ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

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 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 подложкой, а все холодные спаи - с противоположной подложкой, подложки выполнены в виде металлического основания (2).
Недостатком этой конструкции, как и предыдущей, является то, что расстояние между горячей и холодной сторонами термоэлектрического модуля слишком мало и из-за теплового влияния, которое они оказывают друг на друга, получить большой перепад температур не представляется возможным.
Техническим результатом данного решения является повышение эффективности термоэлектрического модуля за счет создания конструкции, которая позволяет свести к минимому или полностью исключить тепловое влияние подложек друг на друга, что приведет к значительному увеличению разности температур между подложками и, как следствие этого, к росту холодильного коэффициента.
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, 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.
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 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. Каждый из полупроводниковых элементов 1 и 2 p- и n-типов проводимостей состоит из двух разнесенных частей, соединенных между собой металлическим проводником 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 за счет разнесения подложек на значительное расстояние их температурное влияние друг на друга минимально или полностью исключается. Это обеспечивает значительное повышение эффективности работы термоэлектрического модуля.
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 НO1L 35/30, НO1L 35/34 1993 г.