auf allen vier Seiten verschlossen wird, insbesondere also auch im Bereich der Kontaktelemente 4, 5. Ferner ist es möglich, das Folienelement 6 durch Druck von außen eng an die Außenseite des Rahmenelementes 2 sowie der thermoelektrischen Elemente 3 anzulegen bzw. anzupressen durch Beaufschlagen des Folienelementes 6 von dessen Außenseite, also der dem Rahmenelement 2 und den thermoelektrischen Elementen 3 abgewandten Seite des Folienelementes 6, mit einem Fluiddruck, beispielsweise beim Umströmen des thermoelektrischen Moduls 1 mit Wärmetauschermedium. Ferner ist es möglich, eine außenliegende Stützgeometrie beispielsweise in Form von Noppen oder einem Geflecht auf dem Folienelement 6 vorzusehen, die ebenfalls dafür sorgt, dass das Folienelement 6 eng an die Außenseite insbesondere der thermoelektrischen Elemente 3 angepresst wird.How 1 and 1a can also be removed, the film element 6 about the outer dimensions of the frame element 2nd before, this area of the film element 6 a weld area 60 of this is to form the film element pocket-like. The foil element 6 encloses the frame element tightly 2nd with the thermoelectric elements contained therein 3rd and contact leaders 4th , 5 . In particular, this can 1a can be removed particularly well. To also in the area of the two contact elements 4th , 5 a media-tight wrapping with the film element 6 To be able to make this, for example, thermally with the contact elements in this area 4th , 5 be welded. Also sticking the foil elements 6 on the two contact elements 4th , 5 can alternatively or additionally. To the film element 6 to the outside of the frame element 2nd as well as the thermoelectric elements 3rd in this to press the thermal contact of the heat exchange medium with the thermoelectric elements 3rd To optimize as much as possible can be within the film element designed as a pocket 6 a negative pressure is generated before it is closed on all four sides, in particular also in the area of the contact elements 4th , 5 . It is also possible to use the film element 6 by pressure from the outside close to the outside of the frame element 2nd and the thermoelectric elements 3rd to put on or press on by applying the film element 6 from the outside, that is, the frame element 2nd and the thermoelectric elements 3rd opposite side of the film element 6 , with a fluid pressure, for example when flowing around the thermoelectric module 1 with heat exchange medium. It is also possible to have an external support geometry, for example in the form of knobs or a braid on the film element 6 to provide, which also ensures that the film element 6 close to the outside especially of the thermoelectric elements 3rd is pressed.

Um den thermischen Kontakt zwischen den thermoelektrischen Elementen 3, insbesondere Peltier-Elementen, und dem Wärmetauschermedium, das, wie vorstehend zu 5 und 5a beschrieben, innerhalb der Wärmetauschereinheit 100 außenseitig an dem thermoelektrischen Modul 1 vorbeiströmt, ist das Folienelement 6 mehrschichtig aufgebaut und weist zumindest eine thermisch leitfähige Schicht auf. Letztere kann beispielsweise eine Aluminiumfolie sein. Diese kann beispielsweise bei einem Ausbilden des Folienelementes 6 als fünfschichtige permeationsdichte laminierte Mehrschichtfolie auf einer ihrer Außenseiten unter Zwischenfügen einer Schicht aus Polyester-Polyurethan mit einer Außenschicht aus Polyamid oder Polyethylen versehen sein und auf ihrer gegenüberliegenden Außenseite unter Zwischenfügen einer Haftschicht aus einem urethanfreien Haftmittel mit einer Polypropylenschicht als Außenschicht versehen sein. Die Polypropylenschicht steht dann im Kontakt mit dem Wärmetauschermedium, während die Polyamid- oder Polyethylenschicht des Folienelementes 6 in Richtung des Rahmenelementes 2 und der thermoelektrischen Elemente 3, also bezüglich des als Tasche ausgebildeten Folienelementes 6 nach innen in das Innere der Tasche gerichtet, angeordnet ist/wird. Bei Vorsehen einer Polyamid-Außenschicht kann diese beispielsweise thermisch nicht nur mit dem jeweiligen anderen Teil des Folienelementes 6 zum Ausbilden des umlaufenden Verschweißungsbereichs 60 verschweißt sein/werden, sondern auch mit den Kontaktelementen 4, 5. Die aus Polypropylen bestehende Außenschicht des entsprechenden mehrschichtigen Folienelements 6 kann sowohl auf der Warmseite als auch der Kaltseite des thermoelektrischen Moduls 1 in Kontakt mit dem Wärmetauschermedium gelangen, wie wie dies insbesondere in 5a in Verbindung mit 1a zu entnehmen ist.To the thermal contact between the thermoelectric elements 3rd , in particular Peltier elements, and the heat exchange medium, which, as above 5 and 5a described within the heat exchanger unit 100 on the outside of the thermoelectric module 1 Flowing past is the film element 6 constructed in multiple layers and has at least one thermally conductive layer. The latter can be an aluminum foil, for example. This can be done, for example, when the film element is formed 6 be provided as a five-layer permeation-proof laminated multilayer film on one of its outer sides with a layer of polyester-polyurethane interposed with an outer layer of polyamide or polyethylene and on its opposite outer side with the interposition of an adhesive layer made of a urethane-free adhesive with a polypropylene layer as the outer layer. The polypropylene layer is then in contact with the heat exchange medium, while the polyamide or polyethylene layer of the film element 6 towards the frame element 2nd and the thermoelectric elements 3rd , ie with respect to the film element designed as a pocket 6 is directed towards the inside of the bag. If a polyamide outer layer is provided, this can, for example, not only thermally with the other part of the film element 6 to form the circumferential welding area 60 be / are welded, but also with the contact elements 4th , 5 . The outer layer of polypropylene of the corresponding multilayer film element 6 can be on both the hot side and the cold side of the thermoelectric module 1 come into contact with the heat exchange medium like this especially in 5a can be seen in connection with 1a.

Die Höhe h3 der thermoelektrischen Elemente 3 kann der Höhe h2 des Rahmenelements 2 entsprechen oder geringfügig größer sein als die des Rahmenelementes 2 mit h3 ≥ h2, um ein besonders gutes Anliegen des Folienelementes 6 auf den Außenseiten 32, 33 des jeweiligen thermoelektrischen Elementes 3 zu ermöglichen. Beispielsweise ist ein Überstand im 10tel-Millimeterbereich der thermoelektrischen Elemente 3 gegenüber der Höhe h2 des Rahmenelementes 2 möglich.The height h 3 of thermoelectric elements 3rd can of height h 2 of the frame element 2nd correspond or be slightly larger than that of the frame element 2nd with h 3 ≥ h 2 , to make the film element particularly good 6 on the outside 32 , 33 of the respective thermoelectric element 3rd to enable. For example, there is a protrusion in the 10th millimeter range of the thermoelectric elements 3rd versus height h 2 of the frame element 2nd possible.

In den 2 und 2a ist eine zweite Ausführungsform des thermoelektrischen Moduls 1 gezeigt. Das Rahmenelement 2 gemäß dieser Ausführungsvariante ist auf seinen beiden einander gegenüberliegenden Außenseiten 25, 26 jeweils mit elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 27, 28 versehen. Der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 27 des Rahmenelements 2 gemäß 2, 2a wird mit einem Pluspol verbunden über das Kontaktelement 4, während der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 28 auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmenelements 2 mit dem Kontaktelement 5 und dementsprechend mit einem Minuspol einer elektrischen Energieversorgung verbunden wird. Auch gemäß 2, 2a sind wiederum die elektrisch leitfähigen Kontaktbereiche 27, 28 mit den beiden Kontaktelementen 4, 5 elektrisch leitend verbunden, ebenso wie die Kontaktleiter 30, 31 der auch hier gezeigten acht thermoelektrischen Elemente 3 bzw. Peltier-Elemente mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 27 zum Anschluss an einen Pluspol und mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 28 zum Anschluss an einen Minuspol einer elektrischen Energieversorgung elektrisch leitend verbunden sind. Dies kann insbesondere auch der Querschnittsansicht in 2a entnommen werden. Auch bei dieser Ausführungsvariante liegen die Kontaktleiter 30, 31 innerhalb der Höhenerstreckung des Rahmenelements 2, wobei sie im mittleren Bereich des Rahmenelements 2 mit den dort angeordneten elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 27, 28, die eine geringere Höhe als die übrigen Abschnitte des Rahmenelements aufweisen, kontaktiert sind. Auch bei dieser Ausführungsvariante des thermoelektrischen Moduls 1 wird die Einheit aus Rahmenelement 2 mit zentral in diesem angeordneten elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 27, 28, die als Kontaktflächen ausgebildet sind, mit daran kontaktierten Kontaktleitern 30, 31 der thermoelektrischen Elemente 3 in dem taschenartig ausgebildeten Folienelement 6 aufgenommen und nach außen hin abgedichtet. Zum verschließen der Folienelementtasche werden diese entlang deren Längs- und Querseiten z.B. verschweißt im umlaufenden Verschweißungsbereich 60, wie dies auch bei der Ausführungsform nach 1, 1a der Fall ist. Da die Kontaktleiter 30, 31 der thermoelektrischen Elemente 3 im mittleren Bereich des Rahmenelementes 2 mit den elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 27, 28 auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmenelementes 2 elektrisch leitend verbunden sind, ist es nicht erforderlich, Nuten im Rahmenelement vorzusehen, wie bei der Ausführungsform nach 1, 1a, da in dem zentralen Kontaktierungsbereich der elektrisch leitfähigen Kontaktbereiche 27, 28 des Rahmenelements 2 letzteres eine ausreichend geringe Höhe aufweist.In the 2nd and 2a is a second embodiment of the thermoelectric module 1 shown. The frame element 2nd according to this embodiment variant is on its two opposite outer sides 25th , 26 each with electrically conductive contact areas 27 , 28 Mistake. The electrically conductive contact area 27 of the frame element 2nd according to 2nd , 2a is connected to a positive pole via the contact element 4th while the electrically conductive contact area 28 on the opposite side of the frame element 2nd with the contact element 5 and is accordingly connected to a negative pole of an electrical power supply. Also according to 2nd , 2a are again the electrically conductive contact areas 27 , 28 with the two contact elements 4th , 5 electrically connected, as is the contact conductor 30th , 31 of the eight thermoelectric elements shown here 3rd or Peltier elements with the electrically conductive contact area 27 for connection to a positive pole and with the electrically conductive contact area 28 are connected in an electrically conductive manner for connection to a negative pole of an electrical energy supply. This can in particular also be the cross-sectional view in FIG 2a be removed. The contact conductors are also in this variant 30th , 31 within the vertical extent of the frame element 2nd , being in the central area of the frame element 2nd with the electrically conductive contact areas arranged there 27 , 28 which have a lower height than the other sections of the frame element are contacted. This variant of the thermoelectric module is also used 1 the unit becomes a frame element 2nd with electrically conductive contact areas arranged centrally in this 27 , 28 , which are designed as contact surfaces, with contact conductors contacted thereon 30th , 31 of thermoelectric elements 3rd in the pocket-like film element 6 recorded and sealed to the outside. To close the film element pocket, it is welded along its longitudinal and transverse sides, for example in the circumferential welding area 60 , as in the embodiment according to 1 , 1a the case is. Because the contact leader 30th , 31 of thermoelectric elements 3rd in the middle area of the frame element 2nd with the electrically conductive contact areas 27 , 28 on the two opposite sides of the frame element 2nd are electrically conductively connected, it is not necessary to provide grooves in the frame element, as in the embodiment according to 1 , 1a , because in the central contact area of the electrically conductive contact areas 27 , 28 of the frame element 2nd the latter has a sufficiently low height.

Bei dem in 2 und 2a gezeigten thermoelektrischen Modul 1 ist somit eine beidseitige Kontaktierung am Rahmenelement 2 vorgesehen, wobei das Rahmenelement 2 einteilig ausgebildet und mit den elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 27, 28 beispielsweise durch Beschichten mit elektrisch leitfähigem Material versehen ist. Das Rahmenelement 2 ist dementsprechend kompakter als das in 1, 1a gezeigte, insbesondere im Randbereich des Rahmenelementes 2. Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, anstelle einer einteiligen Ausbildung des Rahmenelements 2 eine zwei- oder mehrteilige Ausbildung vorzusehen, wobei weiterhin eine beidseitige Kontaktierung durch Vorsehen von elektrisch leitfähigen Kontaktbereichen 27, 28 auf beiden Außenseiten 25, 26 des Rahmenelementes bzw. des mehrteiligen Rahmenelementes 2 vorgesehen sein kann.At the in 2nd and 2a shown thermoelectric module 1 is thus a contact on both sides of the frame element 2nd provided, the frame member 2nd formed in one piece and with the electrically conductive contact areas 27 , 28 is provided, for example, by coating with an electrically conductive material. The frame element 2nd is accordingly more compact than that in 1 , 1a shown, especially in the edge region of the frame element 2nd . Basically, it is also possible instead of a one-piece design of the frame element 2nd to provide a two-part or multi-part design, furthermore two-sided contacting by providing electrically conductive contact areas 27 , 28 on both outer sides 25th , 26 the frame element or the multi-part frame element 2nd can be provided.

Die 3, 3a und 3b zeigen eine dritte Ausführungsvariante des thermoelektrischen Moduls 1. Bei dieser umfasst das Rahmenelement 2 ein Rahmenunterteil 120 sowie ein Rahmenoberteil 121 auf. Insbesondere sind beide als Gleichteile ausgebildet, so dass nur ein Werkzeug erforderlich ist, um ein solches Rahmenteil, das als Rahmenoberteil und Rahmenunterteil gleichsam verwendet werden kann, herzustellen. Dies führt zu einer deutlichen Kosteneinsparung gegenüber einem Ausbilden von Rahmenoberteil und Rahmenunterteil als Ungleichteile. Bei dem in den 3a, 3b gezeigten Rahmenelement mit Rahmenunterteil 120 und Rahmenoberteil 121 ist eine im Inneren des Rahmenteils nach dem Zusammenfügen von Rahmenunterteil und Rahmenoberteil angeordnete Kontaktierung für die Kontaktleiter 30, 31 der auch hier beispielhaften acht thermoelektrischen Elemente 3 bzw. Peltier-Elemente vorgesehen. Wiederum sind zwei elektrische Kontaktbereiche vorgesehen, wobei der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 122 mit einem Pluspol über das Kontaktelement 4 und der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 123 über das Kontaktelement 5 mit einem Minuspol einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden werden kann. Die beiden elektrisch leitfähigen Kontaktbereiche 122, 123 können lediglich in einem der beiden Rahmenteile, also nur dem Rahmenunterteil 120 oder nur dem Rahmenoberteil 121 ausgebildet sein. Sind beide als Gleichteile ausgebildet, kann in einen der beiden Rahmenteile der dort vorgesehene elektrisch leitfähige Kontaktbereich als zum Anschluss an einen Pluspol genutzt werden und der in dem anderen Rahmenteil angeordnete elektrisch leitfähige Kontaktbereich zum Anschluss an einen Minuspol einer elektrischen Energieversorgung. Wie insbesondere dem Querschnitt durch das thermoelektrische Modul 1 in 3a entnommen werden kann, ist das Rahmenelement 2 durch das Vorsehen von Rahmenunterteil 120 und Rahmenoberteil 121 im Grunde in der Höhe halbiert und in der Trennfuge zwischen beiden die elektrische Stromversorgung bzw. Kontaktierung vorgesehen. Zum außenseitigen Abdichten und Umschließen ist wiederum das Folienelement 6 nach Art einer Tasche ausgebildet mit umlaufendem Verschweißungsbereich 60 zum dichten Verschließen auch im Bereich der beiden Kontaktelemente 4, 5, die durch das Folienelement 6 nach außen ragen, um dort einen Anschluss an eine elektrische Energieversorgung zu ermöglichen. Durch das Vorsehen von Rahmenoberteil und Rahmenunterteil und deren Zusammenfügen ist es nicht erforderlich, Nuten zum Einlegen der Kontaktleiter 30, 31 der thermoelektrischen Elemente 3 vorzusehen. Vielmehr können die Kontaktleiter 30, 31 innerhalb der Höhenerstreckung des Rahmenelementes 2, das aus Rahmenunterteil und Rahmenoberteil zusammengesetzt ist, angeordnet werden, wie dies ebenfalls dem Querschnitt in 3a entnommen werden kann. Das Folienelement 6 liegt wiederum eng anliegend bzw. angepresst auf der Außenseite insbesondere der thermoelektrischen Elemente 3, aber auch des Rahmenunterteils 120 und des Rahmenoberteils 121, somit des Rahmenelements 2 auf.The 3rd , 3a and 3b show a third embodiment of the thermoelectric module 1 . In this, the frame element comprises 2nd a lower frame 120 as well as a frame top 121 on. In particular, both are designed as identical parts, so that only one tool is required to produce such a frame part, which can be used as the upper frame part and the lower frame part, as it were. This leads to a significant cost saving compared to forming the upper frame part and lower frame part as unequal parts. In the in the 3a , 3b shown frame element with lower frame part 120 and frame top 121 is a contact for the contact conductors arranged inside the frame part after the frame bottom part and the frame top part have been joined together 30th , 31 of the eight thermoelectric elements that are also exemplary here 3rd or Peltier elements provided. Again, two electrical contact areas are provided, the electrically conductive contact area 122 with a positive pole over the contact element 4th and the electrically conductive contact area 123 via the contact element 5 can be connected to a negative pole of an electrical power supply. The two electrically conductive contact areas 122 , 123 can only in one of the two frame parts, i.e. only the lower frame part 120 or just the frame top 121 be trained. If both are designed as identical parts, one of the two frame parts can be placed there provided electrically conductive contact area can be used as for connection to a positive pole and the electrically conductive contact area arranged in the other frame part for connection to a negative pole of an electrical power supply. Like in particular the cross section through the thermoelectric module 1 in 3a can be removed is the frame element 2nd by providing the lower frame part 120 and frame top 121 basically halved in height and provided the electrical power supply or contact in the joint between the two. The film element is again used for sealing and enclosing on the outside 6 designed like a pocket with all-round welding area 60 for tight sealing also in the area of the two contact elements 4th , 5 by the foil element 6 project outwards to enable connection to an electrical power supply. By providing the upper frame part and lower frame part and their joining together, it is not necessary to insert grooves for the contact conductors 30th , 31 of thermoelectric elements 3rd to provide. Rather, the contact conductors 30th , 31 within the vertical extent of the frame element 2nd , which is composed of the lower part of the frame and the upper part of the frame, are arranged, as is also the cross section in 3a can be removed. The foil element 6 is again close-fitting or pressed on the outside, in particular of the thermoelectric elements 3rd , but also the lower part of the frame 120 and the upper part of the frame 121 , hence the frame element 2nd on.

Umlaufend um das Rahmenelement 2 bzw. Rahmenunterteil 120 und Rahmenoberteil 121 kann zumindest ein Luftkanal eingebracht bzw. angeordnet sein (in 3, 3a, 3b nicht gezeigt). Hierdurch ist ein thermisches Isolieren der thermoelektrischen Elemente 3 nach außen hin möglich. Ein solcher Luftkanal kann beispielsweise durch Nuten ausgebildet werden, die in die Rahmenteile, also das Rahmenunterteil 120 und das Rahmenoberteil 121, umlaufend oder zumindest teilweise umlaufend eingebracht werden.All around the frame element 2nd or frame lower part 120 and frame top 121 At least one air duct can be introduced or arranged (in 3rd , 3a , 3b Not shown). This is a thermal insulation of the thermoelectric elements 3rd possible to the outside. Such an air duct can be formed, for example, by grooves which are in the frame parts, that is to say the lower frame part 120 and the frame top 121 , circumferentially or at least partially circumferentially.

In 4, 4a ist eine weitere Ausführungsform des thermoelektrischen Moduls 1 gezeigt. Hierbei ist beispielhaft lediglich ein thermoelektrisches Element 3 innerhalb des Rahmenelements 2 angeordnet. Anstelle des Vorsehens eines taschenartigen Folienelementes 6, wie in den vorstehend beschriebenen Figuren gezeigt, ist hier das Folienelement 6 auf das Rahmenelement 2 bzw. dessen Außenseiten 25, 26 aufgeschweißt. In 4, 4a sind dementsprechend umlaufende Schweißnähte 61, 62 auf beiden Außenseiten des thermoelektrischen Moduls 1 zum Verbinden von Folienelement 6 und Rahmenelement 2 angedeutet. Das Folienelement 6 ist somit auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten 25, 26 des Rahmenelements 2 durch Verschweißen mit diesem fest verbunden, eng anliegend auf beiden einander gegenüberliegenden Außenseiten 32, 33 des thermoelektrischen Elements 3 bzw. Peltier-Elements.In 4th , 4a is another embodiment of the thermoelectric module 1 shown. Here, only one thermoelectric element is an example 3rd inside the frame element 2nd arranged. Instead of providing a pocket-like film element 6 As shown in the figures described above, here is the film element 6 on the frame element 2nd or its outer sides 25th , 26 welded on. In 4th , 4a are accordingly all-round welds 61 , 62 on both outer sides of the thermoelectric module 1 for connecting foil element 6 and frame element 2nd indicated. The foil element 6 is thus on two opposite sides 25th , 26 of the frame element 2nd firmly connected to it by welding, closely fitting on both opposite outer sides 32 , 33 of the thermoelectric element 3rd or Peltier elements.

Wie auch bei den anderen Ausführungsvarianten sind die, in 4, 4a allerdings nicht gezeigten, Kontaktleiter 30, 31 des thermoelektrischen Elements 3 mit den Kontaktelementen 4, 5 elektrisch leitend kontaktiert, um über diese einen Anschluss an eine elektrische Energieversorgung für das thermoelektrische Element 3 vorsehen zu können.As with the other design variants, the, in 4th , 4a however, not shown, contact manager 30th , 31 of the thermoelectric element 3rd with the contact elements 4th , 5 contacted in an electrically conductive manner in order to connect them to an electrical power supply for the thermoelectric element 3rd to be able to provide.

Die 6, 6a zeigen eine weitere Ausführungsform des thermoelektrischen Moduls 1, wobei das Rahmenelement 2 des thermoelektrischen Moduls 1 im das in dieses eingefügte thermoelektrische Element 3 umgebenden Bereich mit vorstehenden Verbindungselementen 29 versehen ist. In der in 6 gezeigten Ausführungsform sind vier solcher noppenartigen Verbindungselemente 29 gezeigt. Diese greifen in Nuten 34 bzw. einen Hinterschnitt in der Zwischenschicht 37 des thermoelektrischen Elements 3 zwischen dessen äußeren Keramikelementen 35, 36 ein. Hierbei rasten die vorstehenden Verbindungselemente 29 federnd in diese Nuten 34 ein und fixieren die thermoelektrischen Elemente 3 im Rahmenelement 2. Durch das Vorsehen der Nuten 34 und entsprechend der Verbindungselemente 29 an allen vier Seiten der thermoelektrischen Elemente 3 können diese auf einfache Art und Weise in dieses eingefügt und ferner allseitig sehr gut in dem Rahmenelement 2 fixiert werden. Anstelle des Vorsehens von vier vorstehenden Verbindungselementen 29 und vier Nuten 34 oder zumindest einem Hinterschnitt, insbesondere einem um das thermoelektrische Element 3 umlaufenden Hinterschnitt, kann eine andere Anzahl an Verbindungselementen 29 und Nuten 34, Aussparungen oder Hinterschnitten vorgesehen werden, die zum Fixieren der thermoelektrischen Elemente 3 in dem zumindest einen Rahmenelement 2 dienen.The 6 , 6a show a further embodiment of the thermoelectric module 1 , the frame element 2nd of the thermoelectric module 1 im the thermoelectric element inserted into this 3rd surrounding area with protruding connecting elements 29 is provided. In the in 6 embodiment shown are four such knob-like connecting elements 29 shown. These engage in grooves 34 or an undercut in the intermediate layer 37 of the thermoelectric element 3rd between its outer ceramic elements 35 , 36 a. The above connecting elements snap into place 29 springy in these grooves 34 and fix the thermoelectric elements 3rd in the frame element 2nd . By providing the grooves 34 and according to the connecting elements 29 on all four sides of the thermoelectric elements 3rd can be inserted into this in a simple manner and also very well on all sides in the frame element 2nd be fixed. Instead of providing four protruding fasteners 29 and four grooves 34 or at least one undercut, in particular one around the thermoelectric element 3rd circumferential undercut, can be a different number of fasteners 29 and grooves 34 , Recesses or undercuts are provided for fixing the thermoelectric elements 3rd in the at least one frame element 2nd to serve.

Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von thermoelektrischen Modulen mit zumindest einem Rahmenelement und zumindest einen thermoelektrischen Element mit elektrischen Kontaktleitern sowie Wärmetauschereinheiten mit zumindest einem solchen thermoelektrischen Modul können noch zahlreiche weitere gebildet werden, auch beliebige Kombinationen der vorstehend genannten Merkmale von diesen, wobei das zumindest eine Rahmenelement des thermoelektrischen Moduls zumindest teilweise mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Kontaktbereich versehen bzw. zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet ist zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter des zumindest einen thermoelektrischen Elements, und zumindest ein Folienelement zum Abdichten des zumindest einen thermoelektrischen Elements nach außen vorgesehen ist, bzw. wobei zumindest ein Gehäuse der Wärmetauschereinheit vorgesehen ist, in dem das zumindest eine thermoelektrische Modul aufgenommen wird oder ist und zumindest ein Strömungsraum oder Strömungskanal zum Strömen von Wärmetauschermedium über zumindest eine der beiden Außenseiten des thermoelektrischen Moduls zum Wärmetausch mit diesem vorgesehen ist.In addition to the design variants of thermoelectric modules with at least one frame element and at least one thermoelectric element with electrical contact conductors, as well as heat exchanger units with at least one such thermoelectric module, as described above and shown in the figures, numerous other types can also be formed, including any combinations of the features mentioned above , wherein the at least one frame element of the thermoelectric module is at least partially provided with at least one electrically conductive contact area or at least partially electrically conductive for contacting the electrical contact conductors of the at least one thermoelectric element, and at least one film element for sealing the at least one thermoelectric element to the outside is provided, or at least one housing of the heat exchanger unit is provided, in which the at least one thermoelectric Module is or is received and at least one flow space or flow channel is provided for the flow of heat exchange medium over at least one of the two outer sides of the thermoelectric module for heat exchange with the latter.

BezugszeichenlisteReference list

11
thermoelektrisches Modulthermoelectric module
22nd
RahmenelementFrame element
33rd
thermoelektrisches Element/Peltier-Elementthermoelectric element / Peltier element
44th
Kontaktelement (Pluspol)Contact element (positive pole)
55
Kontaktelement (Minuspol)Contact element (negative pole)
66
FolienelementFoil element
1010th
AußenseiteOutside
1111
AußenseiteOutside
2020th
Öffnungopening
2121
elektrisch leitfähiger Kontaktbereich (Pluspol)electrically conductive contact area (positive pole)
2222
elektrisch leitfähiger Kontaktbereich (Minuspol)electrically conductive contact area (negative pole)
2323
NutGroove
2424th
NutGroove
2525th
AußenseiteOutside
2626
AußenseiteOutside
2727
elektrisch leitfähiger Kontaktbereich (Pluspol)electrically conductive contact area (positive pole)
2828
elektrisch leitfähiger Kontaktbereich (Minuspol)electrically conductive contact area (negative pole)
2929
vorstehendes Verbindungselementprotruding connecting element
3030th
KontaktleiterContact manager
3131
KontaktleiterContact manager
3232
AußenseiteOutside
3333
AußenseiteOutside
3434
NutGroove
3535
KeramikelementCeramic element
3636
KeramikelementCeramic element
3737
ZwischenschichtIntermediate layer
6060
VerschweißungsbereichWelding area
6161
SchweißnahtWeld
6262
SchweißnahtWeld
100100
WärmetauschereinheitHeat exchanger unit
101101
Gehäusecasing
102102
StrömungsraumFlow space
103103
StrömungsraumFlow space
104104
Anschlussconnection
105105
Anschlussconnection
106106
Anschlussconnection
107107
Anschlussconnection
108108
DichtelementSealing element
109109
DichtelementSealing element
120120
RahmenunterteilLower frame
121121
RahmenoberteilFrame top
122122
elektrisch leitfähiger Kontaktbereich (Pluspol)electrically conductive contact area (positive pole)
123123
elektrisch leitfähiger Kontaktbereich (Minuspol)electrically conductive contact area (negative pole)

Claims (14)

Thermoelektrisches Modul (1) mit zumindest einem Rahmenelement (2) und zumindest einem thermoelektrischen Element (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Folienelement (6) zum Abdichten zumindest des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3) vorgesehen und außenseitg an dem zumindest einen Rahmenelement (2) und dem zumindest einen thermoelektrischen Element (3) angeordnet ist und/oder diese in sich aufnimmt, wobei das zumindest eine thermoelektrische Element (3) mit elektrischen Kontaktleitern (30,31) versehen und das zumindest eine Rahmenelement (2) zumindest teilweise elektrisch leitfähig (21,22,27,28,122,123) ausgebildet ist zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter (30,31) des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3).Thermoelectric module (1) with at least one frame element (2) and at least one thermoelectric element (3), characterized in that at least one film element (6) is provided for sealing at least one thermoelectric element (3) and on the outside on the at least one frame element (2) and the at least one thermoelectric element (3) is arranged and / or accommodates them, the at least one thermoelectric element (3) being provided with electrical contact conductors (30, 31) and the at least one frame element (2) at least partially is electrically conductive (21, 22, 27, 28, 122, 123) for contacting the electrical contact conductors (30, 31) of the at least one thermoelectric element (3). Thermoelektrisches Modul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kontaktleiter (4,5) mit dem/den elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereich(en) (21,22,27,28,122,123) des zumindest einen Rahmenelements (2) kontaktiert sind.Thermoelectric module (1) after Claim 1 , characterized in that at least two contact conductors (4, 5) are in contact with the electrically conductive region (s) (21, 22, 27, 28, 122, 123) of the at least one frame element (2). Thermoelektrisches Modul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Folienelement (6) den Kontaktierungsbereich von Kontaktelementen (4,5) mit den elektrisch leitfähigen Bereichen (21,22,27,28,122,123) des Rahmenelements (2) dichtend abdeckt oder überdeckt, insbesondere mit diesem verschweißt oder verklebt ist.Thermoelectric module (1) after Claim 2 , characterized in that the at least one film element (6) sealingly covers or covers the contact area of contact elements (4, 5) with the electrically conductive areas (21, 22, 27, 28, 122, 123) of the frame element (2), in particular welded to it or is glued. Thermoelektrisches Modul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Folienelement (6) in Form einer Folientasche ausgebildet ist, die umlaufend um das thermoelektrische Modul (1) an mehreren Seiten stoffschlüssig verschlossen, insbesondere verschweißt, ist, unter Vorsehen von Durchführungen für die Kontaktelemente (4,5) des thermoelektrischen Moduls (1), und/oder das zumindest eine Folienelement (6) so ausgebildet ist, dass es das zumindest eine Rahmenelement (2) sowie das zumindest eine darin aufgenommene thermoelektrische Element (3) an zumindest einer Seite überspannt und an dem zumindest einen Rahmenelement (2) stoffschlüssig und/oder mediumdicht befestigt ist. Thermoelectric module (1) after Claim 3 , characterized in that the at least one film element (6) is designed in the form of a film pocket, which is circumferentially sealed, in particular welded, around the thermoelectric module (1) on several sides, providing bushings for the contact elements (4, 5 ) of the thermoelectric module (1), and / or the at least one film element (6) is designed such that it spans the at least one frame element (2) and the at least one thermoelectric element (3) accommodated therein on at least one side and on the at least one frame element (2) is attached cohesively and / or in a medium-tight manner. Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des zumindest einen Folienelements (6) ein Unterdruck erzeugt ist oder herrscht, vermittels dessen das zumindest eine Folienelement (6) an die Außenseite(n) des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3) angelegt wird.Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a negative pressure is generated or prevails in the region of the at least one film element (6), by means of which the at least one film element (6) on the outside (s) of the at least one thermoelectric Elements (3) is created. Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Folienelement (6) thermisch leitfähig ausgebildet ist, insbesondere als permeationsdichte laminierte Mehrschichtfolie.Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one film element (6) is thermally conductive, in particular as a permeation-proof laminated multilayer film. Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Folienelement (6) als Metallfolie und/oder dünnes Blech ausgebildet ist, insbesondere als partiell mit zumindest einer Funktionsschicht beschichtetes Blech.Thermoelectric module (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the at least one foil element (6) is designed as a metal foil and / or thin sheet, in particular as a sheet partially coated with at least one functional layer. Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermoelektrische Elemente (3) in der Fläche und/oder in der Höhe gestapelt in dem zumindest einen Rahmenelement (2) angeordnet sind.Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that thermoelectric elements (3) are arranged in the surface and / or in height stacked in the at least one frame element (2). Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rahmenelement (2) zumindest eine Nut (23,24) zur Aufnahme der elektrischen Kontaktleiter (30,31) und/oder zur Isolierung aufweist.Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one frame element (2) has at least one groove (23, 24) for receiving the electrical contact conductors (30, 31) and / or for insulation. Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rahmenelement (2) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist, insbesondere einseitig eine Kontaktgeometrie bzw. elektrisch leitfähige Bereiche vollflächig oder teilflächig auf dem zumindest einen Rahmenelement (2) vorgesehen sind oder zumindest zwei Rahmenteile (120,121) vorgesehen und miteinander verbindbar oder verbunden sind unter Vorsehen von innenliegenden elektrisch leitfähig ausgebildeten Bereichen (21,22,27,28,122,123) zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter (30,31) der thermoelektrischen Elemente (3).Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one frame element (2) is formed in one or more parts, in particular a contact geometry or electrically conductive areas are provided on one side over the full or partial area on the at least one frame element (2) or at least two frame parts (120, 121) are provided and can be connected to one another or are connected with the provision of internal electrically conductive regions (21, 22, 27, 28, 122, 123) for contacting the electrical contact conductors (30, 31) of the thermoelectric elements (3). Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rahmenelement (2) an die Abmessungen des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3) angepasste Öffnungen (20) zur Aufnahme und zur axialen Fixierung des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3) aufweist.Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one frame element (2) adapted to the dimensions of the at least one thermoelectric element (3) openings (20) for receiving and for axially fixing the at least one thermoelectric element ( 3). Thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine thermoelektrische Element (3) gleich hoch oder höher als das zumindest eine Rahmenelement (2) ausgebildet ist, insbesondere die Höhe (h3) des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3) im 10tel-Millimeterbereich über der Höhe (h2) des Rahmenelements (2) vorsteht.Thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one thermoelectric element (3) is of the same height or higher than the at least one frame element (2), in particular the height (h 3 ) of the at least one thermoelectric element (3) protrudes in the 10th millimeter range above the height (h 2 ) of the frame element (2). Thermoelektrisches Modul (1) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine thermoelektrische Element (3) mit elektrischen Kontaktleitern (30,31) versehen und das zumindest eine Rahmenelement (2) zumindest teilweise elektrisch leitfähig (21,22,27,28,122,123) ausgebildet ist durch Vorsehen zumindest eines metallischen Einlegers zum Kontaktieren der elektrischen Kontaktleiter (30,31) des zumindest einen thermoelektrischen Elements (3), wobei der zumindest eine metallische Einleger mit zumindest einem Crimpbereich versehen oder versehbar ist zum Verbinden der elektrischen Kontaktleiter (30,31) mit dem metallischen Einleger durch Crimpen.Thermoelectric module (1) according to the preamble of Claim 1 or according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one thermoelectric element (3) is provided with electrical contact conductors (30, 31) and the at least one frame element (2) is at least partially electrically conductive (21, 22, 27, 28, 122, 123) is provided by providing at least one metallic insert for contacting the electrical contact conductors (30, 31) of the at least one thermoelectric element (3), the at least one metallic insert being provided or provided with at least one crimp area for connecting the electrical contact conductors (30, 31) with the metallic insert by crimping. Wärmetauschereinheit (100), umfassend zumindest ein thermoelektrisches Modul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, zumindest einen Anschluss (105,106) zum Zuführen von Wärmetauschermedium zu dem zumindest einen thermoelektrischen Modul (1) und zumindest einen Anschluss (104,107) zum Abführen von Medium von dem zumindest einen thermoelektrischen Modul (1), insbesondere zu und von zumindest einer Wärmesenke und/oder zumindest einer Wärmequelle, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuse (101) der Wärmetauschereinheit (100), in dem das zumindest eine thermoelektrische Modul (1) aufnehmbar oder aufgenommen ist, und in dem zumindest einen Gehäuse (101) zumindest ein Strömungsraum (102,103) oder Strömungskanal zum Strömen von Wärmetauschermedium entlang zumindest einer der beiden Außenseiten (10,11) des thermoelektrischen Moduls (1) vorgesehen sind.Heat exchanger unit (100) comprising at least one thermoelectric module (1) according to one of the preceding claims, at least one connection (105, 106) for supplying heat exchange medium to the at least one thermoelectric module (1) and at least one connection (104, 107) for discharging medium from the at least one thermoelectric module (1), in particular to and from at least one heat sink and / or at least one heat source, characterized in that at least one housing (101) of the heat exchanger unit (100) in which the at least one thermoelectric module (1) can be accommodated or is accommodated, and in the at least one housing (101) at least one flow space (102, 103) or flow channel for the flow of heat exchange medium along at least one of the two outer sides (10, 11) of the thermoelectric module (1) are provided.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650919A (en) * 1984-08-01 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Thermoelectric generator and method for the fabrication thereof
DE102014004606A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Hitachi Chemical Company, Ltd. Thermoelectric conversion generating device
US20140326287A1 (en) * 2013-05-02 2014-11-06 Perpetua Power Source Technologies, Inc. Wearable thermoelectric generator assembly and method of manufacturing same
DE102016006063A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Gentherm Gmbh Device for converting electrical energy into thermal energy

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1384271B1 (en) 2001-04-24 2005-11-09 Top-Cool Holding B.V. Electric cooling device
DE102014219855A1 (en) 2014-09-30 2016-03-31 Mahle International Gmbh Thermoelectric device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650919A (en) * 1984-08-01 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Thermoelectric generator and method for the fabrication thereof
DE102014004606A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Hitachi Chemical Company, Ltd. Thermoelectric conversion generating device
US20140326287A1 (en) * 2013-05-02 2014-11-06 Perpetua Power Source Technologies, Inc. Wearable thermoelectric generator assembly and method of manufacturing same
DE102016006063A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Gentherm Gmbh Device for converting electrical energy into thermal energy

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