ITMI20001863A1 - SOLID STATE HEAT PUMP OF EXPANDABLE POWER WITH MULTI-STAGE THERMOLETRIC MODULES. - Google Patents
SOLID STATE HEAT PUMP OF EXPANDABLE POWER WITH MULTI-STAGE THERMOLETRIC MODULES. Download PDFInfo
- Publication number
- ITMI20001863A1 ITMI20001863A1 IT2000MI001863A ITMI20001863A ITMI20001863A1 IT MI20001863 A1 ITMI20001863 A1 IT MI20001863A1 IT 2000MI001863 A IT2000MI001863 A IT 2000MI001863A IT MI20001863 A ITMI20001863 A IT MI20001863A IT MI20001863 A1 ITMI20001863 A1 IT MI20001863A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- heat pump
- heat exchange
- pump according
- thermoelectric
- layer
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 65
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 47
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 19
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 19
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 14
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 14
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 14
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 claims description 14
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 7
- 229920004878 Ultrapek® Polymers 0.000 claims description 7
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 6
- 239000002365 multiple layer Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000013461 design Methods 0.000 description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Cu+2] MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229910002899 Bi2Te3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016312 BiSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 229910002665 PbTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 1
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H10N10/17—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 structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce in generale al settore dei dispositivi termoelettrici ad effetto Peltier e, più in particolare, ad un dispositivo termoelettrico di nuova concezione che consentendo il raggiungimento di potenze elettriche di qualche chilowatt con un’efficienza più elevata, di quella degli attuali dispositivi termoelettrici, a parità di materiali semiconduttori impiegati, è destinato ad essere applicato come pompa di calore modulare a stato solido di potenza espandibile per la refrigerazione e/o il riscaldamento in ambito civile, industriale, autotrasporti, nautico, aeronautico, aerospaziale, militare, ecc. The present invention refers in general to the sector of Peltier effect thermoelectric devices and, more particularly, to a new concept thermoelectric device which allows the achievement of electrical powers of a few kilowatts with a higher efficiency than that of current devices. thermoelectric, with the same semiconductor materials used, it is intended to be applied as a modular solid-state heat pump with expandable power for refrigeration and / or heating in the civil, industrial, trucking, nautical, aeronautical, aerospace, military, etc. .
Come noto, l'effetto termoelettrico sul quale si basa il funzionamento dei moduli è un fenomeno che avviene quando in un circuito elettrico esiste una differenza di temperatura. As is known, the thermoelectric effect on which the operation of the modules is based is a phenomenon that occurs when there is a temperature difference in an electrical circuit.
Un esempio d’effetto termoelettrico è rappresentato dall'effetto Peltier. In termini semplici, se una corrente è fatta passare attraverso una giunzione metallo-metallo oppure una giunzione metallo-semiconduttore, la giunzione si riscalda oppure si raffredda a seconda del verso della corrente. L’effetto Peltier è sempre reversibile, ossia, se s’inverte il verso della corrente, la giunzione fredda si riscalda e la giunzione calda si raffredda. Con le giunzioni metallo-semiconduttore si ottengono differenze di temperatura più elevate di quelle ottenibili con le giunzioni metallo-metallo. Qui di seguito, con il termine “dispositivo termoelettrico” s'intende un dispositivo a stato solido che sfrutta l'effetto Peltier per raffreddare oppure riscaldare un corpo. An example of the thermoelectric effect is represented by the Peltier effect. In simple terms, if a current is passed through a metal-to-metal junction or a metal-to-semiconductor junction, the junction heats or cools depending on the direction of the current. The Peltier effect is always reversible, that is, if the direction of the current is reversed, the cold junction heats up and the hot junction cools. With metal-semiconductor junctions higher temperature differences are obtained than those obtainable with metal-metal junctions. Hereinafter, the term "thermoelectric device" means a solid state device that uses the Peltier effect to cool or heat a body.
Con il termine “termoelemento" s'intende un materiale conduttore e/o semiconduttore di qualsiasi forma e dimensione che costituisce l’elemento di una giunzione. The term "thermoelement" means a conductive and / or semiconductor material of any shape and size that constitutes the element of a junction.
Con il termine “termocoppia" s’intende l'insieme di due termoelementi collegati elettricamente in serie attraverso un elettrodo. Infine, con il termine “termopila" s'intende l’insieme formato dal termoelemento di una termocoppia e dal termoelemento della termocoppia successiva collegati elettricamente in serie attraverso un elettrodo. Pertanto il nucleo che costituisce ogni modulo termoelettrico della presente invenzione è una “termopila" costituita da varie "termocoppie”. The term "thermocouple" means the set of two thermoelements electrically connected in series through an electrode. Finally, the term "thermopile" means the set formed by the thermoelement of a thermocouple and the thermoelement of the next thermocouple connected electrically in series through an electrode. Therefore the core which constitutes each thermoelectric module of the present invention is a "thermopile" made up of various "thermocouples".
Com’è noto, le prime pompe di calore termoelettriche commerciali risalgono al 1960, ma nello stesso periodo furono dedicati notevoli investimenti, da parte di numerose società, per lo sviluppo di idonei materiali allo scopo di incrementare le prestazioni di tali sistemi. Pertanto inizialmente si costruirono termopile con elementi metallici, mentre oggi la moderna tecnologia dei semiconduttori consente di realizzare pompe di calore a stato solido che impiegano termoelementi realizzati da leghe Bi2Te3, PbTe, SiGe e BiSb con drogaggio di tipo N e P, ciononostante con tali materiali non è ancora possibile soppiantare i convenzionali sistemi di refrigerazione a compressione, ed attualmente diverse società stanno concorrendo allo sviluppo di speciali leghe ad alte prestazioni. Le termopile commercialmente note presentano in genere una struttura planare a sandwich con diverse forme geometriche che variano a seconda dell'impiego (quadrata, circolare, anulare, etc.) e le cui termocoppie sono sempre saldate sulle due facce opposte di un circuito elettrico stampato ricavato da una coppia di piastre in speciale materiale ceramico di elevata conducibilità termica a base di AI2O3. Tale tipo di costruzione costituisce anche un limite alle dimensioni massime realizzabili di ogni singola cella a causa della natura chimico-fisica delle ceramiche che non possono sopportare notevoli differenziali termici sulle due facce opposte del dispositivo. As is known, the first commercial thermoelectric heat pumps date back to 1960, but in the same period considerable investments were made by numerous companies for the development of suitable materials in order to increase the performance of these systems. Therefore, initially thermopiles were built with metal elements, while today modern semiconductor technology allows the creation of solid-state heat pumps that use thermoelements made from Bi2Te3, PbTe, SiGe and BiSb alloys with N and P type doping, nevertheless with these materials it is not yet possible to supplant conventional compression refrigeration systems, and several companies are currently competing in the development of special high-performance alloys. The commercially known thermopiles generally have a planar sandwich structure with different geometric shapes that vary according to the use (square, circular, annular, etc.) and whose thermocouples are always welded on the two opposite faces of a printed electrical circuit obtained by a pair of plates in special ceramic material with high thermal conductivity based on AI2O3. This type of construction also constitutes a limit to the maximum achievable dimensions of each single cell due to the chemical-physical nature of the ceramics which cannot withstand considerable thermal differentials on the two opposite faces of the device.
Di conseguenza la costruzione di sistemi di refrigerazione/riscaldamento a celle Peltier di potenza superiore ai 0,5 kW richiede sempre un elevato numero di piccoli moduli che dovendo essere montati sul piano occupano anche notevoli superfici. Consequently, the construction of Peltier cell refrigeration / heating systems with a power greater than 0.5 kW always requires a large number of small modules which, having to be mounted on the surface, also occupy considerable surfaces.
La presente invenzione prevede la realizzazione di pompe di calore attraverso l'impiego multiplo di termopile a modulo, nel seguito denominate più semplicemente moduli termoelettrici, aventi un nucleo costruito con una struttura di termocoppie formate da termoelementi conduttori e/o semiconduttori a differente drogaggio N e P. Tali termocoppie sono collegate elettricamente in serie, ma termicamente in parallelo, in modo che tutti i lati caldi e freddi delle giunzioni si trovino separati su due superfici opposte. The present invention provides for the realization of heat pumps through the multiple use of module thermopiles, hereinafter referred to simply as thermoelectric modules, having a core constructed with a structure of thermocouples formed by conductive and / or semiconductor thermoelements with different doping N and P. Such thermocouples are electrically connected in series, but thermally in parallel, so that all hot and cold sides of the junctions are separated on two opposite surfaces.
Secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione, il nucleo di ciascun modulo termoelettrico è realizzato con termocoppie di termoelementi conduttori e/o semiconduttori con drogaggio N e P, saldate e supportate meccanicamente su un film polimerico flessibile di basso spessore con idonee caratteristiche elettriche, termiche e meccaniche come ad esempio un film in poliimmide PI tipo Kapton MT<®>, con polietilenenaftalato PEN tipo Kaladex<®>, con poliarileterochetoni PEEK tipo Ultrapek<® >o Kadel<®>, con polisulfone PSU, con polifenilenossido PPO, polifenilensolfuro PPS, assemblato secondo una struttura simmetrica avvolta con elementi concentrici coassiali. According to a first embodiment of the present invention, the core of each thermoelectric module is made with thermocouples of conductive and / or semiconductor thermoelements with N and P doping, welded and mechanically supported on a flexible polymeric film of low thickness with suitable electrical characteristics, thermal and mechanical such as a polyimide PI film type Kapton MT <®>, with polyethylenenephthalate PEN type Kaladex <®>, with polyaryletheroketones PEEK type Ultrapek <®> or Kadel <®>, with polysulfone PSU, with polyphenylene oxide PPO, polyphenylene sulfide PPS, assembled according to a symmetrical structure wrapped with concentric coaxial elements.
In una seconda forma di realizzazione della presente invenzione il nucleo di ciascun modulo termoelettrico è realizzato con termocoppie di termoelementi conduttori e/o semiconduttori con drogaggio N e P, saldate e supportate meccanicamente su un film polimerico flessibile di basso spessore con idonee caratteristiche elettriche, termiche e meccaniche come ad esempio un film in poliimmide PI tipo Kapton MT<®>, con polietilenenaftalato PEN tipo Kaladex<®>, con poliarileterochetoni PEEK tipo Ultrapek<® >o Kadel<®>, con polisulfone PSU, con polifenilenossido PPO, polifenilensolfuro PPS, assemblato secondo una struttura asimmetrica avvolta in continuo a spirale. In a second embodiment of the present invention the core of each thermoelectric module is made with thermocouples of conductive and / or semiconductor thermoelements with N and P doping, welded and mechanically supported on a flexible polymeric film of low thickness with suitable electrical, thermal characteristics and mechanical ones such as a polyimide film of PI type Kapton MT <®>, with polyethylenenephthalate PEN type Kaladex <®>, with polyaryletheroketones PEEK type Ultrapek <®> or Kadel <®>, with polysulfone PSU, with polyphenylene oxide PPO, polyphenylene sulfide PPS , assembled according to an asymmetrical structure wound continuously in a spiral.
In una terza forma di realizzazione della presente invenzione il nucleo di ciascun modulo termoelettrico è realizzato con termocoppie di termoelementi conduttori e/o semiconduttori con drogaggio N e P, saldate e supportate meccanicamente su elementi planari di basso spessore con idonee caratteristiche elettriche, termiche e meccaniche come ad esempio un film in poliimmide PI tipo Kapton MT<®>, con polietilenenaftalato PEN tipo Kaladex<®>, con poliarileterochetoni PEEK tipo Ultrapek<® >o Kadel<®>, con polisulfone PSU, con polifenilenossido PPO, polifenilensolfuro PPS, o sottili ceramiche da assemblare secondo una forma geometrica simmetrica che potrà essere un poliedro con un numero di facce n > 4. In a third embodiment of the present invention, the core of each thermoelectric module is made with thermocouples of conductive and / or semiconductor thermoelements with N and P doping, welded and mechanically supported on planar elements of low thickness with suitable electrical, thermal and mechanical characteristics such as a polyimide PI film such as Kapton MT <®>, with polyethylenenephthalate PEN such as Kaladex <®>, with polyaryletheroketones PEEK such as Ultrapek <®> or Kadel <®>, with polysulfone PSU, with polyphenylene oxide PPO, polyphenylene sulfide PPS, or thin ceramics to be assembled according to a symmetrical geometric shape that can be a polyhedron with a number of faces n> 4.
Più in particolare per i moduli termoelettrici realizzati in accordo alla prima ed alla seconda forma di realizzazione ed aventi le suddette strutture sandwich realizzate utilizzando circuiti stampati flessibili è previsto l'impiego di film monolaminati o film bilaminati, a seconda del tipo di assemblaggio prescelto. More particularly, for thermoelectric modules made in accordance with the first and second embodiments and having the aforementioned sandwich structures made using flexible printed circuits, the use of monolaminated films or bilaminated films is envisaged, depending on the type of assembly selected.
Un modulo termoelettrico avente struttura sandwich con film monolaminati prevede: A thermoelectric module having a sandwich structure with monolaminated films provides:
- almeno una coppia di laminati formati ciascuno da uno strato di supporto di materiale polimero e da almeno uno strato di materiale conduttore, - at least one pair of laminates each formed by a support layer of polymeric material and by at least one layer of conductive material,
- uno strato di materiale di accoppiamento interposto tra i due laminati per accoppiarli saldamente tra loro, - a layer of coupling material interposed between the two laminates to firmly couple them together,
- un circuito stampato ricavato dallo strato di materiale conduttore dei laminati e collegante elettricamente in serie i termoelementi in modo tale che essi presentino i lati caldi o freddi rispettivamente su un solo lato della struttura sandwich. - a printed circuit obtained from the layer of conductive material of the laminates and electrically connecting the thermoelements in series so that they have the hot or cold sides respectively on only one side of the sandwich structure.
Un modulo termoelettrico avente struttura sandwich con film bilaminati prevede: A thermoelectric module having a sandwich structure with bilaminated films provides:
- un bilaminato formato da uno strato di supporto di materiale polimero e da almeno due strati di materiale conduttore sulle facce opposte di detto supporto, - a bilaminate formed by a support layer of polymeric material and at least two layers of conductive material on the opposite faces of said support,
- uno strato di materiale di accoppiamento interposto tra i lembi estremi delle spire del bilaminato per accoppiarlo saldamente e fissarlo tra i lembi estremi delle spire direttamente per termosaldatura nel caso in cui il materiale polimero lo consenta, - a layer of coupling material interposed between the extreme edges of the coils of the bilaminate to couple it firmly and fix it between the extreme edges of the coils directly by heat-sealing if the polymer material allows it,
- un circuito stampato ricavato su entrambe le facce degli strati di materiale conduttore del bilaminato e col legante elettricamente in serie i termoelementi in modo tale che essi presentino i iati caldi o freddi rispettivamente su un solo lato della struttura sandwich. - a printed circuit obtained on both faces of the layers of conductive material of the bilaminate and electrically connecting the thermoelements in series in such a way that they present the hot or cold sides respectively on only one side of the sandwich structure.
Un modulo termoelettrico secondo la terza forma di realizzazione, avente struttura sandwich con supporti bilaminati, eventualmente ma non necessariamente flessibili, prevede: A thermoelectric module according to the third embodiment, having a sandwich structure with bilaminated supports, possibly but not necessarily flexible, provides:
- un bilaminato formato da uno strato di supporto di materiale polimero o ceramico e da almeno due strati di materiale conduttore sulle facce opposte di detto supporto, - un circuito stampato ricavato su entrambe le facce degli strati di materiale conduttore del bilaminato e collegante eletricamente in serie i termoelementi in modo tale che essi presentino i lati caldi o freddi rispettivamente su un solo lato della struttura sandwich. - a bilaminate formed by a support layer of polymer or ceramic material and by at least two layers of conductive material on the opposite faces of said support, - a printed circuit formed on both faces of the layers of conductive material of the bilaminate and electrically connected in series the thermoelements in such a way that they have the hot or cold sides respectively on only one side of the sandwich structure.
In tutte le forme di realizzazione il corpo metallico cilindrico o poliedrico attorno al quale è assemblato il nucleo della struttura sandwich del modulo termoelettrico, è cavo al suo interno e funge da primo elemento di scambio termico dello stesso modulo termoelettrico posto in comunicazione fluida con uno scambiatore di calore collocato neirambiente che si vuole raffreddare/riscaldare. La cavità interna del corpo metallico cilindrico o poliedrico può essere dotata di speciali piastre, alette, o elementi turbolatori realizzati per favorire ed ottimizzare lo scambio termico con il fluido di trasporto. In all embodiments, the cylindrical or polyhedral metal body around which the core of the sandwich structure of the thermoelectric module is assembled is hollow inside and acts as the first heat exchange element of the thermoelectric module itself placed in fluid communication with an exchanger of heat placed in the room to be cooled / heated. The internal cavity of the cylindrical or polyhedral metal body can be equipped with special plates, fins, or turbulator elements made to favor and optimize the heat exchange with the transport fluid.
Un secondo elemento di scambio termico del modulo termoelettrico può essere realizzato semplicemente dotando di alette la superfìcie più esterna del nucleo oppure può essere realizzato dotando la parte più esterna del nucleo con una camicia di raffreddamento posta in comunicazione fluida con un’altro scambiatore di calore fluido/aria. La scelta di una delle due suddette soluzioni dipenderà dai vincoli di progetto imposti. A second heat exchange element of the thermoelectric module can be made simply by equipping the outermost surface of the core with fins or it can be made by equipping the outermost part of the core with a cooling jacket placed in fluid communication with another fluid heat exchanger /air. The choice of one of the two aforementioned solutions will depend on the design constraints imposed.
La presente invenzione sarà ora descritta più in dettaglio con riferimento ai disegni allegati: The present invention will now be described in more detail with reference to the attached drawings:
la figura 1 è una vista in sezione traversale di una prima forma di realizzazione della struttura di termocoppie impiegata nel dispositivo termoelettrico secondo la presente invenzione; Figure 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the thermocouple structure used in the thermoelectric device according to the present invention;
la figura 2 è una vista in sezione traversale di una seconda forma di realizzazione della struttura di termocoppie impiegata nel dispositivo termoelettrico secondo la presente invenzione; Figure 2 is a cross-sectional view of a second embodiment of the thermocouple structure used in the thermoelectric device according to the present invention;
la figura 3 è una vista in sezione traversale di una terza forma di realizzazione della struttura di termocoppie impiegata nel dispositivo termoelettrico secondo la presente invenzione; Figure 3 is a cross-sectional view of a third embodiment of the thermocouple structure used in the thermoelectric device according to the present invention;
le figure 4A e 4B sono una vista anteriore e rispettivamente posteriore della matrice del circuito stampato che può essere ricavato da un film bilaminato per la realizzazione di un nucleo con struttura avvolta a spirale per la seconda forma di realizzazione della presente invenzione; Figures 4A and 4B are a front and respectively rear view of the printed circuit matrix which can be obtained from a bilaminated film for the realization of a core with a spiral wound structure for the second embodiment of the present invention;
la figura 5 è una vista in sezione traversale di un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa le cui termocoppie sono supportate attraverso l'utilizzo di film monolaminati o bilaminati flessibili assemblate secondo una struttura simmetrica avvolta ad elementi concentrici coassiali; figure 5 is a cross-sectional view of a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump whose thermocouples are supported through the use of flexible monolaminated or bilaminated films assembled according to a symmetrical structure wrapped in concentric coaxial elements;
la figura 6 è una vista in sezione traversale, di un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa le cui termocoppie sono supportate attraverso l'utilizzo di film monolaminati o bilaminati flessibili assemblate secondo una struttura asimmetrica avvolta in continuo a spirale; Figure 6 is a cross-sectional view of a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump whose thermocouples are supported through the use of flexible monolaminated or bilaminated films assembled according to an asymmetrical structure wound continuously in a spiral ;
la figura 7 è una vista in sezione traversale di un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa le cui termocoppie sono supportate attraverso l’utilizzo di supporti planari flessibili o rigidi di basso spessore secondo una struttura poliedrica a più facce; Figure 7 is a cross-sectional view of a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump whose thermocouples are supported through the use of flexible or rigid low-thickness planar supports according to a polyhedral structure with multiple faces;
la figura 8 è una vista prospettica di una parte della struttura di termocoppie impiegata nel dispositivo termoelettrico secondo la terza forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 8 is a perspective view of a part of the thermocouple structure employed in the thermoelectric device according to the third embodiment of the present invention;
la figura 9 è una vista longitudinale, comune alle forme di realizzazione rappresentate nelle figure 5, 6 e 7, di un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa; figure 9 is a longitudinal view, common to the embodiments shown in figures 5, 6 and 7, of a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump;
la figura 10 è una vista in sezione longitudinale, comune alle forme di realizzazione rappresentate nelle figure 5, 6 e 7, di un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa; Figure 10 is a longitudinal sectional view, common to the embodiments shown in Figures 5, 6 and 7, of a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump;
la figura 11 è una vista d’assieme dello scambiatore di calore a piastre circolari da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa, come quella illustrata in figura 10; Figure 11 is an overall view of the circular plate heat exchanger to be used in the construction of a complete heat pump, such as the one shown in Figure 10;
la figura 12 è una vista anteriore di una pompa di calore costituita da cinque moduli termoelettrici di potenza elettrica prefissata; Figure 12 is a front view of a heat pump consisting of five thermoelectric modules of predetermined electrical power;
la figura 13 è una vista posteriore di una pompa di calore costituita da cinque moduli termoelettrici di potenza elettrica prefissata. Figure 13 is a rear view of a heat pump consisting of five thermoelectric modules of predetermined electrical power.
Con riferimento alle figure, s'intende che il numero di moduli termoelettrici mostrati non è vincolante ai fini della presente invenzione ed in generale non esistono limiti di tipo concettuale al numero di moduli termoelettrici da impiegare per la costruzione di una pompa di calore modulare a stato solido di potenza espandibile. With reference to the figures, it is understood that the number of thermoelectric modules shown is not binding for the purposes of the present invention and in general there are no conceptual limits to the number of thermoelectric modules to be used for the construction of a modular state heat pump solid of expandable power.
Con riferimento alla figura 1 dei disegni, in essa è illustrata una prima forma di realizzazione della struttura di termocoppie che forma il nucleo del dispositivo termoelettrico dell'invenzione. Questa prima forma di realizzazione prevede un nucleo simmetrico formato da strati sandwich di celle che possono essere avvolti ad elementi concentrici coassiali oppure un nucleo assimmetrico con strati di celle avvolti in continuo a spirale. With reference to Figure 1 of the drawings, it shows a first embodiment of the thermocouple structure which forms the core of the thermoelectric device of the invention. This first embodiment provides a symmetrical core formed by sandwich layers of cells which can be wrapped around concentric coaxial elements or an asymmetrical core with layers of cells continuously wound in a spiral.
Tale struttura è composta da due monolaminati ciascuno dei quali è composto di uno strato di materiale polimero come ad esempio un film in poliimmide PI tipo Kapton MT<®>, con polietilenenaftalato PEN tipo Kaladex<®>, con poliarileterochetoni PEEK tipo Ultrapek<® >o Kadel<®>, con polisulfone PSU, con polifenilenossido PPO, polifenilensolfuro PPS, e da uno strato di metallo, in particolare rame. This structure is composed of two monolaminates, each of which is composed of a layer of polymeric material such as a film in polyimide PI type Kapton MT <®>, with polyethylenenephthalate PEN type Kaladex <®>, with polyaryletheroketones PEEK type Ultrapek <®> o Kadel <®>, with polysulfone PSU, with polyphenylene oxide PPO, polyphenylene sulfide PPS, and a layer of metal, in particular copper.
I due monolaminati sono fatti aderire reciprocamente e direttamente impiegando una resina adesiva ad alto coefficiente di trasmissione termica, come ad esempio una resina epossidica o acrilica, caricata con argento od ossidi metallici. I due monolaminati così collegati sono avvolti secondo una struttura sandwich con le termocoppie d'elementi conduttori e/o semiconduttori N e P, ad elementi concentrici coassiali oppure avvolti in continuo a spirale per formare il nucleo del dispositivo termoelettrico che costituisce il singolo modulo della pompa di calore a stato solido. The two monolaminates are made to adhere reciprocally and directly using an adhesive resin with a high coefficient of thermal transmission, such as an epoxy or acrylic resin, filled with silver or metal oxides. The two monolaminates thus connected are wound according to a sandwich structure with the thermocouples of conductive and / or semiconductor elements N and P, with concentric coaxial elements or continuously wound in a spiral to form the core of the thermoelectric device which constitutes the single module of the pump. solid state heat.
Sulla lamina di rame, con un processo d’incisione, è ricavata la matrice del circuito stampato che supporta i termoelementi. Ciascuna spira del nucleo avvolto nella modalità ad elementi concentrici coassiali, oppure avvolto nella modalità in contìnuo a spirale, è pertanto costituita da due monolaminati uniti tra loro dall’adesivo. Con 10 sono indicate le sezioni della traccia di rame su cui sono saldati, con una lega di stagno eutettica, i termoelementi conduttori e/o semiconduttori con drogaggio N e P indicati rispettivamente con 11 e con 12. On the copper sheet, with an engraving process, the printed circuit matrix that supports the thermoelements is obtained. Each coil of the core wound in the mode with concentric coaxial elements, or wound in the continuous spiral mode, is therefore made up of two monolaminates joined together by the adhesive. With 10 are indicated the sections of the copper trace on which the conductive and / or semiconductor thermoelements with doping N and P indicated respectively with 11 and 12 are welded with a eutectic tin alloy.
Lo spessore della traccia di rame 10 varierà in funzione della potenza elettrica del modulo termoelettrico della pompa di calore che s’intende realizzare e quindi dall’intensità della corrente massima in transito. Naturalmente, si dovrà evitare un sottodimensionamento di tale spessore per non provocare un eccessivo riscaldamento della traccia di rame per effetto Joule durante il normale funzionamento del dispositivo. Preferibilmente, lo spessore di rame avrà una misura compresa tra 100 ÷ 400 μm. The thickness of the copper trace 10 will vary depending on the electrical power of the thermoelectric module of the heat pump that is intended to be created and therefore on the intensity of the maximum current in transit. Naturally, an undersizing of this thickness must be avoided in order not to cause excessive heating of the copper trace due to the Joule effect during normal operation of the device. Preferably, the copper thickness will have a measurement between 100 ÷ 400 μm.
Con 13 è indicata la sezione dello strato di materiale polimero e con 14 è indicato lo strato d’adesivo ad alto coefficiente di trasmissione termica, che unisce e salda le due interfacce d’ogni spira del nucleo presente nella modalità d’assemblaggio ad elementi concentrici coassiali oppure nella modalità d’assemblaggio in continuo a spirale, in modo da conferire ad esso compattezza e stabilità dimensionale. 13 indicates the section of the layer of polymer material and 14 indicates the adhesive layer with a high coefficient of thermal transmission, which joins and welds the two interfaces of each coil of the core present in the assembly mode with concentric elements coaxial or in the continuous spiral assembly mode, in order to give it compactness and dimensional stability.
Lo spessore dello strato dì materiale polimero 13 dipende dalla forza meccanica con la quale si deve avvolgere e compattare la struttura del nucleo. Nella pratica si sceglierà uno spessore di misura tale da garantire da un lato una buona resistenza meccanica e dall’altro un'efficiente trasmissione termica. Preferibilmente, lo spessore dello strato di materiale polimero avrà una misura compresa tra 25 ÷ 150 μm . The thickness of the layer of polymeric material 13 depends on the mechanical force with which the structure of the core must be wound and compacted. In practice, a thickness will be chosen such as to ensure good mechanical strength on the one hand and efficient thermal transmission on the other. Preferably, the thickness of the layer of polymer material will have a measurement between 25 ÷ 150 μm.
Lo strato d’adesivo 14 ha la funzione di compattare il nucleo e rendere uniformi le superfici di contatto tra i due monolaminati di supporto evitando bolle d’aria e livellando eventuali imperfezioni superficiali. Un’altra funzione di questo strato è di assicurare una buona trasmissione termica. A questo scopo s’impiegherà una resina termoindurente, per esempio una resina epossidica, caricata con elementi metallici finemente suddivisi e spalmata con un idoneo sistema a racla che ne limiti la quantità depositata per formare uno strato di piccolo spessore preferibilmente non superiore a 10÷15 μm . The adhesive layer 14 has the function of compacting the core and making the contact surfaces between the two supporting monolaminates uniform, avoiding air bubbles and leveling any surface imperfections. Another function of this layer is to ensure good thermal transmission. For this purpose, a thermosetting resin will be used, for example an epoxy resin, loaded with finely divided metal elements and spread with a suitable doctor blade system that limits the amount deposited to form a thin layer preferably not exceeding 10 ÷ 15. μm.
La resina deve inoltre essere formulata in maniera tale da reticolare simultaneamente e completamente durante la fase di saldatura finale delle termocoppie. The resin must also be formulated in such a way as to crosslink simultaneously and completely during the final welding phase of the thermocouples.
Con riferimento alla figura 2 dei disegni, in essa è illustrata una seconda forma di realizzazione della struttura di termocoppie che forma il nucleo del dispositivo termoelettrico dell'invenzione. Anche in questa forme di realizzazione è previsto un nucleo simmetrico con strati sandwich di celle avvolti ad elementi concentrici coassiali oppure un nucleo asimmetrico con strati di celle avvolti in contìnuo a spirale. With reference to Figure 2 of the drawings, it illustrates a second embodiment of the thermocouple structure which forms the core of the thermoelectric device of the invention. Also in this embodiment there is provided a symmetrical core with sandwich layers of cells wrapped with concentric coaxial elements or an asymmetrical core with layers of cells continuously wound in a spiral.
Tale struttura è composta da un singolo bilaminato che è costituito da uno strato di materiale polimero come ad esempio un film in poliimmide PI tipo Kapton MT<®>, con polietilenenaftalato PEN tipo Kaladex<®>, con poliarileterochetoni PEEK tipo Ultrapek<® >o Kadel<®>, con polisulfone PSU, con polifenilenossido PPO, polifenilensolfuro PPS, e da due strati di metallo sulle facce opposte, in particolare rame. This structure is composed of a single bilaminate which is made up of a layer of polymer material such as a polyimide PI film of the Kapton MT <®> type, with PEN polyethylenenephthalate type Kaladex <®>, with polyaryletheroketones PEEK type Ultrapek <®> or Kadel <®>, with polysulfone PSU, with polyphenylene oxide PPO, polyphenylene sulfide PPS, and by two layers of metal on the opposite faces, in particular copper.
Tale bilaminato è avvolto direttamente, secondo una struttura sandwich con le termocoppie d’elementi conduttori e/o semiconduttori N e P, ad elementi concentrici coassiali oppure in continuo a spirale per formare il nucleo del dispositivo termoelettrico che costituisce il singolo modulo della pompa di calore a stato solido. This bilaminate is directly wound, according to a sandwich structure with the thermocouples of conductive and / or semiconductor elements N and P, with concentric coaxial elements or in a continuous spiral to form the core of the thermoelectric device which constitutes the single module of the heat pump. solid state.
Sulle lamine di rame opposte, con un processo d’incisione, è stata ricavata la matrice del circuito stampato che supporta i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P. Ciascuna spira del nucleo avvolto nella modalità ad elementi concentrici coassiali, oppure avvolto nella modalità in continuo a spirale, è pertanto costituita da un singolo bilaminato che diventa corpo unico quando i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P sono saldati sulle due facce opposte di rame. On the opposite copper sheets, with an engraving process, the printed circuit matrix was obtained that supports the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P. Each coil of the core wound in the coaxial concentric element mode, or wound in the mode in continuous spiral, it is therefore constituted by a single bilaminate which becomes a single body when the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P are welded on the two opposite copper faces.
Nei tratti del bilaminato corrispondenti ai lati a diretto contatto con i dissipatori di scambio termico la lamina di rame può non risultare incisa. In the sections of the bilaminate corresponding to the sides in direct contact with the heat exchange dissipators, the copper sheet may not be engraved.
Con 10 sono indicate le sezioni della traccia di rame su cui sono saldati, con una lega di stagno eutettica, i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P indicati rispettivamente con 11 e 12 e con 13 è indicata la sezione dello strato di materiale polimero. With 10 are indicated the sections of the copper trace on which the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P indicated respectively with 11 and 12 are welded with a eutectic tin alloy and with 13 the section of the layer of polymer material is indicated .
Lo spessore della traccia di rame 10 varierà in funzione della potenza elettrica del modulo termoelettrico della pompa di calore che s’intende realizzare e quindi dall’intensità della corrente massima in transito. Naturalmente, si dovrà evitare un sottodimensionamento di tale spessore per non provocare un eccessivo riscaldamento della traccia di rame per effetto Joule durante il normale funzionamento del dispositivo. The thickness of the copper trace 10 will vary depending on the electrical power of the thermoelectric module of the heat pump that is intended to be created and therefore on the intensity of the maximum current in transit. Naturally, an undersizing of this thickness must be avoided in order not to cause excessive heating of the copper trace due to the Joule effect during normal operation of the device.
Preferibilmente, lo spessore avrà una misura compresa tra 100 ÷ 400 μm . Preferably, the thickness will have a measurement between 100 ÷ 400 μm.
Lo spessore dello strato di materiale polimero 13 dipende dalla forza meccanica con la quale si deve avvolgere e compattare la struttura del nucleo. Nella pratica si sceglierà uno spessore di misura atta a garantire da un lato una buona resistenza meccanica e dall’altro un'efficiente trasmissione termica. Preferibilmente, lo spessore avrà una misura compresa tra 25÷150 μm . The thickness of the layer of polymeric material 13 depends on the mechanical force with which the structure of the core must be wound and compacted. In practice, a measurement thickness will be chosen to ensure good mechanical strength on the one hand and efficient thermal transmission on the other. Preferably, the thickness will have a measurement between 25 ÷ 150 μm.
Con riferimento alla figura 3 dei disegni, in essa è illustrata una terza forma di realizzazione della struttura di termocoppie che forma il nucleo del dispositivo termoelettrico dell’invenzione. In questa terza forma di realizzazione, il nucleo ha una forma geometrica simmetrica che potrà essere un poliedro con un numero di facce n > 4. With reference to Figure 3 of the drawings, it illustrates a third embodiment of the thermocouple structure that forms the core of the thermoelectric device of the invention. In this third embodiment, the core has a symmetrical geometric shape which can be a polyhedron with a number of faces n> 4.
Con 10 sono indicate le sezioni della traccia di rame su cui sono saldati, con una lega di stagno eutettica, i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P indicati rispettivamente con 11 e 12 e con 15 è indicata la sezione dello strato di materiale polimero. With 10 are indicated the sections of the copper trace on which the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P indicated respectively with 11 and 12 are welded with a eutectic tin alloy and with 15 the section of the layer of polymer material is indicated .
Lo spessore della traccia di rame 10 varierà in funzione della potenza elettrica del modulo termoelettrico della pompa di calore che s'intende realizzare e quindi dall'intensità della corrente massima in transito. Naturalmente, si dovrà evitare un sottodimensionamento di tale spessore per non provocare un eccessivo riscaldamento della traccia di rame per effetto Joule durante il normale funzionamento del dispositivo. The thickness of the copper trace 10 will vary as a function of the electrical power of the thermoelectric module of the heat pump that is intended to be created and therefore of the intensity of the maximum current in transit. Naturally, an undersizing of this thickness must be avoided in order not to cause excessive heating of the copper trace due to the Joule effect during normal operation of the device.
Preferibilmente, lo spessore avrà una misura compresa tra 100 ÷ 400 μm . Preferably, the thickness will have a measurement between 100 ÷ 400 μm.
Lo spessore dello strato di materiale 15 dipende dalla forza meccanica con la quale si deve compattare la struttura del nucleo. Nella pratica si sceglierà uno spessore di misura atta a garantire da un lato una buona resistenza meccanica e dall’altro un'efficiente trasmissione termica. Preferibilmente, lo spessore avrà una misura compresa tra 25÷150 pm. The thickness of the layer of material 15 depends on the mechanical force with which the structure of the core must be compacted. In practice, a measurement thickness will be chosen to ensure good mechanical strength on the one hand and efficient thermal transmission on the other. Preferably, the thickness will have a measurement between 25 ÷ 150 pm.
Tale struttura è composta da un singolo bilaminato che è costituito da uno strato di materiale polimero come ad esempio un film in poliimmide PI tipo Kapton MT<®>, con polietilenenaftalato PEN tipo Kaladex<®>, con poliarileterochetoni PEEK tipo Ultrapek<® >o Kadel<®>, con polisulfone PSU, con polifenilenossido PPO, polifenilensolfuro PPS, o da uno strato intrinsecamente rigido di ceramica o altro materiale, e da due strati di metallo sulle facce opposte, in particolare rame. This structure is composed of a single bilaminate which is made up of a layer of polymer material such as a polyimide PI film of the Kapton MT <®> type, with PEN polyethylenenephthalate type Kaladex <®>, with polyaryletheroketones PEEK type Ultrapek <®> or Kadel <®>, with polysulfone PSU, with polyphenylene oxide PPO, polyphenylene sulfide PPS, or by an intrinsically rigid layer of ceramic or other material, and by two layers of metal on the opposite faces, in particular copper.
Tale bilaminato è assemblato in tanti elementi separati quante sono le facce del nucleo poliedrico che costituisce il singolo modulo della pompa di calore a stato solido, secondo una struttura sandwich con le termocoppie d'elementi conduttori e/o semiconduttori N e P, disposte a strati in cascata. This bilaminate is assembled in as many separate elements as there are faces of the polyhedral core that constitutes the single module of the solid state heat pump, according to a sandwich structure with the thermocouples of conductive and / or semiconductor elements N and P, arranged in layers in cascade.
Sulle lamine di rame opposte, con un processo d’incisione, è stata ricavata la matrice del circuito stampato che supporta i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P. On the opposite copper sheets, with an engraving process, the printed circuit matrix that supports the N and P conductive and / or semiconductor thermoelements was obtained.
Nei tratti del bilaminato corrispondenti ai lati a diretto contatto con i dissipatori di scambio termico la lamina di rame può non risultare incisa. In the sections of the bilaminate corresponding to the sides in direct contact with the heat exchange dissipators, the copper sheet may not be engraved.
Con riferimento alle figure 4A e 4B, in esse è mostrata in vista anteriore e, rispettivamente posteriore la struttura portante del bilaminato a matrice su cui sono supportati i termoelementi per la realizzazione del nucleo del singolo modulo destinato ad essere avvolto a spirale in continuo Nella figura 4A la distanza L1 indica la parte di film necessaria ad essere agganciata meccanicamente al tubo metallico che costituisce l'elemento primario di scambio termico. La distanza L2 indica la porzione di film necessaria a coprire e connettere elettricamente con la parte del sottostante circuito tutte le celle che si trovano nell’ultima spira. With reference to Figures 4A and 4B, the supporting structure of the matrix bilaminate on which the thermoelements are supported for the realization of the core of the single module intended to be continuously wound in a spiral is shown in front and rear views respectively. 4A the distance L1 indicates the part of the film necessary to be mechanically coupled to the metal tube which constitutes the primary heat exchange element. The distance L2 indicates the portion of film necessary to cover and electrically connect with the part of the underlying circuit all the cells that are in the last loop.
Con 10 è indicata la matrice circuitale su cui vanno saldati i termoelementi. La forma e la dimensione di tale matrice può variare a seconda dei vincoli di progetto e della potenza elettrica del singolo modulo. In generale la forma e geometria della matrice circuitale risulterà da un compromesso con lo spessore di laminazione con il rame adottato al fine di evitare un qualsiasi riscaldamento delle tracce per eccessivo passaggio di corrente. 10 indicates the circuit matrix on which the thermoelements are to be welded. The shape and size of this matrix can vary according to the design constraints and the electrical power of the single module. In general, the shape and geometry of the circuit matrix will result from a compromise with the lamination thickness with the copper adopted in order to avoid any heating of the traces due to excessive passage of current.
Per potenze non superiori a 500 W si possono realizzare configurazioni costituite da un'unica macrocella in cui i termoelementi sono collegati tutti in serie tra loro. Per potenze superiori a 500 W, occorrerà prevedere uno spessore di laminazione fino a 400 micron per realizzare una matrice suddivisa a gruppi di macrocelle connesse in parallelo tra di loro. For powers not exceeding 500 W it is possible to create configurations consisting of a single macrocell in which the thermoelements are all connected in series with each other. For powers greater than 500 W, it will be necessary to provide a lamination thickness of up to 400 microns to create a matrix divided into groups of macrocells connected in parallel to each other.
La distanza tra le singole tracce di rame rappresentate nella vista posteriore della figura 4B deve tenere conto della distanza tra i termoelementi all'interno del sandwich quando a questo è imposta una curvatura variabile nella fase d’avvolgimento delle spire, ovvero del passo della spirale. The distance between the individual traces of copper represented in the rear view of Figure 4B must take into account the distance between the thermoelements inside the sandwich when a variable curvature is imposed on this during the winding phase of the coils, or rather the pitch of the spiral.
Con 16 e con 17 sono indicati i terminali di connessione della matrice circuitale ai quali è collegata una sorgente d’alimentazione. 16 and 17 indicate the connection terminals of the circuit matrix to which a power source is connected.
Nella figura 4B, la distanza L3 indica la parte di film necessaria ad avvolgere come prima spira la circonferenza asimmetrica del tubo metallico che costituisce l’elemento primario di scambio termico. La distanza L4 indica la porzione di film necessaria a saldare per incollaggio o termosaldatura la parte terminale di film sull’ultima spira. In figure 4B, the distance L3 indicates the part of the film necessary to wrap the asymmetrical circumference of the metal tube which constitutes the primary heat exchange element as the first turn. The distance L4 indicates the portion of film necessary to seal the end of the film on the last coil by gluing or heat sealing.
Con riferimento alla figura 5 dei disegni, in essa è mostrato in sezione traversale un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa le cui termocoppie sono supportate attraverso l’utilizzo di film monolaminati o bilaminati flessibili assemblate secondo una struttura simmetrica avvolta ad elementi concentrici coassiali. With reference to figure 5 of the drawings, it is shown in cross section a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump whose thermocouples are supported through the use of flexible monolaminated or bilaminated films assembled according to a symmetrical wrapped structure. with concentric coaxial elements.
Le dimensioni del modulo potranno essere diverse a seconda della potenza nominale dello stesso. The dimensions of the module may be different depending on the nominal power of the same.
Con 11 e 12 sono mostrati rispettivamente i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P disposti a strati multipli all’interno della struttura del nucleo ad elementi concentrici coassiali. Le dimensioni geometriche e la forma dei termoelementi 11 e 12 dipenderanno dai vincoli di progetto e dalla potenza elettrica che dovrà avere il singolo modulo termoelettrico. Numbers 11 and 12 show respectively the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P arranged in multiple layers within the core structure with concentric coaxial elements. The geometric dimensions and the shape of the thermoelements 11 and 12 will depend on the design constraints and on the electrical power that the single thermoelectric module must have.
Con 13 è mostrato lo strato di film di supporto in materiale polimero che può essere sia un film monolaminato sia un film bilaminato. Nel caso d'utilizzo di un film monolaminato, ogni spira del nucleo sarà costituita dall’accoppiamento di due monolaminati tramite una speciale resina termoconduttiva, come già mostrato nella figura 1 , mentre nel caso d'utilizzo di un film bilaminato, un unico strato di film farà da isolante elettrico tra termoelementi disposti tra spire adiacenti. Reference 13 shows the support film layer made of polymeric material which can be either a monolaminate film or a bilaminate film. In the case of using a monolaminate film, each turn of the core will consist of the coupling of two monolaminates through a special thermally conductive resin, as already shown in figure 1, while in the case of using a bilaminate film, a single layer of film will act as electrical insulator between thermoelements arranged between adjacent coils.
La scelta di adottare una soluzione costruttiva tramite un particolare tipo di laminazione è imposta da vincoli di progetto. The choice of adopting a constructive solution through a particular type of lamination is imposed by design constraints.
Con 18 sono indicate le alette di dissipazione, in materiale metallico, previste per il tubo metallico di scambio termico esterno 19 disposto attorno all’ultima spira del nucleo simmetrico. La configurazione di tali alette dipenderà dalla quantità di calore che s’intende dissipare tenendo conto del fatto che, per un buon funzionamento della pompa di calore, il suddetto scambiatore non deve lavorare a temperature superiori a 50 ÷ 55°C. With 18 are indicated the dissipation fins, in metal material, provided for the external heat exchange metal tube 19 arranged around the last turn of the symmetrical core. The configuration of these fins will depend on the amount of heat to be dissipated taking into account the fact that, for the heat pump to function properly, the aforementioned exchanger must not work at temperatures above 50 ÷ 55 ° C.
Le dimensioni e la forma delle alette 18 non sono vincolanti ai fini della presente invenzione in quanto potranno variare in funzione dei vincoli imposti dal progetto. In alternativa è possibile prevedere anche una soluzione in cui il tubo di scambio termico esterno 19 sia dotato di una camicia di raffreddamento, non mostrata nei disegni, in comunicazione fluida con uno scambiatore di calore. Tale soluzione potrà essere adottata in tutti quei casi ove sarà necessario limitare al massimo la lunghezza dei tubi di collegamento per il trasferimento del fluido refrigerato/riscaldato allo scambiatore posto nell’ambiente da refrigerare/riscaldare. The dimensions and shape of the fins 18 are not binding for the purposes of the present invention as they may vary according to the constraints imposed by the project. Alternatively, it is also possible to provide a solution in which the external heat exchange tube 19 is equipped with a cooling jacket, not shown in the drawings, in fluid communication with a heat exchanger. This solution can be adopted in all those cases where it will be necessary to limit as much as possible the length of the connection pipes for the transfer of the cooled / heated fluid to the exchanger placed in the room to be cooled / heated.
Il tubo di scambio termico esterno 19 può essere realizzato interamente in alluminio e il suo spessore deve essere tale da conferire alla struttura una certa elasticità in modo tale che sia assicurato il serraggio tra le superfici a diretto contatto termico. L’accoppiamento tra l’ultima spira del nucleo e tale tubo 19 può essere effettuato con speciali elementi di serraggio non mostrati nei disegni. The external heat exchange tube 19 can be made entirely of aluminum and its thickness must be such as to give the structure a certain elasticity so that the clamping between the surfaces in direct thermal contact is ensured. The coupling between the last coil of the core and this tube 19 can be carried out with special clamping elements not shown in the drawings.
Con 20 è indicata la sezione del tubo metallico interno di scambio termico attorno al quale si trovano avvolti gli strati concentrici simmetrici dei termoelementi conduttori e/o semiconduttori. 20 indicates the section of the internal metal heat exchange tube around which the symmetrical concentric layers of the conductive and / or semiconductor thermoelements are wound.
Il numero degli strati concentrici simmetrici dipenderà dal delta T che si vuole ottenere tra lo scambiatore del lato freddo e lo scambiatore del lato caldo del singolo modulo termoelettrico e dal coefficiente di prestazione massimo ottenibile per quella particolare condizione di lavoro. Il numero di strati Ns può essere compreso tra 1 e 10 in funzione della particolare applicazione e dai vìncoli di progetto imposti. In ogni caso qualsiasi sia la soluzione d’assemblaggio prescelta deve esserci un perfetto impaccamento ed accoppiamento meccanico tra tutti gli elementi di scambio termico e gli strati di termoelementi. The number of symmetrical concentric layers will depend on the delta T to be obtained between the cold side exchanger and the hot side exchanger of the single thermoelectric module and on the maximum performance coefficient obtainable for that particular working condition. The number of layers Ns can be between 1 and 10 depending on the particular application and the design constraints imposed. In any case, whatever the chosen assembly solution is, there must be perfect packing and mechanical coupling between all the heat exchange elements and the layers of thermoelements.
Il tubo interno di scambio termico 20 può essere realizzato interamente in alluminio o altro materiale metallico di ridotto peso, elevata conducibilità termica, compatibile chimicamente con il fluido di trasferimento termico e, il suo spessore deve essere tale da conferire alla struttura una buona resistenza meccanica. The internal heat exchange tube 20 can be made entirely of aluminum or other metal material of low weight, high thermal conductivity, chemically compatible with the thermal transfer fluid and its thickness must be such as to give the structure good mechanical strength.
Con 21 è indicata la sezione di passaggio per il fluido di scambio termico da raffreddare/riscaldare all’interno del singolo modulo costituente l’intera pompa di calore. La dimensione di tale sezione dipende dai vincoli di portata e di scambio termico imposti dal progetto d’ogni singolo modulo. All’interno di tale scambiatore possono essere collocati elementi di scambio termico a piastre, alette o turbolatori che incrementano lo sviluppo superficiale con il quale il fluido è a contatto. 21 indicates the passage section for the heat exchange fluid to be cooled / heated inside the single module making up the entire heat pump. The size of this section depends on the flow rate and heat exchange constraints imposed by the design of each individual module. Inside this exchanger, plate, fin or turbulator heat exchange elements can be placed which increase the surface development with which the fluid is in contact.
Con riferimento alla figura 6 dei disegni, in essa è mostrato in sezione traversale un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa le cui termocoppie sono supportate attraverso l’utilizzo di film monolaminati o bilaminati flessibili assemblate secondo una struttura asimmetrica avvolta in continuo a spirale. With reference to figure 6 of the drawings, it shows in cross section a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump whose thermocouples are supported through the use of flexible monolaminate or bilaminate films assembled according to an asymmetrical wound structure. in continuous spiral.
Le dimensioni del modulo potranno essere diverse a seconda della potenza nominale dello stesso. The dimensions of the module may be different depending on the nominal power of the same.
Con 11 e 12 sono mostrati rispettivamente i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P disposti a strati multipli all'interno della struttura del nucleo avvolto in continuo a spirale. Le dimensioni geometriche e la forma dei termoelementi 11 e 12 dipenderanno dai vincoli di progetto e dalla potenza elettrica che dovrà avere il singolo modulo termoelettrico. Numbers 11 and 12 show respectively the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P arranged in multiple layers within the structure of the continuously spiral wound core. The geometric dimensions and the shape of the thermoelements 11 and 12 will depend on the design constraints and on the electrical power that the single thermoelectric module must have.
Con 13 è mostrato lo strato di film supporto in materiale polimero che può essere sia un film monolaminato sia un film bilaminato. Nel caso d'utilizzo di un film monolaminato ogni spira del nucleo sarà costituita dall’accoppiamento di due monolaminati tramite una speciale resina termoconduttiva, come già mostrato nella figura 1 , mentre nel caso d’utilizzo di un film bilaminato, un unico strato di film farà da isolante elettrico tra termoelementi disposti tra spire adiacenti. Reference 13 shows the support film layer made of polymeric material which can be either a monolaminate film or a bilaminate film. In the case of using a monolaminate film, each turn of the core will consist of the coupling of two monolaminates through a special thermally conductive resin, as already shown in figure 1, while in the case of using a bilaminate film, a single layer of film it will act as an electrical insulator between thermoelements arranged between adjacent coils.
La scelta di adottare una soluzione costruttiva tramite un particolare tipo di laminazione è imposta da vincoli di progetto. The choice of adopting a constructive solution through a particular type of lamination is imposed by design constraints.
Con 18 sono indicate le alette di dissipazione, in materiale metallico, previste per il tubo metallico esterno di scambio termico 22 disposto attorno all’ultima spira del nucleo asimmetrico. La configurazione di tali alette dipenderà dalla quantità di calore che s’intende dissipare tenendo conto dei fatto che, per un buon funzionamento della pompa di calore, il suddetto scambiatore non deve lavorare a temperature superiori a 50 ÷ 55°C. With 18 are indicated the dissipation fins, in metal material, provided for the external metal heat exchange tube 22 arranged around the last turn of the asymmetrical core. The configuration of these fins will depend on the amount of heat to be dissipated taking into account the fact that, for the heat pump to function properly, the aforementioned exchanger must not work at temperatures above 50 ÷ 55 ° C.
Le dimensioni e la forma delle alette 18 non sono vincolanti ai fini della presente invenzione in quanto potranno variare in funzione dei vincoli imposti dal progetto. In alternativa è possibile prevedere anche una soluzione in cui il tubo esterno di scambio termico 22 sia dotato di una camicia di raffreddamento, non mostrata nei disegni, in comunicazione fluida con uno scambiatore di calore. Tale soluzione potrà essere adottata in tutti quei casi ove sarà necessario limitare al massimo la lunghezza dei tubi di collegamento per il trasferimento del fluido refrigerato/riscaldato allo scambiatore posto nell'ambiente da refrigerare/riscaldare. The dimensions and shape of the fins 18 are not binding for the purposes of the present invention as they may vary according to the constraints imposed by the project. Alternatively, it is also possible to provide a solution in which the external heat exchange tube 22 is equipped with a cooling jacket, not shown in the drawings, in fluid communication with a heat exchanger. This solution can be adopted in all those cases where it will be necessary to limit as much as possible the length of the connection pipes for the transfer of the cooled / heated fluid to the exchanger placed in the room to be cooled / heated.
Il tubo esterno di scambio termico 22 deve tenere conto, nella propria parte interna, del l'eccentricità dovuta all'asimmetria del profilo a spirale e può essere realizzato interamente in alluminio. Il suo spessore deve essere tale da conferire alla struttura una certa elasticità in modo tale che sia assicurato il serraggio tra le superfici a diretto contatto termico. L’accoppiamento tra l’ultima spira del nucleo e tale tubo 22 può essere effettuato con speciali elementi di serraggio non mostrati nei disegni. The external heat exchange tube 22 must take into account, in its internal part, the eccentricity due to the asymmetry of the spiral profile and can be made entirely of aluminum. Its thickness must be such as to give the structure a certain elasticity so that the tightening between the surfaces in direct thermal contact is ensured. The coupling between the last coil of the core and this tube 22 can be carried out with special clamping elements not shown in the drawings.
Con 23 è indicata la sezione del tubo metallico interno di scambio termico attorno al quale si trovano avvolti gli strati concentrici simmetrici dei termoelementi conduttori e/o semiconduttori. Tale tubo ha, nella sua parte più esterna, un particolare profilo a camma che tiene conto della geometria a spirale al fine di evitare che si creino zone in cui manca il contatto tra le spire. The reference number 23 indicates the section of the internal metal heat exchange tube around which the symmetrical concentric layers of the conductive and / or semiconductor thermoelements are wound. This tube has, in its outermost part, a particular cam profile which takes into account the spiral geometry in order to avoid creating areas in which there is no contact between the coils.
Il numero degli strati asimmetrici o, spire avvolte in continuo, dipenderà dal delta T che si vuole ottenere tra lo scambiatore del lato freddo e lo scambiatore del lato caldo del singolo modulo termoelettrico e dal coefficiente di prestazione massimo ottenibile per quella particolare condizione di lavoro. The number of asymmetrical layers or, continuously wound coils, will depend on the delta T to be obtained between the cold side exchanger and the hot side exchanger of the single thermoelectric module and on the maximum coefficient of performance obtainable for that particular working condition.
li numero di strati Ns può essere compreso tra 1 e 10 in funzione della particolare applicazione e dai vincoli di progetto imposti. In ogni caso qualsiasi sia la soluzione d’assemblaggio prescelta vi deve essere un perfetto impaccamento ed accoppiamento meccanico tra tutti gli elementi di scambio termico e gli strati di termoelementi. The number of layers Ns can be between 1 and 10 depending on the particular application and the design constraints imposed. In any case, whatever the chosen assembly solution is, there must be a perfect packing and mechanical coupling between all the heat exchange elements and the layers of thermoelements.
Il tubo interno di scambio termico 23 può essere realizzato interamente in alluminio o altro materiale metallico di ridotto peso, elevata conducibilità termica, compatibile chimicamente con il fluido di trasferimento termico e, il suo spessore deve essere tale da conferire alla struttura una buona resistenza meccanica. The internal heat exchange tube 23 can be made entirely of aluminum or other metal material of low weight, high thermal conductivity, chemically compatible with the thermal transfer fluid and its thickness must be such as to give the structure a good mechanical resistance.
Con 21 è indicata la sezione di passaggio per il fluido di scambio termico da raffreddare/riscaldare all’interno del singolo modulo costituente l’intera pompa di calore. La dimensione di tale sezione dipende dai vincoli di portata e di scambio termico imposti dal progetto d'ogni singolo modulo. All’interno di tale scambiatore possono essere collocati elementi di scambio termico a piastre, alette o turbolatori che incrementano lo sviluppo superficiale con il quale il fluido è a contatto. 21 indicates the passage section for the heat exchange fluid to be cooled / heated inside the single module making up the entire heat pump. The size of this section depends on the flow rate and heat exchange constraints imposed by the design of each individual module. Inside this exchanger, plate, fin or turbulator heat exchange elements can be placed which increase the surface development with which the fluid is in contact.
Con riferimento alla figura 7 dei disegni, in essa è mostrato in sezione traversale un singolo modulo termoelettrico da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa le cui termocoppie sono supportate attraverso l'utilizzo di supporti planari flessibili o rigidi di basso spessore assemblati secondo una struttura simmetrica poliedrica con celle di termocoppie in cascata. With reference to figure 7 of the drawings, it is shown in cross section a single thermoelectric module to be used in the construction of a complete heat pump whose thermocouples are supported through the use of flexible or rigid planar supports of low thickness assembled according to a polyhedral symmetrical structure with cascaded thermocouple cells.
Nella figura 7 è rappresentata una geometria poliedrica a sei facce, ma le dimensioni e la forma del modulo potranno essere diverse a seconda della potenza nominale dello stesso e dai vincoli di progetto imposti. Figure 7 shows a polyhedral geometry with six faces, but the dimensions and shape of the module may be different depending on its nominal power and the design constraints imposed.
Con 11 e 12 sono mostrati rispettivamente i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P disposti a strati multipli all’interno della struttura del nucleo a geometria poliedrica. Le dimensioni geometriche e la forma dei termoelementi 11 e 12 dipenderanno dai vincoli di progetto e dalla potenza elettrica che dovrà avere il singolo modulo termoelettrico. Numbers 11 and 12 show respectively the thermo-conducting and / or semiconductor elements N and P arranged in multiple layers within the structure of the polyhedral geometry core. The geometric dimensions and the shape of the thermoelements 11 and 12 will depend on the design constraints and on the electrical power that the single thermoelectric module must have.
Con 15 è mostrato lo strato di supporto che può essere un film bi laminato o un sottile strato ceramico. La scelta di adottare una soluzione costruttiva tramite un particolare tipo di strato di supporto è imposta da vincoli di progetto. Reference 15 shows the support layer which can be a bi-laminated film or a thin ceramic layer. The choice of adopting a constructive solution using a particular type of support layer is imposed by design constraints.
Con 18 sono indicate le alette di dissipazione, in materiale metallico, previste per il tubo metallico esterno di scambio termico 24. Reference 18 indicates the dissipation fins, made of metal, provided for the external metal heat exchange tube 24.
La configurazione di tali alette dipenderà dalla quantità di calore che s’intende dissipare tenendo conto del fatto che, per un buon funzionamento delia pompa di calore, il suddetto scambiatore non deve lavorare a temperature superiori a 50 ÷ 55°C. The configuration of these fins will depend on the amount of heat to be dissipated taking into account the fact that, for the heat pump to function properly, the aforementioned exchanger must not work at temperatures above 50 ÷ 55 ° C.
Le dimensioni e la forma delle alette 18 non sono vincolanti ai fini della presente invenzione in quanto potranno variare in funzione dei vincoli imposti dal progetto. In alternativa è possibile prevedere anche una soluzione in cui il tubo di scambio termico esterno 24 sia dotato di una camicia di raffreddamento, non mostrata nei disegni, in comunicazione fluida con uno scambiatore di calore. Tale soluzione potrà essere adottata in tutti quei casi ove sarà necessario limitare al massimo la lunghezza dei tubi di collegamento per il trasferimento del fluido refrigerato/riscaldato allo scambiatore posto nel’ambiente da refrigerare/riscaldare. The dimensions and shape of the fins 18 are not binding for the purposes of the present invention as they may vary according to the constraints imposed by the project. Alternatively, it is also possible to provide a solution in which the external heat exchange tube 24 is equipped with a cooling jacket, not shown in the drawings, in fluid communication with a heat exchanger. This solution can be adopted in all those cases where it will be necessary to limit as much as possible the length of the connection pipes for the transfer of the cooled / heated fluid to the exchanger placed in the room to be cooled / heated.
Il tubo metallico esterno di scambio termico 24 è disposto attorno ad una flangia d'accoppiamento e chiusura 25. The external metal heat exchange tube 24 is arranged around a coupling and closing flange 25.
Il tubo esterno di scambio termico 24 può essere realizzato interamente in alluminio e il suo spessore deve essere tale da non opporre un’elevata resistenza termica. L’accoppiamento tra la flangia 25 e tale tubo 24 può essere effettuato con speciali elementi di serraggio non mostrati nei disegni. The external heat exchange tube 24 can be made entirely of aluminum and its thickness must be such as not to oppose a high thermal resistance. The coupling between the flange 25 and this tube 24 can be carried out with special clamping elements not shown in the drawings.
La flangia 25 è dotata di viti a scomparsa non mostrate nel disegno e che consentono il serraggio e l'impaccamento del sistema di celle. La flangia è costruita in maniera tale da consentire le dilatazioni termiche del sistema di celle. The flange 25 is equipped with hidden screws not shown in the drawing and which allow the tightening and packing of the cell system. The flange is constructed in such a way as to allow thermal expansion of the cell system.
Con 26 è indicata la sezione del tubo metallico interno di scambio termico attorno al quale si trovano i gruppi di celle termoelettriche in cascata. The reference number 26 indicates the section of the internal metal heat exchange tube around which the groups of thermoelectric cells in cascade are located.
Il numero degli strati di celle in cascata dipenderà dal delta T che si vuole ottenere tra lo scambiatore del lato freddo e lo scambiatore del lato caldo del singolo modulo termoelettrico e dal coefficiente di prestazione massimo ottenibile per quella particolare condizione di lavoro. Il numero di strati Ns può essere compreso tra 1 e 5 in funzione della particolare applicazione e dai vincoli di progetto imposti. In ogni caso qualsiasi sia la soluzione d’assemblaggio prescelta deve esserci un perfetto impaccamento ed accoppiamento meccanico tra tutti gli elementi di scambio termico e gli strati di celle termoelettriche in cascata. The number of cell layers in cascade will depend on the delta T to be obtained between the cold side exchanger and the hot side exchanger of the single thermoelectric module and on the maximum performance coefficient obtainable for that particular working condition. The number of layers Ns can be between 1 and 5 depending on the particular application and the design constraints imposed. In any case, whatever the chosen assembly solution is, there must be perfect packing and mechanical coupling between all the heat exchange elements and the layers of thermoelectric cells in cascade.
Il tubo interno di scambio termico 26 può essere realizzato interamente in alluminio o altro materiale metallico di ridotto peso, elevata conducibilità termica, compatibile chimicamente con il fluido di trasferimento termico e, il suo spessore deve essere tale da conferire alla struttura una buona resistenza meccanica. The internal heat exchange tube 26 can be made entirely of aluminum or other metal material of low weight, high thermal conductivity, chemically compatible with the thermal transfer fluid and its thickness must be such as to give the structure good mechanical strength.
Con 21 è indicata la sezione di passaggio per il fluido di scambio termico da raffreddare/riscaldare all'interno del singolo modulo costituente l'intera pompa di calore La dimensione di tale sezione dipende dai vincoli di portata e di scambio termico imposti dal progetto d’ogni singolo modulo. All'interno di tale scambiatore possono essere collocati elementi di scambio termico a piastre, alette o turbolatori che incrementano lo sviluppo superficiale con il quale il fluido è a contatto. 21 indicates the passage section for the heat exchange fluid to be cooled / heated inside the single module making up the entire heat pump The size of this section depends on the flow rate and heat exchange constraints imposed by the design of the every single module. Inside this exchanger there can be placed heat exchange elements with plates, fins or turbulators which increase the surface development with which the fluid is in contact.
Con riferimento alla figura 8 dei disegni essa è mostrata in vista prospettica una parte della struttura di termocoppie impiegata nel dispositivo termoelettrico della figura 7. With reference to Figure 8 of the drawings, a part of the thermocouple structure used in the thermoelectric device of Figure 7 is shown in perspective view.
Più in particolare la figura 8 rappresenta un gruppo di celle termoelettriche in cascata che compongono una sola faccia del nucleo a geometria poliedrica. More specifically, Figure 8 represents a group of thermoelectric cells in cascade which make up a single face of the polyhedral geometry core.
Con 11 e 12 sono indicati rispettivamente i termoelementi conduttori e/o semiconduttori N e P, all'interno della suddetta struttura, mentre con 15 è indicato lo strato di materiale di supporto consistente in un film bilaminato o in un sottile strato ceramico. With 11 and 12 are indicated respectively the conductive and / or semiconductor thermoelements N and P, inside the aforesaid structure, while with 15 the support material layer consisting of a bilaminate film or a thin ceramic layer is indicated.
Con riferimento alla figura 9 dei disegni in essa è mostrato una vista longitudinale, un singolo modulo termoelettrico del tipo mostrato nelle figure 5,6,7 da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa. With reference to Figure 9 of the drawings, there is shown a longitudinal view of a single thermoelectric module of the type shown in Figures 5,6,7 to be used in the construction of a complete heat pump.
La potenza elettrica che può avere tale modulo può variare in un campo piuttosto ampio d’assorbimenti elettrici, ad esempio da 0,3 kW ad 2,5 kW, e dipende dai vincoli di progetto imposti per l'ottenimento di un’alta efficienza di scambio termico e dall’impiego finale. The electrical power that this module can have can vary in a rather wide range of electrical absorption, for example from 0.3 kW to 2.5 kW, and depends on the design constraints imposed for obtaining a high efficiency of heat exchange and end use.
Il modulo è dotato d'innesti che ne consentono il montaggio su un collettore multiplo e con 27 è indicato un innesto a vite, Non è però escluso l’impiego d’innesti rapidi, non mostrati nei disegni, che ottimizzino le operazioni d'assemblaggio. The module is equipped with couplings that allow it to be mounted on a multiple manifold and with 27 a screw coupling is indicated. However, the use of quick couplings, not shown in the drawings, which optimize assembly operations is not excluded. .
Con 28 sono indicati due coperchi di chiusura in materiale polimero che isolano termicamente il nucleo di scambio termico interno e costituiscono anche il corpo del modulo. Per minimizzare i costi del sistema tali coperchi possono essere progettati esattamente uguali e simmetrici. Reference 28 indicates two closing covers made of polymeric material which thermally insulate the internal heat exchange core and also constitute the body of the module. To minimize system costs these lids can be designed exactly the same and symmetrical.
Con 19-22-24 è indicato il corpo dello scambiatore metallico esterno al nucleo del modulo termoelettrico della prima, seconda e terza forma di realizzazione e con 18 è indicata una possibile forma d’alettatura per tale scambiatore. L'alettatura 18 può avere forma e dimensioni diverse a seconda dei vincoli di progetto imposti per l'ottenimento di un'alta efficienza di scambio termico e dall’impiego finale. With 19-22-24 the body of the metal exchanger external to the core of the thermoelectric module of the first, second and third embodiment is indicated and with 18 a possible form of finning for this exchanger is indicated. The fin 18 can have different shapes and sizes depending on the design constraints imposed for obtaining a high heat exchange efficiency and the final use.
Con riferimento alla figura 10 dei disegni in essa è mostrato in sezione longitudinale un singolo modulo termoelettrico del tipo mostrato nelle figure 5,6,7 destinato ad essere impiegato nella costruzione di una pompa di calore completa. With reference to Figure 10 of the drawings, a single thermoelectric module of the type shown in Figures 5,6,7 intended to be used in the construction of a complete heat pump is shown in longitudinal section.
Con 11 e 12 è mostrata la disposizione dei termoelementi conduttori e/o semiconduttori dì tipo N e P all’interno del modulo termoelettrico, mentre con 13 e 15 è indicato il supporto che suddivide ed isola gli strati di celle termoelettriche. Numbers 11 and 12 show the arrangement of conductive and / or semiconductor thermoelements of type N and P inside the thermoelectric module, while 13 and 15 indicate the support that divides and insulates the layers of thermoelectric cells.
Il modulo è dotato d’innesti che ne consentono il montaggio su un collettore multiplo e con 27 è indicato un innesto a vite che come si vede dal disegno è ricavato in un sol pezzo con i due coperchi 28 che chiudono lateralmente le due testate del modulo termoelettrico. Tuttavia, come detto sopra, non è escluso l’impiego d'innesti rapidi, non mostrati nei disegni, che ottimizzino le operazioni d’assemblaggio. The module is equipped with couplings that allow it to be mounted on a multiple manifold and with 27 a screw coupling is indicated which, as can be seen from the drawing, is obtained in one piece with the two covers 28 that close the two ends of the module laterally thermoelectric. However, as mentioned above, the use of quick couplings, not shown in the drawings, which optimize assembly operations is not excluded.
I due coperchi di chiusura 28 sono realizzati in materiale polimero che oltre ad isolare termicamente il nucleo e lo scambiatore interno prevenendo fenomeni di condensa, garantiscono una perfetta tenuta idraulica con il corpo dello scambiatore interno. Tali coperchi possono essere fissati meccanicamente al corpo dello scambiatore interno tramite sistemi di fissaggio non mostrati nei disegni. Il materiale polimero con cui possono essere realizzati i coperchi di chiusura 28 può essere politetrafluoroetilene, polivìnilidenfluoruro, poliammide 6.6 caricata con fibra di vetro o polietilene ad alta densità a seconda del tipo di fluido da refrigerare/riscaldare e dei vincoli di progetto imposti. The two closing covers 28 are made of polymer material which, in addition to thermally insulating the core and the internal exchanger, preventing condensation, guarantee a perfect hydraulic seal with the body of the internal exchanger. These covers can be mechanically fixed to the body of the internal exchanger by means of fixing systems not shown in the drawings. The polymeric material with which the closing lids 28 can be made can be polytetrafluoroethylene, polyvinylidenefluoride, polyamide 6.6 loaded with glass fiber or high density polyethylene depending on the type of fluid to be cooled / heated and the design constraints imposed.
Con 19-22-24 è indicato il corpo dello scambiatore metallico esterno al nucleo del modulo termoelettrico e con 18 è indicata una possibile forma d’alettatura per tale scambiatore. L'alettatura 18 può avere forma e dimensioni diverse a seconda dei vincoli di progetto imposti per l’ottenimento di un'alta efficienza di scambio termico e dall’impiego finale. With 19-22-24 the body of the metal exchanger external to the core of the thermoelectric module is indicated and with 18 a possible form of finning for this exchanger is indicated. Finning 18 can have different shapes and sizes depending on the design constraints imposed for obtaining a high heat exchange efficiency and end use.
Con 20-23-26 è indicato il corpo dello scambiatore metallico interno al nucleo del modulo termoelettrico e con 33 è indicata una possibile forma di scambiatore a piastre circolari per incrementare notevolmente la superficie e l’efficienza di scambio termico con il fluido. Lo scambiatore a piastre 33 è composto essenzialmente da due diversi dischi disposti alternativamente a contatto tra loro e inserito per interferenza all'interno della cavità circolare dello scambiatore metallico 20-23-26. Il disco indicato con 29 provvede alla distribuzione del fluido lungo le pareti mentre il disco indicato con 31 provvede al’omogeneizzazione termica del fluido. 20-23-26 indicates the body of the metal exchanger inside the core of the thermoelectric module and 33 indicates a possible form of circular plate heat exchanger to significantly increase the surface and the efficiency of heat exchange with the fluid. The plate exchanger 33 is essentially composed of two different disks arranged alternately in contact with each other and inserted by interference into the circular cavity of the metal exchanger 20-23-26. The disc indicated with 29 provides for the distribution of the fluid along the walls while the disc indicated with 31 provides for the thermal homogenization of the fluid.
Con riferimento alla figura 11 in essa è mostrata una vista d’assieme dello scambiatore di calore a piastre circolari da impiegare nella costruzione di una pompa di calore completa, del tipo mostrato nella figura 10 comune alia prima, seconda e terza forma di realizzazione rappresentate nelle figure 5,6 e 7. With reference to Figure 11 there is shown an overall view of the circular plate heat exchanger to be used in the construction of a complete heat pump, of the type shown in Figure 10 common to the first, second and third embodiments represented in the figures 5,6 and 7.
Il disco 29 è provvisto di una serie di scanalature 30 ricavate radialmente su tutta la sua superficie. Poiché il disco 29 è in contatto termico con la cavità circolare dello scambiatore metallico 20-23-26 tali scanalature 30 provvedono ad incrementare la superficie di scambio utile a disposizione per il fluido ed a farlo circolare in regime di flusso turbolento. The disc 29 is provided with a series of grooves 30 obtained radially over its entire surface. Since the disk 29 is in thermal contact with the circular cavity of the metal exchanger 20-23-26, these grooves 30 increase the useful exchange surface available for the fluid and make it circulate in a turbulent flow regime.
Il numero e la dimensione delle scanalature previste per il disco 30 possono variare in funzione delia natura del fluido ed in funzione dei vincoli di progetto imposti. The number and size of the grooves provided for the disc 30 can vary according to the nature of the fluid and according to the design constraints imposed.
Il disco 31 ha una superficie liscia ed è provvisto solamente di un foro centrale indicato con 32. Il disco 31 è anch’esso in contatto termico con la cavità circolare dello scambiatore metallico 20-23-26 ed ha la funzione di omogeneizzare termicamente il fluido. The disc 31 has a smooth surface and is provided only with a central hole indicated by 32. The disc 31 is also in thermal contact with the circular cavity of the metal exchanger 20-23-26 and has the function of thermally homogenizing the fluid .
In generale il disco 31 avrà uno spessore minore di quello del disco 29 in quanto esso funge anche da elemento separatore. In general, the disc 31 will have a thickness less than that of the disc 29 since it also acts as a separator element.
Il diametro della sezione di passaggio del fluido indicata con 32 potrà variare in funzione della natura del fluido ed in funzione dei vincoli di progetto imposti. The diameter of the fluid passage section indicated with 32 may vary according to the nature of the fluid and according to the design constraints imposed.
Entrambi i dischi 29 e 31 possono essere realizzati con lo stesso materiale metallico ad esempio alluminio. Inoltre i dischi 29 e 31 sono disposti contigui tra loro e si alternano in successione. Both discs 29 and 31 can be made of the same metal material, for example aluminum. Furthermore, the discs 29 and 31 are arranged contiguous to each other and alternate in succession.
Con riferimento alla figura 12 dei disegni in essa è mostrata in vista anteriore una pompa di calore costituita da cinque moduli termoelettrici di potenza elettrica prefissata. Tale numero di moduli non è vincolante ai fini della presente invenzione potendo esso essere incrementato o ridotto a seconda della potenza frigorifera/termica richiesta dalle specifiche di progetto. With reference to Figure 12 of the drawings, a heat pump consisting of five thermoelectric modules of predetermined electrical power is shown in a front view. This number of modules is not binding for the purposes of the present invention as it can be increased or reduced according to the cooling / heating capacity required by the project specifications.
La pompa di calore mostrata in figura 12 prevede lo scambio termico con l'ambiente esterno tramite le alette 18 di cui è dotato ciascun modulo termoelettrico ed attraverso cui è fatta circolare aria forzata. Tale tipo di costruzione ha il vantaggio di comprendere in un unico blocco tutta la parte attiva di scambio termico della pompa di calore. The heat pump shown in figure 12 provides for the heat exchange with the external environment through the fins 18 with which each thermoelectric module is equipped and through which forced air is circulated. This type of construction has the advantage of including all the active heat exchange part of the heat pump in a single block.
I coperchi laterali 28 di cui è dotato ogni singolo modulo termoelettrico sono fissati a due collettori indicati rispettivamente con 34 e 40. Tali collettori provvedono alla distribuzione del fluido da raffreddare/riscaldare all'interno dei moduli come un normale radiatore. The side covers 28 with which each single thermoelectric module is equipped are fixed to two manifolds indicated respectively with 34 and 40. These manifolds provide for the distribution of the fluid to be cooled / heated inside the modules like a normal radiator.
Con 40 è indicato il collettore di ingresso del fluido da refrigerare/riscaldare, mentre con 34 è indicato il collettore di uscita del fluido refrigerato/riscaldato. Entrambi i collettori 34 e 40 sono realizzati in materiale polimero a corpo cavo da realizzare preferibilmente con la tecnologia di stampaggio G.I.M. (Gas Injection Moulding). All'interno di tali collettori esiste una cavità centrale entro cui scorre il fluido di lavoro ed una cavità esterna che è riempita con una resina poliuretanica espansa termoisolante che conferisce anche maggiore robustezza meccanica al manufatto. 40 indicates the inlet manifold of the fluid to be cooled / heated, while 34 indicates the outlet manifold of the cooled / heated fluid. Both manifolds 34 and 40 are made of hollow-body polymer material to be preferably made with G.I.M. (Gas Injection Molding). Inside these manifolds there is a central cavity within which the working fluid flows and an external cavity which is filled with a heat-insulating expanded polyurethane resin which also gives greater mechanical strength to the product.
II materiale polimero con cui sono realizzati i collettori indicati con 34 e 40 può essere un PA 6.6 caricato con fibra di vetro fino al 30%. In funzione di particolari vincoli di progetto si potranno utilizzare materiali polimerici diversi. The polymer material with which the collectors indicated with 34 and 40 are made can be a PA 6.6 filled with glass fiber up to 30%. Depending on particular design constraints, different polymeric materials can be used.
Con 35 e con 36 sono indicati i terminali di connessione per il fluido in uscita ed in ingresso necessari a collegare la pompa di calore ad uno scambiatore termico collocato nell’ambiente da refrigerare/riscaldare. Numbers 35 and 36 indicate the connection terminals for the outgoing and incoming fluid needed to connect the heat pump to a heat exchanger located in the room to be cooled / heated.
Con 38 sono indicate due termocoppie che servono a controllare le temperature del fluido in ingresso ed uscita dalla pompa di calore. Le termocoppie sono generalmente collegate ad una centralina di controllo non mostrata nei disegni che provvede a gestire l’alimentazione della pompa di calore tramite i cavi 37 in funzione del carico termico. Reference 38 indicates two thermocouples which are used to control the temperatures of the fluid entering and leaving the heat pump. The thermocouples are generally connected to a control unit not shown in the drawings which manages the power supply of the heat pump through the cables 37 according to the thermal load.
Tutta la pompa di calore è un monoblocco che può essere fissata attraverso alcuni supporti che nella figura 12 sono indicati con 41. The whole heat pump is a monobloc which can be fixed through some supports which in figure 12 are indicated with 41.
Con riferimento alla figura 13 dei disegni in essa è mostrata in vista posteriore una pompa di calore costituita da cinque moduli termoelettrici di potenza elettrica prefissata. With reference to Figure 13 of the drawings, a heat pump consisting of five thermoelectric modules of predetermined electrical power is shown in rear view.
La pompa di calore mostrata in figura 13 prevede lo scambio termico con l’ambiente esterno tramite le alette 18 di cui è dotato ciascun modulo termoelettrico ed attraverso cui è fatta circolare aria forzata tramite i ventilatori indicati con 44. Tale tipo di costruzione ha il vantaggio di comprendere in un monoblocco tutta la parte attiva di scambio termico della pompa di calore. The heat pump shown in figure 13 provides for the heat exchange with the external environment through the fins 18 with which each thermoelectric module is equipped and through which forced air is circulated through the fans indicated with 44. This type of construction has the advantage to include in a monobloc all the active heat exchange part of the heat pump.
La potenza dei ventilatori 44 e la dimensione delle ventole indicate con 42 dipendono dai vincoli di progetto imposti. Il numero di ventilatori illustrati nella figura 13 non è vincolante ai fini della presente invenzione. Con 43 sono indicati i terminali di alimentazione previsti per i motori dei ventilatori. La tensione di alimentazione potrà essere uguale o diversa a quell’adottata per alimentare la pompa di calore in dipendenza dei vincoli di progetto imposti. The power of the fans 44 and the size of the fans indicated by 42 depend on the design constraints imposed. The number of fans illustrated in Figure 13 is not binding for the purposes of the present invention. 43 indicates the power supply terminals provided for the fan motors. The power supply voltage may be the same or different to that adopted to power the heat pump depending on the design constraints imposed.
Con 35 e con 36 sono indicati i terminali di connessione per il fluido in uscita ed in ingresso necessari a collegare la pompa di calore ad uno scambiatore termico collocato nell’ambiente da refrigerare/riscaldare. Numbers 35 and 36 indicate the connection terminals for the outgoing and incoming fluid needed to connect the heat pump to a heat exchanger located in the room to be cooled / heated.
Con 45 è indicato il convogliatore d’aria entro cui sono montati i ventilatori 44. Il convogliatore può essere realizzato in materiale metallico o polimero. The number 45 indicates the air conveyor within which the fans 44 are mounted. The conveyor can be made of metal or polymer material.
Tutta la pompa di calore è un monoblocco che può essere fissata attraverso alcuni supporti che in figura 12 sono indicati con 41. The whole heat pump is a monobloc which can be fixed through some supports which in figure 12 are indicated with 41.
I singoli moduli termoelettrici che costituiscono la pompa di calore completa possono essere progettati con una potenza elettrica compresa ad esempio tra 0,3 kW e 2,5 kW, in dipendenza dai vincoli di progetto imposti per l’ottenimento di un’alta efficienza di scambio termico e dall’impiego finale. In tale modo la pompa di calore completa può raggiungere una potenza frigorifera/termica notevole con ingombri contenuti. The individual thermoelectric modules that make up the complete heat pump can be designed with an electrical power ranging, for example, between 0.3 kW and 2.5 kW, depending on the design constraints imposed for obtaining a high exchange efficiency. thermal and end use. In this way the complete heat pump can reach a considerable cooling / heating capacity with limited overall dimensions.
I moduli termoelettrici risolvono il problema di realizzare sistemi di refrigerazione/riscaldamento termoelettrici di notevole potenza con ingombro contenuto e con prestazioni superiori ai moduli termoelettrici finora noti. The thermoelectric modules solve the problem of realizing thermoelectric refrigeration / heating systems of considerable power with limited overall dimensions and with higher performances than the thermoelectric modules known up to now.
II numero di moduli termoelettrici a stato solido che costituiscono la pompa di calore è dimensionato in funzione della potenza frigorifera/termica richiesta dalla specifica applicazione, ed ogni modulo costituente può essere progettato con diverse potenze elettriche unitarie in maniera da ottimizzare e standardizzare i costi di produzione e le prestazioni delle risultanti pompe di calore. The number of solid-state thermoelectric modules that make up the heat pump is sized according to the cooling / heating capacity required by the specific application, and each constituent module can be designed with different unitary electrical powers in order to optimize and standardize production costs. and the performance of the resulting heat pumps.
Claims (23)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2000MI001863A IT1318752B1 (en) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | SOLID STATE HEAT PUMP OF EXPANDABLE POWER WITH MULTI-STAGE MODULITELOELECTRIC. |
| PCT/IT2001/000438 WO2002013282A1 (en) | 2000-08-09 | 2001-08-07 | Thermoelectric heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2000MI001863A IT1318752B1 (en) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | SOLID STATE HEAT PUMP OF EXPANDABLE POWER WITH MULTI-STAGE MODULITELOELECTRIC. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI20001863A0 ITMI20001863A0 (en) | 2000-08-09 |
| ITMI20001863A1 true ITMI20001863A1 (en) | 2002-02-11 |
| IT1318752B1 IT1318752B1 (en) | 2003-09-10 |
Family
ID=11445700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT2000MI001863A IT1318752B1 (en) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | SOLID STATE HEAT PUMP OF EXPANDABLE POWER WITH MULTI-STAGE MODULITELOELECTRIC. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT1318752B1 (en) |
| WO (1) | WO2002013282A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700052B2 (en) * | 2001-11-05 | 2004-03-02 | Amerigon Incorporated | Flexible thermoelectric circuit |
| ITMI20022548A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-03 | Peltech Srl | INTEGRATED THERMOELECTRIC MODULE |
| US20110030754A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Laird Technologies, Inc. | Thermoelectric modules and related methods |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3056848A (en) * | 1961-07-24 | 1962-10-02 | North American Aviation Inc | Portable generator utilizing direct conversion of heat to electricity |
| FR1353485A (en) * | 1962-10-18 | 1964-02-28 | Dehavilland Aircraft | Improvements to thermoelectric energy converters |
| CH413018A (en) * | 1963-04-30 | 1966-05-15 | Du Pont | Thermoelectric generator |
| CH502677A (en) * | 1969-01-31 | 1971-01-31 | Baumgartner Freres Sa | Miniaturized device for the thermoelectric conversion of radioactive radiation energy into electrical energy |
| FR2620573A1 (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Orquera Henri | Heat/electricity transducer panel with plural thermocouples in the form of a thin concertinaed film |
| US5228923A (en) * | 1991-12-13 | 1993-07-20 | Implemed, Inc. | Cylindrical thermoelectric cells |
| WO1994018516A1 (en) * | 1993-02-02 | 1994-08-18 | Hydrocool Pty. Ltd. | Manifold heat exchanger |
-
2000
- 2000-08-09 IT IT2000MI001863A patent/IT1318752B1/en active
-
2001
- 2001-08-07 WO PCT/IT2001/000438 patent/WO2002013282A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1318752B1 (en) | 2003-09-10 |
| ITMI20001863A0 (en) | 2000-08-09 |
| WO2002013282A1 (en) | 2002-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ITMI990347A1 (en) | SOLID STATE THERMOELECTRIC DEVICE | |
| JP5908975B2 (en) | Cartridge-based thermoelectric system | |
| CN105378954B (en) | Thermoelectric device | |
| US6096966A (en) | Tubular thermoelectric module | |
| US20050087222A1 (en) | Device for producing electric energy | |
| JP4785476B2 (en) | Thermoelectric power generation structure and heat exchanger with power generation function | |
| SI24669A (en) | A radiator of electro motor with a set of aligned dot ribs | |
| JPH0690030A (en) | Thermo-element sheet | |
| US20130255739A1 (en) | Passively cooled thermoelectric generator cartridge | |
| US11815297B2 (en) | Heat conversion device | |
| JP2011035305A (en) | Heat exchanger | |
| US20180058295A1 (en) | Thermoelectric heat energy recovery module | |
| US9921007B2 (en) | Laminated heat exchanger including a heat sink and a thermoelectric device | |
| US20140305479A1 (en) | Thermoelectric devices having reduced parasitics | |
| JP5478518B2 (en) | Power generator | |
| JP4770973B2 (en) | Heat exchanger | |
| CN107481983B (en) | Microwave power tube packaging shell, manufacturing method and cooling system | |
| WO2018180131A1 (en) | Thermoelectric power generation cell and thermoelectric power generation module | |
| ITMI20001863A1 (en) | SOLID STATE HEAT PUMP OF EXPANDABLE POWER WITH MULTI-STAGE THERMOLETRIC MODULES. | |
| JP5902703B2 (en) | Thermoelectric module for vehicle thermoelectric generator | |
| JP2594871B2 (en) | Thermoelectric cooler and freezer | |
| RU2732821C2 (en) | Tubular thermoelectric module | |
| JP3364758B2 (en) | Heat sink for flat heating element | |
| JP2001284663A (en) | Thermoelectric generating element device | |
| EP2775250A1 (en) | Laminated heat exchanger including a heat sink and a thermoelectric device |