ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

Предполагаемая полезная модель относится к термоэлектрическим приборам, работающим на эффекте Пельтье и предназначена для использования в различных системах охлаждения и нагревания: в холодильниках, кондиционерах и иных устройствах охлаждения, а также в термоэлектрических генераторах постоянного тока.
Известен термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, которые соединены между собой металлическими шипами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещены между подложками (1).
При прохождении постоянного тока по такой электрической цепи, где все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи с противоположной, одна подложка нагревается, а другая охлаждается. Это свойство термоэлектрического модуля используется для создания различных холодильных устройств, «откачивающих» тепловую энергию из рабочего пространства во внешнюю среду.
Недостатком этой конструкции является то, что расстояние между холодной и горячей сторонами термоэлектрического модуля слишком мало и из-за теплового влияния, которое они оказывают друг на друга, получить большой перепад температур не представляется возможным.
Наиболее близким к предлагаемому термоэлектрическому модулю является термоэлектрический модуль, включающий в себя полупроводниковые элементы с проводимостями p- и n-типов, которые соединены между собой металлическими шинами с высокой электропроводностью в единую электрическую цепь и размещены между подложками таким образом, что все горячие спаи соединены с одной подложкой, а все холодные спаи- с противоположной, каждый из полупроводниковых элементов p- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником с высокой электропроводностью: при этом длина каждого металлического проводника обеспечивает возможность разнесения подложек на заданное расстояние (2).
Недостатком этой конструкции является то, что при такой схеме соединения полупроводниковых элементов с проводимостями p- и n-типов, количество их увеличивается вдвое, однако количество горячих и холодных спаев, от чего в значительной мере зависит эффективность работы термоэлектрического модуля, не меняется.
Техническим результатом данного решения является повышение эффективности работы термоэлектрического модуля за счет изменения схемы соединения полупроводниковых элементов с проводимостями p- и n-типов, которая позволяет с увеличением их количества вдвое, также вдвое увеличить и количество холодных и горячих спаев.
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, все горячие спаи соединены с подложками, а все холодные спаи, соединенные металлическими шинами с высокой электропроводностью, разнесены, при этом длина каждого металлического проводника обеспечивает возможность разнесения их на заданное расстояние.
На рисунке - 1 схематично показана конструкция термоэлектрического модуля.
Термоэлектрический модуль, состоит из полупроводниковых элементов 1 и 2 с проводимостями p- и n-типов, соединенных между собой металлическими шипами 3 в единую электрическую цепь и размещенных между подложками 4 и 5 таким образом, что все горячие спаи соединены с этими подложками, а все холодные спаи, соединенные металлическими шинами 3, разнесены на заданное расстояние.
Термоэлектрический модуль работает следующим образом: при прохождении постоянного электрического 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 этими подложками, а все холодные спаи, хотя и размещены между подложками, но с ними не контактируют, возникает разность температур: подложки нагреваются, а все металлические шины 3, соединяющие холодные спаи и выполняющие одновременно роль радиатора, охлаждаются. При смене направления постоянного тока холодные и горячие спаи меняются местами. Эффективность работы такого термоэлектрического модуля в связи с увеличением количества спаев, значительно повышается.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент РФ RU 2075138 HO1L 35/30, HO1L 35/34 1993 г.
2. Патент РФ № 108695 HO1L 35/00, F25B 21/02 2011 г.