RU124052U1 - Термоэлектрический модуль - Google Patents

Abstract

1. Термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещенные между подложками таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - с противоположной, отличающийся тем, что как минимум одна из подложек имеет возможность герметично стыковаться с емкостью с газообразной или жидкой средой, а металлические шины, соединенные с этой подложкой, выполнены в виде удлиненных скоб, установлены поверх нее и выполняют роль радиатора, помещаемого вовнутрь этой емкости.2. Термоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что металлические шины, выполняющие роль радиатора, устанавливаемого вовнутрь емкости, имеют диэлектрическое покрытие, например, эмалевое.3. Термоэлектрический модуль по пп.1 и 2, отличающийся тем, что общая площадь контактной поверхности металлических шин равна или в несколько раз больше контактной поверхности самой подложки.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к термоэлектрическим приборам, работающим на эффекте Пельтье, и предназначена для использования в различных системах охлаждения и нагревания: в кондиционерах и холодильниках, термостатах, устройствах охлаждения узлов и блоков электронной аппаратуры, а так же в термоэлектрических генераторах постоянного тока.

Известен термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещенные между подложками таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - с противоположной (1).

При прохождении постоянного тока по такой электрической цепи одна подложка охлаждается, а противоположная нагревается. Это свойство термоэлектрического модуля используется для создания различных холодильных устройств, «откачивающих» тепловую энергию из рабочего пространства во внешнюю среду.

Недостатком данной конструкции термоэлектрического модуля является низкая эффективность его работы, обусловленная сравнительно невысокой теплопроводностью керамических подложек.

Наиболее близким к предлагаемому термоэлектрическому модулю является термоэлектрический модуль, содержащий полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещенные между подложками таким образом, что все горячие спаи соединены с одной положкой, а все холодные спаи - с противоположной подложкой, подложки выполнены в виде металлического основания (2).

Недостатком этой конструкции термоэлектрического модуля, как и предыдущего, является то, что что они перемещают тепловую энергию во внешнюю среду из рабочего пространства через стенку конструкции, отделяющей его от внешней среды, при этом из-за большого теплового сопротивления на переходе от стенки до подложки эффективность их работы значительно снижается.

Техническим результатом данного решения является повышение эффективности термоэлектрического модуля за счет создания конструкции, которая позволяет «откачивать» тепловую энергию непосредственно из рабочего пространства.

Для достижения данного технического результата в предлагаемом термоэлектрическом модуле, включающем в себя полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещенные между подложками таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - с противоположной, отличающийся тем, что как минимум одна из подложек имеет возможность герметично стыковаться с емкостью с газообразной или жидкой средой, а металлические шины, соединенные с этой подложкой, выполнены ввиде удлиненных скоб, установлены поверх нее и выполняют роль радиатора, помещаемого во внутрь этой емкости.

На рисунках - 1 и 2 - схематично показана конструкция термоэлектрического модуля.

Термоэлектрический модуль состоит из полупроводниковых элементов 1 и 2 с проводимостями p- и n-типов, соединенных между собой металлическими шинами 3 в единую электрическую цепь и размещенных между подлождками 4 и 5 таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - с противоположной, одна из подложек, с которой связаны металлические шины 3, выполненные ввиде удлиненных скоб и установленные поверх нее, герметично стыкуется с емкостью 6.

Термоэлектрический модуль работает следующим образом:

При прохождении постояного тока по электрической цепи, состоящей из полупроводниковых элементов 1 и 2 p и n-типов проводимостей, соединенных между собой металлическими шинами 3 и размещенных между подложками 4 и 5 таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - с противоположной, возникает разность температур между сторонами модуля: одна подложка нагревается, а другая охлаждается, при этом как минимум одна из подложек имеет возможность герметично стыковаться с емкостью 6 с газообразной или жидкой средой, а металлические шины 3, связанные с этой подложкой, выполнены ввиде удлиненных скоб, установлены поверх нее и выполняют роль радиатора, помещаемого во внутрь этой емкости.

Благодаря тому, что металлические шины 3 да и сама подложка непосредственно контактируют с рабочей средой, эффективность работы термоэлектрического модуля значительно возрастает.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. авт.св. СССР №1764094 Н01L 35/02, 1990 г.

Патент РФ RU 2179768 H01L 35/30, 1999 г

2. Патент РФ RU 2075138 Н01L 35/30, Н01L 35/34 1993 г.

Claims (3)

1. Термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, соединенные между собой металлическими шинами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещенные между подложками таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи - с противоположной, отличающийся тем, что как минимум одна из подложек имеет возможность герметично стыковаться с емкостью с газообразной или жидкой средой, а металлические шины, соединенные с этой подложкой, выполнены в виде удлиненных скоб, установлены поверх нее и выполняют роль радиатора, помещаемого вовнутрь этой емкости.

2. Термоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что металлические шины, выполняющие роль радиатора, устанавливаемого вовнутрь емкости, имеют диэлектрическое покрытие, например, эмалевое.

3. Термоэлектрический модуль по пп.1 и 2, отличающийся тем, что общая площадь контактной поверхности металлических шин равна или в несколько раз больше контактной поверхности самой подложки.

Images