SK762015U1 - Thermoelectric unit using heat-pipe technology - Google Patents

Thermoelectric unit using heat-pipe technology Download PDF

Info

Publication number
SK762015U1
SK762015U1 SK76-2015U SK762015U SK762015U1 SK 762015 U1 SK762015 U1 SK 762015U1 SK 762015 U SK762015 U SK 762015U SK 762015 U1 SK762015 U1 SK 762015U1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
heat
cooler
pipe
aluminum
thermoelectric
Prior art date
Application number
SK76-2015U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK7540Y1 (en
Inventor
Róbert Demko
Vladimír Brezáni
Juraj Kollár
Original Assignee
A2B, S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A2B, S.R.O. filed Critical A2B, S.R.O.
Priority to SK76-2015U priority Critical patent/SK7540Y1/en
Publication of SK762015U1 publication Critical patent/SK762015U1/en
Publication of SK7540Y1 publication Critical patent/SK7540Y1/en

Links

Abstract

Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie je elektrické zariadenie, ktoré dokáže vytvárať alebo odoberať teplo z tepelne zaizolovaného priestoru. Využíva sériovo-paralelné zapojenie termoelektrických článkov (1) na princípe Peltierovho javu, ktorými preteká jednosmerný prúd ovládaný riadiacou jednotkou (2). Termoelektrické články (1) sú pripojené k doske plošného spoja (3) a sú mechanicky osadené medzi hliníkový chladič (4) a chladič heat-pipe (5) pomocou mechanických dielov – úchytov. Hliníkový chladič (4) je určený do vnútorného prostredia, do priestoru pre požadovanú teplotu a chladič heat-pipe (5) je určený do vonkajšieho prostredia, do priestoru s odvodom tepla, obidva typy chladičov sú na miestach kontaktu s termoelektrickými článkami (1) vybavené teplovodivou pastou (6) na čo najlepší prestup tepla. Teplú a studenú stranu medzi hliníkovým chladičom (4) a chladičom heat-pipe (5) oddeľuje tepelná izolácia (8), napr. polyuretánová pena PUR. Vnútorný hliníkový chladič (4) a chladič heat-pipe (5) sú ofúkavané ventilátormi (7), čím sa zlepšuje prestup tepla do vzduchu okolitého prostredia. Heat-pipe technológia účinnejšie vedie teplo aj do vzdialenejších miest chladiča, ako je vedenie tepla v hliníkových chladičoch.A thermoelectric unit using heat-pipe technology is an electrical device that can generate or remove heat from a heat-insulated space. It uses serial-parallel connection of thermoelectric cells (1) on the principle of Peltier effect, by which a direct current controlled by the control unit (2) flows. The thermocouples (1) are connected to the printed circuit board (3) and are mechanically mounted between the aluminum cooler (4) and the heat-pipe cooler (5) by means of mechanical parts - grips. The aluminum heat sink (4) is designed for indoor use, in the room for the required temperature and the heat-pipe cooler (5) is designed for outdoor use, in the heat-dissipating area, both types of heat sinks are equipped with thermoelectric cells (1). heat transfer paste (6) for the best heat transfer. The warm and cold side between the aluminum cooler (4) and the heat-pipe cooler (5) is separated by the thermal insulation (8), e.g. polyurethane foam PUR. The internal aluminum cooler (4) and heat-pipe cooler (5) are blown by the fans (7) to improve heat transfer to the ambient air. Heat-pipe technology conducts heat more efficiently to distant cooler locations, such as heat conduction in aluminum coolers.

Description

Termoelektrické jednotka s využitím heat-pipe technológieThermoelectric unit using heat-pipe technology

Oblasť technikyTechnical field

Toto technické riešenie má využitie pri potrebe udržiavania teploty, tepelne izolovaného priestoru od vonkajšieho priestoru. Technické riešenie patrí do oblasti chladiacej techniky.This technical solution is used when it is necessary to maintain the temperature, thermally insulated space from the outside space. The technical solution belongs to the field of refrigeration technology.

Doterajší stav technikyPrior art

Podľa známeho stavu, je využitie termoelektrických článkov na princípe Peltierovho javu riešené vždy dvoma medenými, alebo hliníkovými chladičmi, medzi ktorými sú umiestnené ploché keramické doštičky termoelektrických Článkov. Pre lepšie vedenie tepla sa používajú teplovodivé pasty, ktoré sa nanášajú v tenkej vrstve na keramické plochy termoelektrických článkov so styčnou plochou dvojice chladičov. Chladiče sú ofiikavané ventilátormi pre lepší odvod tepla do okolitého priestoru. Tento spôsob chladenia chladičov má nedostatky hlavne pri vyššej teplote okolitého vzduchu, kedy sa nedá dosiahnuť požadovaná teplota v chladenom priestore.According to the known state, the use of thermoelectric cells on the principle of the Peltier effect is always solved by two copper or aluminum coolers, between which flat ceramic plates of thermoelectric cells are placed. For better heat conduction, thermally conductive pastes are used, which are applied in a thin layer to the ceramic surfaces of the thermocouples with the contact surface of a pair of heat sinks. The coolers are blown by fans for better heat dissipation into the surrounding space. This method of cooling radiators has drawbacks, especially at higher ambient temperatures, when the desired temperature in the refrigerated space cannot be reached.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie využíva vynikajúce vlastnosti na odvedenia tepla prostredníctvom trubíc heat-pipe. Vzhľadom k tomu, že termoelektrický článok je pomerne tenký, teplo ktoré je odvádzané na teplej strane a teplo ktoré je absorbované na studenej strane sa vzhľadom na malú hrúbku termoelektrického článku ovplyvňuje aj žiarením. Použitie trubíc heat-pipe umožňuje odvádzať teplo priamo od zdroja do vzdialenosti, kde už nie je vplyv tepelného vyžarovania, heat-pipe odvádzajú teplo priamo z povrchu termoelektrických článkov do vzdialených hliníkových rebier chladiča. Vzniká tak priestor pre dostatočnú tepelnú izoláciu medzi chladenou a vyhrievanou stranou. Koncepcia dvoch hliníkových chladičov toto neumožňuje, pretože kontaktná plocha teplej a chladnej strany je podstatne väčšia. Chladiče oddeľuje len ~3 mm vzduchová medzera (hrúbka termoelektrického článku). Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie pracuje v ľubovoľnej polohe.The thermoelectric unit using heat-pipe technology uses excellent heat dissipation properties through heat-pipe tubes. Due to the fact that the thermoelectric cell is relatively thin, the heat that is dissipated on the hot side and the heat that is absorbed on the cold side are also affected by radiation due to the small thickness of the thermoelectric cell. The use of heat-pipes allows heat to be dissipated directly from the source to a distance where there is no longer the effect of thermal radiation, heat-pipes dissipate heat directly from the surface of thermocouples to the remote aluminum fins of the cooler. This creates space for sufficient thermal insulation between the cooled and heated side. The concept of two aluminum heatsinks does not allow this, because the contact area of the hot and cold side is significantly larger. Only about 3 mm of air gap (thermocouple thickness) separates the coolers. The thermoelectric unit using heat-pipe technology works in any position.

Výhodou tohto riešenia je menšia hlučnosť ventilátorov oproti použitiu dvoch hliníkových chladičov, vzhľadom na väčší povrch heat-pipe chladičov nie je nutné kompenzovať odvod tepla výkonnejšími ventilátormi.The advantage of this solution is lower fan noise compared to the use of two aluminum coolers, due to the larger surface of the heat-pipe coolers, it is not necessary to compensate for heat dissipation by more powerful fans.

Nevýhodou sú väčšie rozmery oproti použitiu dvoch hliníkových chladičov, vzhľadom na väčšiu ochladzovaciu plochu teplej strany.The disadvantage is the larger dimensions compared to the use of two aluminum coolers, due to the larger cooling area of the hot side.

Príkon termoelektrickej jednotky s využitím heat-pipe technológie je ovládaný riadiacou jednotkou s ohľadom na metodiku riadenia, ktorej základnou myšlienkou je predchladenie izolovaného klimatizovaného priestoru v noci a uzavretie izolovaného klimatizovaného priestoru ráno, pred nárastom vonkajšej teploty letného dňa. V tejto súvislosti je zavedený pojem izolačný stav, (príklad: termoelektrický príkon = 300W, izolačný príkon = 10W) Uvedený stav robí z termoelektrickej jednotky tepelný izolátor s variabilným tepelným odporom. Táto vlastnosť termoelektrickej jednotky umožňuje kontrolované ovládanie prestupu tepla do klimatizovaného priestoru s ohľadom na maximálne využitie priaznivých tepelných podmienok v okolí klimatizovaného priestoru.The power input of the thermoelectric unit using heat-pipe technology is controlled by the control unit with regard to the control methodology, the basic idea of which is to pre-cool the isolated air-conditioned space at night and close the isolated air-conditioned space in the morning before the outdoor temperature rises. In this context, the term insulation state is introduced, (example: thermoelectric power = 300W, insulation power = 10W) This state makes the thermoelectric unit a thermal insulator with variable thermal resistance. This feature of the thermoelectric unit enables controlled control of heat transfer to the air-conditioned space with regard to the maximum use of favorable thermal conditions in the vicinity of the air-conditioned space.

Prehľad obrázkov na vyOverview of pictures for you

Obrázok 1 - znázorňuje Termoelektrickú jednotku s využitím heat-pipe technológie v zloženom stave, neoznačené diely sú mechanické úchytyFigure 1 - shows the thermoelectric unit using heat-pipe technology in the assembled state, unmarked parts are mechanical mounts

Obrázok 2 - znázorňuje Termoelektrickú jednotku s využitím heat-pipe technológie v rozloženom stave, neoznačené diely sú mechanické úchytyFigure 2 - shows the thermoelectric unit using heat-pipe technology in an exploded state, unmarked parts are mechanical mounts

Príklady uskutočneniaExamples of embodiments

Použitie chladiča“heat-pipe na odobratie tepla z termoelektrických článkov 1 je výhodné hlavne z dôvodu lepšej účinnosti prestupu tepla do okolitého vzduchu, teplo je vedené trubicami heat-pipe do hliníkových rebier v celej ploche chladiča rovnako. Dôležitý aspekt je ten, že chladič~heat-pipe je samotnou konštrukciou riešený tak, že jeho časti sú fyzicky vzdialené od plochy termoelektrických článkov ľ, čím sa výrazne eliminuje prenos tepla žiarením. Hliníkový chladič 4 a chladič neat-pipe je teplovodivou pastou spojený s termoelektrickými článkami L Hliníkový chladič 4 a chladič heat-pipe je tepelne oddelený tepelnou izoláciou 8. Ventilátory 7 ofúkavajú povrch hliníkového chladiča 4 aj chladičaTieatpipe. Elektrické pripojenie termoelektrických článkov 1 a ventilátorov 7 je riešené jednou doskou plošného spoja 3, na ktorú sa privádza jednosmerný prúd z jednosmerného zdroja a ten je pre termoelektrické články 1 riadený pulzne šírkovou moduláciou jednosmerného prúdu pre reguláciu výkonu, alebo inou reguláciou. Zapínanie a vypínanie ventilátorov 7 a regulácia výkonu je ovládaná riadiacou jednotkou 2. Riadiaca jednotka 2 môže ďalej vyhodnocovať poruchu ventilátorov 7, poruchu termoelektrických článkov 1, alebo merať teploty na vonkajšej alebo vnútornej strane.The use of a heat-pipe cooler to remove heat from the thermocouples 1 is advantageous mainly due to the better efficiency of heat transfer to the ambient air, the heat being conducted by heat-pipe tubes to the aluminum fins in the whole area of the cooler as well. An important aspect is that the heat-pipe cooler is designed by the construction itself so that its parts are physically distant from the surface of the thermocouples 1, which significantly eliminates heat transfer by radiation. The aluminum heatsink 4 and the neat-pipe heatsink are connected by a thermally conductive paste to the thermocouples L. The aluminum heatsink 4 and the heat-pipe heatsink are thermally separated by thermal insulation 8. The fans 7 blow the surface of both the aluminum heatsink 4 and the Tieatpipe heatsink. The electrical connection of the thermocouples 1 and the fans 7 is solved by one printed circuit board 3, to which a direct current from a direct current source is supplied and which is controlled for the thermocouples 1 by pulse width modulation of direct current for power regulation or other regulation. The switching on and off of the fans 7 and the power control is controlled by the control unit 2. The control unit 2 can further evaluate the failure of the fans 7, the failure of the thermocouples 1, or measure the temperatures on the outside or inside.

Príklad 1Example 1

Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie má využitie na prepravu liekov, potravín, biologického materiálu a iného materiálu, kde je treba udržať požadovanú teplotu, počas prepravy. Termoelektrická jednotka je napájaná z jednosmerného napätia a preto sa môže pripojiť priamo do zásuvky v aute. Termoelektrická jednotka je napájaná z jednosmerného napätia a preto s pripojením k elektrickej batérií nevyžaduje sieťové napájanie, čo umožňuje jednoduchú prepravu.The thermoelectric unit using heat-pipe technology is used to transport medicines, food, biological material and other material, where it is necessary to maintain the required temperature, during transport. The thermoelectric unit is powered by DC voltage and can therefore be connected directly to a socket in the car. The thermoelectric unit is powered from DC voltage and therefore does not require mains power when connected to an electric battery, which allows easy transport.

Príklad 2Example 2

Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie má využitie na chladenie technologických systémov hlavne na chladenie olovených elektrických batérií pre zachovanie životnosti. Termoelektrická jednotka je napájaná z jednosmerného napätia a preto sa môže pripojiť priamo k napätiu chladenej batérie.The thermoelectric unit using heat-pipe technology is used for cooling technological systems, especially for cooling lead-acid batteries to maintain longevity. The thermoelectric unit is powered from DC voltage and can therefore be connected directly to the voltage of the cooled battery.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Využitie technického riešenia môže byť pri elektrických inštaláciách telekomunikačných operátorov, riadiacich systémov, zabezpečovacích systémov, všade tam, kde sa používajú olovené elektrické akumulátory ako záložné zdroje napájania. Podľa EUROBAT Standard je optimálna teplota pre prevádzku olovených batérií 20°C, aby bola zachovaná ich deklarovaná životnosť.The use of the technical solution can be in electrical installations of telecommunications operators, control systems, security systems, wherever lead-acid batteries are used as backup power supplies. According to the EUROBAT Standard, the optimum temperature for the operation of lead-acid batteries is 20 ° C in order to maintain their declared service life.

Využitie technického riešenia môže byť v zdravotníctve, v potravinárstve, chladiarenskej technike, kde je veľká výhoda v mobilite technického riešenia a napájanie bez potreby sieťového napájania.The use of the technical solution can be in healthcare, food industry, refrigeration technology, where there is a great advantage in the mobility of the technical solution and power supply without the need for mains power.

Využitie technického riešenia môže byť v automobilovom priemysle pre automobilové chladničky.The use of the technical solution can be in the automotive industry for car refrigerators.

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie sa vyznačuje tým, že sa skladá z najmenej jedného termoelektrického článku (1), ktorý je opatrený teplovodivou pastou (6) a je svojou plochou spojený s najmenej jedným hliníkovým chladičom (4) a najmenej jedným chladičom (5) heat-pipe a tie sú medzi sebou tepelne odizolované tepelnou izoláciou (8).1. Thermoelectric unit using heat-pipe technology, characterized in that it consists of at least one thermoelectric cell (1), which is provided with a thermally conductive paste (6) and is connected by its surface to at least one aluminum heat sink (4) and at least one heat-pipe cooler (5) and these are thermally insulated from each other by thermal insulation (8). 2. Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie podľa nároku 1 sa vyznačuje tým, že obsahuje riadiacu jednotku (2), pre kontrolu stavu ventilátorov (7), riadenie výkonu termoelektrických článkov (1).Thermoelectric unit using heat-pipe technology according to claim 1, characterized in that it comprises a control unit (2) for controlling the condition of the fans (7), controlling the output of the thermoelectric cells (1). 3. Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie podľa nároku 1 sa vyznačuje tým, že zapojenie termoelektrických článkov (1) a zapojenie ventilátorov (7) je prevedené na jednej doske plošného spoja (3).Thermoelectric unit using heat-pipe technology according to claim 1, characterized in that the connection of the thermoelectric cells (1) and the connection of the fans (7) are made on one printed circuit board (3). 4. Termoelektrická jednotka s využitím heat-pipe technológie podľa nároku 1 sa vyznačuje tým, že hliníkový chladič (4) a chladič (5) heat-pipe sú opatrené ventilátormi (7).Thermoelectric unit using heat-pipe technology according to claim 1, characterized in that the aluminum cooler (4) and the heat-pipe cooler (5) are provided with fans (7).
SK76-2015U 2015-04-27 2015-04-27 Thermoelectric unit using heat-pipe technology SK7540Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK76-2015U SK7540Y1 (en) 2015-04-27 2015-04-27 Thermoelectric unit using heat-pipe technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK76-2015U SK7540Y1 (en) 2015-04-27 2015-04-27 Thermoelectric unit using heat-pipe technology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK762015U1 true SK762015U1 (en) 2016-04-01
SK7540Y1 SK7540Y1 (en) 2016-09-05

Family

ID=55587886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK76-2015U SK7540Y1 (en) 2015-04-27 2015-04-27 Thermoelectric unit using heat-pipe technology

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK7540Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK7540Y1 (en) 2016-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Riffat et al. A novel thermoelectric refrigeration system employing heat pipes and a phase change material: an experimental investigation
US8963048B2 (en) Heating assembly, heating device, and auxiliary cooling module for a battery
US11184996B1 (en) Double sided heat exchanger cooling unit
Remeli et al. Experimental study of a mini cooler by using Peltier thermoelectric cell
US20100218512A1 (en) Heat exchanger for thermoelectric applications
KR101272660B1 (en) Outdoor cabinet of communication equipment having thermoelectric system
CN102299614A (en) Semiconductor-refrigeration-based inverter radiating system
CN101222836B (en) Direct conduction-Peltier effect refrigeration mixed cooling method and device
Kodeeswaran et al. Precise temperature control using reverse seebeck effect
CN202190491U (en) Mini-type air condition used for electric device
KR20100060756A (en) A thermoelectric cooling device for liqiid type
SK762015U1 (en) Thermoelectric unit using heat-pipe technology
CN104703437A (en) Cooling device and cooling system
JP3129409U (en) Energy efficient electronic refrigerator
CN107957740B (en) Satellite-borne temperature control system using heat conducting wires
CN202474599U (en) Automatic cooling outdoor intelligent distribution box
JP2020071857A (en) Liquid cooling using outdoor cooler rack system
RU111901U1 (en) THERMOELECTRIC CLIMATE CONTROL SYSTEM
CN218770826U (en) Cooling system for internal ring temperature of power supply equipment
EP0719993A1 (en) Ecological thermoelectrical cooling system
KR20140146438A (en) Heat exchange module
JP2007024484A (en) Application of electric appliance for cooling and heating semiconductor
KR200389678Y1 (en) Cooing and heating apparatus without using CFC
CN220648786U (en) Weight cooler
RU2482396C2 (en) Thermoelectric climate control system