FI127872B - Peltier-tyyppinen jäähdytin - Google Patents

Peltier-tyyppinen jäähdytin Download PDF

Info

Publication number
FI127872B
FI127872B FI20106062A FI20106062A FI127872B FI 127872 B FI127872 B FI 127872B FI 20106062 A FI20106062 A FI 20106062A FI 20106062 A FI20106062 A FI 20106062A FI 127872 B FI127872 B FI 127872B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
peltier
radiator
cooling
spacer
cold side
Prior art date
Application number
FI20106062A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20106062A0 (fi
FI20106062A (fi
FI20106062L (fi
Inventor
Timo Juutilainen
Original Assignee
Compusteel Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compusteel Oy filed Critical Compusteel Oy
Priority to FI20106062A priority Critical patent/FI127872B/fi
Publication of FI20106062A0 publication Critical patent/FI20106062A0/fi
Priority to PCT/FI2011/050847 priority patent/WO2012049359A1/en
Publication of FI20106062A publication Critical patent/FI20106062A/fi
Publication of FI20106062L publication Critical patent/FI20106062L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI127872B publication Critical patent/FI127872B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023—Mounting details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025—Removal of heat
    • F25B2321/0251—Removal of heat by a gas

Abstract

Keksinnön kohteena on Peltier-tyyppinen jäähdytin (10), johon kuuluu ainakin kylmäpuoli, johon kuuluu ensimmäinen jäähdytinelementti (2) ja kylmäpuolen vastapäätä matkan päässä sijaitseva kuumapuoli, johon kuuluu toinen jäähdytinelementti (6), sekä useita Peltier-elementtejä (5). Ne ovat ensimmäisen jäähdytinelementin (2) ja toisen jäähdytinelementin (6) välisessä tilassa ja joihin on syötettävissä sähkövirta virransyöttövälineillä (11). Useat Peltier-elementit (5) ovat lämpökytkennässä ensimmäisen jäähdytinelementin (2) ja toisen jäähdytinelementin (6) kanssa. Ainakin yksi jäähdytinelementeistä (2, 6) on muodostettu kahdesta tai useammasta jäähdytysosasta (8). Kukin jäähdytysosa (8) on mukautettavissa Peltier-elementtien (5) muodoiltaan ja/tai mitoiltaan poikkeavien pintojen (5a) mukaisesti siten, että mainittu ainakin yksi jäähdytinelementti (2, 6) on kiinni usean Peltier-elementin (5) pinnassa (5a) suurelta alalta.

Description

Peltier-tyyppinen jäähdytin
Esillä olevan keksinnön kohteena on Peltier-tyyppinen jäähdytin, johon kuuluu ainakin kylmäpuoli ja kylmäpuolen vastapäätä matkan päässä sijaitseva kuumapuoli, johon kuuluu jäähdytinelementti, sekä useita Peltierelementtejä, jotka ovat jäähdytinosien ja jäähdytinelementin välisessä tilassa, ja jotka mainitut useat Peltier-elementit ovat lämpökytkennässä jäähdytinosien ja jäähdytinelementin kanssa.
Kuviossa 1 on esitetty esimerkinomaisesti kaaviomaisesti sivulta perinteinen Peltier-jäähdyttimen rakenne. Siihen kuuluu niin sanottu kylmäpuoli (joka on kuvassa ylempi puoli), johon kuuluu ainakin ensimmäinen jäähdytinelementti 2, sekä vaihtoehtoisesti kylmäpuolen puhallin 1. Jäähdytinelementti 2 on tyypillisesti ripamainen elementti. Peltier-jäähdyttimeen 10 kuuluu kuuma puoli, johon kuuluu kylmäpuolen vastakkaiselle puolelle välikkeiden 3 avulla matkan päähän sovitettu toinen jäähdytinelementti 6 sekä vaihtoehtoisesti myös kuuman puolen puhallin 7. Puhaltimen 1 ja 7 tilalla tai lisäksi voidaan käyttää muunlaisia kylmää tai kuumaa ilmaa kerääviä tai siirtäviä välineitä.
Kylmänpuolen ja kuumanpuolen sekä välikkeiden 3 väliin jää tila, johon sinänsä tunnetut Peltier-elementit 5 on sovitettu. Peltier-elementin paksuus on tyypillisesti noin 5 mm, mutta voi luonnollisesti poiketa tästä. Peltierelementin kylmänpuolen puoleisen pinnan 5a ja ensimmäisen jäähdytinelementin 2 väliin jäävään tilaan voidaan järjestää edullisesti väliaine tai väli25 kappale 4 (niin sanottu cool expander) kylmänpuolen ja kuumanpuolen välisen lämpövuodon pienentämiseksi. Peltier-elementteihin 5 tuodaan sinänsä tunnetulla tavalla sähkövirta välineillä, joita ei ole tässä esitetty.
Jäähdyttimessä on ensiarvoisen tärkeää, että elementtien pinnat ovat hyväs30 sä lämpökytkennässä molemmilla puolilla Peltier-elementtiä oleviin jäähdytinelementteihin. Jos tarvitaan vähänkin enemmän tehoa jäähdyttimestä, tarvitaan useampia Peltier-elementtejä. Tavallinen ratkaisu on, että esim.
neljä Peltier-elementtiä on kahden kookkaan, kaikkien Peltier-elementtien yli menevien jäähdytinelementtien välissä kuten kuviossa 1 on esitetty. Peltierelementtien mittatarkkuus voi vaihdella hiukan. Ne voivat olla hiukan vinossa tai niiden pinnat eivät ole täysin tasomaisia. Jos käytetään useampaa Peltierelementtiä esim, neljää, eivätkä pinnat ole aivan yhdensuuntaisia, syntyy rakoja 9 ja lämpökytkentä heikkenee. Raot 9 ovat tyypillisesti 0,1 mm suuruisia. Vaikka raossa 9 käytetään lämpöä johtavaa pastaa, kasvaa lämpövastus niin paljon, että koko jäähdyttimen toiminta heikkenee oleellisesti, esim, maksimiteho putoaa puoleen. Jos pinnat ovat edellisen lisäksi esim, kuperia, lisääntyy lämpövastus entisestään. Jäähdyttimessä on ensiarvoisen tärkeää, että Peltier-elementtien 5 pinnat ovat hyvässä lämpökontaktissa molemmilla puolilla elementtiä oleviin jäähdytin elementteihin.
Esillä olevan keksinnön kohteena on saada aikaan Peltier-tyyppinen jäähdytin, jolla edellä esitetyt Peltier-elementtien keskinäiset mitta- ja muoto poikkeavuuksista johtuvat haitat saadaan poistettua tai ainakin olennaisesti vähennettyä.
Edellä mainittu keksinnön mukainen tarkoitus saadaan ratkaistua esillä olevan keksinnön mukaisesti siten, että kylmäpuoleen kuuluu kaksi tai useampia jäähdytysosaa, jolloin kukin mainituista jäähdytysosista on varustettu välikappaleella tai väliaineella, jonka välikappaleen pohja tai väliaine mukautuu Peltier-elementtien muodoiltaan ja/tai mitoiltaan poikkeavien pintojen mukaisesti siten, että välikappaleen pohja tai väliaine on kiinni Peltier-elementin poikkeavassa pinnassa välikappaleen tai väliaineen ja poikkeavien pintojen välisten rakojen muodostumisen välttymiseksi.
Esillä olevan keksinnön suoritusmuotoja on esitetty oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Seuraavaksi keksintöä selitetään tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joista:
20106062 prh 15 -03- 2019
Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti sivulta tekniikan tason mukaista Peltiertyyppistä jäähdytintä, ja
Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti sivulta keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista Peltier-tyyppistä jäähdytintä.
Kuviossa 2 on siis esitetty kaaviomaisesti sivulta keksinnönmukainen Peltiertyyppisen jäähdyttimen eli Peltier-jäähdyttimen rakenne. Kuten kuviossa 1 10 esitetyssä jäähdyttimessä keksinnön mukaisen Peltier-jäähdyttimeen 10 kuuluu niin sanottu kylmäpuoli (joka on kuvassa ylempi puoli), johon kuuluu kaksi tai useampia jäähdytysosasta 8 (tarkempi rakenne jäljempänä), sekä vaihtoehtoisesti kylmäpuolen puhallin 1. Peltier-jäähdyttimeen 10 kuuluu myös kuuma puoli, johon kuuluu kylmäpuolen vastakkaiselle puolelle välik15 keiden 3 avulla matkan päähän sovitettu toinen jäähdytinelementti 6 sekä vaihtoehtoisesti myös kuuman puolen puhallin 7. Puhaltimen 1 ja 7 tilalla tai lisäksi voidaan käyttää muunlaisia siirtoaineita, kuten ilmaa tai vettä, kerääviä tai siirtäviä välineitä.
Kylmänpuolen ja kuumanpuolen jäähdytyselementtien 6 sekä välikkeiden 3 väliin jää tila tai tilat, johon sinänsä tunnetut Peltier-elementit 5 on sovitettu. Peltier-elementin 5 paksuus on tyypillisesti noin 5 mm, mutta voi luonnollisesti poiketa tästä. Peltier-elementin 5 kylmänpuolen puoleisen pinnan 5a ja jäähdytysosien 8 väliin jäävään tilaan voidaan järjestää edullisesti väliaine tai 25 välikappale 4' (cool expander) kylmänpuolen ja kuumanpuolen välisen lämpövuodon pienentämiseksi. Peltier-elementteihin 5 tuodaan sinänsä tunnetulla tavalla sähkövirta virransyöttövälineillä 11. Sähkövirran suunta voidaan muuttaa virransyöttövälineiden 11 suunnanmuutosvälineillä 11a. Tällöin Peltier-elementtien 5 kylmäpinta muuttuu kuumaksi pinnaksi ja kuumapinta kylmäksi pinnaksi, toisin sanoen jäähdyttimen 10 kuuma puoli muuttuu kylmäksi puoleksi ja kylmä puoli muuttuu kuumaksi puoleksi.
Seuraavaksi selostetaan esillä olevan keksinnön yksittäisen jäähdytysosan 8 eräs edullinen rakenne.
Kuvion 2 mukainen ensimmäinen kylmä puoli on muodostettu useasta, toisistaan erillisestä jäähdytinosasta 8. Näin ollen kukin jäähdytinosa 8 on sovitettu yhden Peltier-elementin 5 yhteyteen eli kullakin Peltier-elementillä 5 on oma jäähdytysosa 8. Mainittakoon, että kuumalla puolella oleva jäähdytinelementti 6 voidaan muodostaa vastaavalla tavalla useasta osasta.
Edullisesti kunkin jäähdytysosan 8 ja Peltier-elementin 5 pinnan 5a väliseen tilaan on järjestetty välikappale 4', joka on yhtenäinen jäähdytysosan 8 kanssa. Mieluiten välikappale 4' on tehty samasta kappaleesta kuin jäähdytysosa
8. Etuna tällaisella rakenteella on se, että vältytään liittymäkohdat, jotka voivat heikentää, tässä tapauksessa kylmän siirtymistä välikappaleelta 4' jäähdytysosaan 8. Edelleen kylmän siirtämiseksi pois jäähdytysosasta 8 tuodaan jäähdytysosien 8 yhteyteen puhaltimella 1 edullisesti fluidia siirtoainetta C, tässä tapauksessa ilmaa. Vastaavasti toisen jäähdytinelementin 6 yhteyteen tuodaan siirtoaine H puhaltimella 7. Siirtoaineena C ja H voidaan käyttää sovelluskohteesta riippuen muutakin siirtoainetta, edullisesti kuitenkin fluidia siirtoainetta, kuten vettä. Välikappale 4' tai väliaine voi myös olla, kuten kuviossa 1 on esitetty, jäähdytysosasta 8 erillinen osa.
Kuviossa 2 on esitetty esimerkinomaisesti Peltier-elementtejä 5, joiden yksi pinta 5a on muodoltaan poikkeava verrattuna normaaliin pintaan. Poikkeava pinta 5a on esitetty tässä kaltevana pintana. Voidaan huomata, että jäähdytysosat 8 sekä välikappaleet 4' (tai väliaine) mukautuvat Peltier-elementin 5 kaltevan pinnan 5a mukaisesti tilaan siten, että välikappaleen 4' pohja on kiinni Peltier-elementin 5 pinnassa 5a mahdollisimman suurelta alalta.
Näin ollen vältytään kuviossa 1 esitettyjen rakojen 9 muodostumiselta. Näin saadaan aikaan mahdollisimman suuri jäähdytysosan 8 ja pinnan 5a välinen lämpökytkentä, jossa on kompensoitu kunkin Peltier-elementin 5 keskinäiset muoto- ja/tai mittapoikkeamat, esimerkiksi Peltier-elementin 5 paksuusvirheet tai paksuuden toleranssipoikkeamat.
Esillä oleva keksintö ei rajoitu ainoastaan esitettyihin suoritusmuotoihin vaan sitä voidaan soveltaa monin tavoin patenttivaatimusten määrittämän suojaalan piirissä.

Claims (3)

  1. Patenttivaatimukset
    1. Peltier-tyyppinen jäähdytin (10), johon kuuluu ainakin kylmäpuoli ja kylmäpuolen vastapäätä matkan päässä sijaitseva kuumapuoli, johon kuuluu
    5 jäähdytinelementti (6), sekä useita Peltier-elementtejä (5), jotka ovat jäähdytinosien (8) ja jäähdytinelementin (6) välisessä tilassa, ja jotka mainitut useat Peltier-elementit (5) ovat lämpökytkennässä jäähdytinosien (8) ja jäähdytinelementin (6) kanssa, tunnettu siitä, että kylmäpuoleen kuuluu kaksi tai useampia jäähdytysosaa (8), jolloin kukin mainituista jäähdytysosista (8) on 10 varustettu välikappaleella (47) tai väliaineella, jonka välikappaleen (47) pohja tai väliaine mukautuu Peltier-elementtien (5) muodoiltaan ja/tai mitoiltaan poikkeavien pintojen (5a) mukaisesti siten, että välikappaleen (47) pohja tai väliaine on kiinni Peltier-elementin (5) poikkeavassa pinnassa (5a) välikappaleen (47) tai väliaineen ja poikkeavien pintojen (5a) välisten rakojen (9) muo15 dostumisen välttymiseksi.
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jäähdytin (10), tunnettu siitä, että jäähdytin (10) on varustettu jäähdyttimen (10) kuumanpuoleisella ja/tai kylmänpuoleisella puhaltimella (1, 7).
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jäähdytin (10), tunnettu siitä, että mainittu tila on varustettu erillisellä välikappaleella ja/tai välikappaleella (4Q, joka on yhtenäinen jäähdytysosien (8) kanssa ja/tai väliaineella, joka on yhtenäinen jäähdytysosien (8) kanssa.
FI20106062A 2010-10-14 2010-10-14 Peltier-tyyppinen jäähdytin FI127872B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106062A FI127872B (fi) 2010-10-14 2010-10-14 Peltier-tyyppinen jäähdytin
PCT/FI2011/050847 WO2012049359A1 (en) 2010-10-14 2011-09-30 Peltier-type cooler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106062A FI127872B (fi) 2010-10-14 2010-10-14 Peltier-tyyppinen jäähdytin

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20106062A0 FI20106062A0 (fi) 2010-10-14
FI20106062A FI20106062A (fi) 2012-04-15
FI20106062L FI20106062L (fi) 2012-04-15
FI127872B true FI127872B (fi) 2019-04-30

Family

ID=43064220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20106062A FI127872B (fi) 2010-10-14 2010-10-14 Peltier-tyyppinen jäähdytin

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI127872B (fi)
WO (1) WO2012049359A1 (fi)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1215330B (de) * 1961-02-25 1966-04-28 Siemens Ag Vorrichtung zum Kuehlen und Heizen von mit einer Warmfluessigkeitsheizung ausgestatteten Raeumen
US4230945A (en) * 1978-04-24 1980-10-28 Meir Vladimir A Device for detecting ionizing radiation
DE19647179A1 (de) * 1996-11-14 1997-12-04 Siemens Ag Einrichtung zur Entwärmung wenigstens eines Halbleiter-Bauelementes
GB2377085A (en) * 2001-06-27 2002-12-31 Dah Wei Chu Electronic apparatus housing with heating/cooling system
US20040155251A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Vladimir Abramov Peltier cooler integrated with electronic device(s)
US7032389B2 (en) * 2003-12-12 2006-04-25 Thermoelectric Design, Llc Thermoelectric heat pump with direct cold sink support
DE102006034487B4 (de) * 2006-07-20 2008-05-08 Rittal Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher
DE102006046114B4 (de) * 2006-09-28 2012-02-02 Airbus Operations Gmbh Kühlanordnung zur Kühlung eines Wärmekörpers für ein Luftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
FI20106062A0 (fi) 2010-10-14
FI20106062A (fi) 2012-04-15
FI20106062L (fi) 2012-04-15
WO2012049359A1 (en) 2012-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2306434T3 (es) Refrigerador microestructurado y su utilizacion.
KR101590000B1 (ko) 전지셀 어셈블리 및 상기 전지셀 어셈블리의 냉각핀을 제조하는 방법
ES2549907T3 (es) Conjunto de módulo de batería con eficiencia de refrigeración mejorada
KR101597403B1 (ko) 배터리
JP6081583B2 (ja) 熱電モジュール、熱交換器、排気システム及び内燃機関
BRPI0514093A (pt) permutador de calor para uso no resfriamento de lìquidos
JP2013157111A (ja) 組電池の冷却兼加熱構造
US10175007B2 (en) Ceramic heat exchange plate and ceramic heat exchange core assembled thereby
WO2012176590A1 (ja) 太陽エネルギ利用システム
US20160187074A1 (en) Supporting structure for vapor chamber
KR20130097677A (ko) 배터리 모듈
KR200467728Y1 (ko) 복수의 열전도 파이프를 구비한 방열 장치
CN102790167A (zh) 热电转换模块
FI127872B (fi) Peltier-tyyppinen jäähdytin
WO2017092627A1 (zh) 用于igbt模组的散热模组
JP5906921B2 (ja) 電池モジュール及び車両
CN203369018U (zh) 多件式水冷散热器结构
CN110635193A (zh) 一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构及其制作方法
JP2008170060A (ja) ヘリボーンタイプ液冷ヒートシンク
KR20100137099A (ko) 순환유로가 구비된 판형 열교환기
JP2008261589A (ja) ヒートパイプ式暖房装置
EP3832785B1 (en) Cooler
CN106793680B (zh) 一种用于机柜的tec换热装置
JP2016149449A (ja) 半導体モジュール
KR20140141960A (ko) 열전소자를 이용한 열교환기

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: CONTROL EXPRESS FINLAND OY

FG Patent granted

Ref document number: 127872

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B