ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. Термоэлектрический модуль (1), по меньшей мере, имеющий первую стенку (2) и расположенную напротив нее вторую стенку (3), а также расположенные между ними элементы (4) из термоэлектрического материала (5), которые соединены между собой электрически проводящим образом, а также наполнительный материал (6), посредством которого все элементы (4) расположены на расстоянии друг от друга, и главное направление (8) теплового потока, которое проходит от образованной первой стенкой (2) горячей стороны (17) ко второй стенке (3), отличающийся тем, что при эксплуатации термоэлектрического модуля (1), по меньшей мере в температурном диапазоне от 50 до 600°C на горячей стороне, воздействующее на элементы (4) в главном направлении (8) теплового потока второе напряжение (11) сжатия не превышает, по меньшей мере, первое предельное напряжение (34), причем при превышении первого предельного напряжения (34) сжатия начинается поперечное сжатие используемого термоэлектрического материала (5), или не превышает, по меньшей мере, второе предельное напряжение (35), причем при превышении второго предельного напряжения (35) начинается пластическая деформация используемого термоэлектрического материала (5).
2. Термоэлектрический модуль (1), по меньшей мере, имеющий первую стенку (2) и расположенную напротив нее вторую стенку (3), а также расположенные между ними элементы (4) из термоэлектрического материала (5), которые соединены между собой электрически проводящим образом, а также наполнительный материал (6), посредством которого все элементы (4) расположены на расстоянии друг от друга, и главное направление (8) теплового потока, которое проходит от образованной первой стенкой (2) горячей стороны (17) ко второй стенке (3), отличающийся тем, что к термоэлектрическому модулю (1) посредством по меньшей мере одной силы (15) сжатия приложено напряжение таким образом, что первое напряжение (7) сжатия поперек главного направления (8) теплового потока, по меньшей мере, в области (9), в которой температурный потенциал (10) между первой стенкой (2) и второй стенкой (3) составляет по меньшей мере 50 К, составляет по меньшей мере 50% от второго напряжения (11) сжатия в главном направлении (8) теплового потока.
3. Термоэлектрический модуль (1) по п. 1, причем наполнительный материал (6), по меньшей мере, в температурном диапазоне от 50 до 600°C имеет больший коэффициент теплового расширения, чем термоэлектрический материал (5).
4. Термоэлектрический модуль (1) по п. 1, причем наполнительный материал (6), по меньшей мере, в температурном диапазоне от 50 до 600°C имеет меньшую теплопроводность [Вт/(м*К)], чем термоэлектрический материал (5).
5. Термоэлектрический модуль (1) по одному из п.п. 1-4, причем наполнительный материал (6), при рассмотрении, по меньшей мере, в направлении (16) параллельно главному направлению (8) теплового потока, не полностью заполняет промежуточное пространство (12) между первой стенкой (2) и второй стенкой (3).
6. Термоэлектрический модуль (1) по одному из п.п. 1-4, причем на холодной стороне (13) расположено устройство (14) приложения напряжения для создания силы (15) сжатия на термоэлектрический модуль (1) в направлении (16) поперек главного направления (8) теплового потока.
7. Способ эксплуатации термоэлектрического модуля (1), причем термоэлектрический модуль (1) имеет первую стенку (2) и вторую стенку (3) и расположенные между ними элементы (4) из термоэлектрического материала (5), которые соединены между собой электрически проводящим образом, и при эксплуатации между первой стенкой и второй стенкой имеется температурный потенциал (10), и главное направление (8) теплового потока проходит от первой стенки (2) ко второй стенке (3), причем способ эксплуатации, по меньшей мере, имеет следующие шаги:
а) создание температурного потенциала между первой стенкой (2) и второй стенкой (3),
б) приложение по меньшей мере одной силы (15) сжатия для создания первого напряжения (7) сжатия поперек главного направления (8) теплового потока, причем напряжение сжатия воздействует, по меньшей мере, на большинство элементов (4),
в) обеспечение того, что, по меньшей мере, в области (9), в которой температурный потенциал (10) между первой стенкой (2) и второй стенкой (3) составляет по меньшей мере 50 К, первое напряжение (7) сжатия составляет по меньшей мере 50% от второго напряжения (11) сжатия в главном направлении (8) теплового потока.
8. Способ по п. 7, причем на первое напряжение (7) сжатия поперек главного направления (8) теплового потока оказывают влияние путем внешнего регулирования по меньшей мере одной силы (15) сжатия.
9. Способ по п. 7, причем первое напряжение (7) сжатия изменяют саморегулирующим образом.
10. Термоэлектрический генератор (18), по меньшей мере, имеющий два термоэлектрических модуля (1) по одному из п.п. 1-6, причем к термоэлектрическим модулям (1) посредством компонента (19) термоэлектрического генератора (18) совместно подводят нагрузку с помощью по меньшей мере одной силы (15) сжатия для создания первого напряжения (7) сжатия.
11. Автомобиль (20), по меньшей мере, имеющий термоэлектрический модуль (1) по одному из п.п. 1-6 или, по меньшей мере, имеющий термоэлектрический генератор (18) по п. 10.