[go: up one dir, main page]

NL1017913C2 - Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier - Google Patents

Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier Download PDF

Info

Publication number
NL1017913C2
NL1017913C2 NL1017913A NL1017913A NL1017913C2 NL 1017913 C2 NL1017913 C2 NL 1017913C2 NL 1017913 A NL1017913 A NL 1017913A NL 1017913 A NL1017913 A NL 1017913A NL 1017913 C2 NL1017913 C2 NL 1017913C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
heat
peltier element
cold
liquid
peltier
Prior art date
Application number
NL1017913A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Marcus Jozef Gertrudi Zelissen
Daniel Arnoldus Maria Zelissen
Original Assignee
Marcus Jozef Gertrudi Zelissen
Daniel Arnoldus Maria Zelissen
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 Marcus Jozef Gertrudi Zelissen, Daniel Arnoldus Maria Zelissen filed Critical Marcus Jozef Gertrudi Zelissen
Priority to NL1017913A priority Critical patent/NL1017913C2/en
Priority to ES02733589T priority patent/ES2253535T3/en
Priority to DE60207230T priority patent/DE60207230T2/en
Priority to US10/475,717 priority patent/US7096676B2/en
Priority to EP02733589A priority patent/EP1384271B1/en
Priority to CN02812563.0A priority patent/CN1228864C/en
Priority to AT02733589T priority patent/ATE309618T1/en
Priority to JP2002584395A priority patent/JP2004524506A/en
Priority to PCT/NL2002/000268 priority patent/WO2002086980A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1017913C2 publication Critical patent/NL1017913C2/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00478—Air-conditioning devices using the Peltier effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

A thermoelectric cooling element (8) includes a semiconductor layer (12) sandwiched between two plates. The cooling element is flexibly and sealingly framed along its outer perimeter in a carrier such that an insulating contact surface of one of the plates directly contacts a cooling liquid passing through a channel. The carrier and the contact surface define a wall of the channel (11). An Independent claim is included for carrier.

Description

Montage van Peltier elementen in een koel of warmte inrichting.Mounting of Peltier elements in a cool or heat device.

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het monteren van 1 of meerdere Peltier elementen, ook wel Thermo Electric Devices of TEC’s genoemd, die worden gemonteerd in een koelsysteem of verwarmingsysteem. In fig 1 is een vereenvoudigde doorsnede getekend van een Peltier element met 1 het oppervlak, 2 het halfgeleider element en 3 de aansluitdraden.The present invention relates to the mounting of 1 or more Peltier elements, also referred to as Thermo Electric Devices or TECs, which are mounted in a cooling system or heating system. Fig. 1 shows a simplified cross-section of a Peltier element with 1 the surface, 2 the semiconductor element and 3 the connecting wires.

ïo De standaard manieren van montage zoals die in vele toepassingen reeds zijn gebruikt, gaan uit van inklemmen (zie voorbeeld fig 2 ), verlijmen of solderen van het Peltier element op een goed warmtegeleidend materiaal.The standard ways of mounting that have already been used in many applications are based on clamping (see example fig. 2), gluing or soldering the Peltier element on a good heat-conducting material.

Dit materiaal is daarom meestal een redelijk dikke metalen plaat of koellichaam van bijvoorbeeld koper of aluminium.This material is therefore usually a fairly thick metal plate or heat sink made of, for example, copper or aluminum.

15 De warmte of koude wordt via dit materiaal doorgegeven aan een luchtstroom of vloeistofstroom, die deze energie vervolgens weer doorgeeft aan de omgeving of aan een externe “warmte wisselaar”, afhankelijk van de soort toepassing.The heat or cold is transferred via this material to an air stream or liquid stream, which then passes this energy on to the environment or to an external "heat exchanger", depending on the type of application.

Doordat het oppervlak van het Peltier element “hard” is (niet flexibel) en het 20 oppervlak van de koelplaat of het koellichaam eveneens gemaakt is van een “hard” niet flexibel materiaal, ontstaan er in het contactoppervlak zeer kleine tussenruimtes ( zie 12 in fig. 3). Dit komt doordat de oppervlakken niet oneindig vlak zijn en dit ook niet gerealiseerd kan worden door inklemmen, omdat de Peltier elementen o.a. een maximale aandrukkracht hebben.Because the surface of the Peltier element is "hard" (non-flexible) and the surface of the cooling plate or heat sink is also made of a "hard" non-flexible material, very small gaps are created in the contact surface (see 12 in fig. 3). This is because the surfaces are not infinitely flat and this cannot be achieved either by clamping, because the Peltier elements have, among other things, a maximum pressing force.

25 Door het inklemmen met een gedefinieerde kracht en volgorde uit te voeren, de tussenruimtes op te vullen met een warmtegeleidende pasta of warmtelijm of via solderen, verkrijgt men toch uiteindelijk een warmtegeleiding naar de lucht of vloeistof stroom.By carrying out the clamping with a defined force and sequence, filling the gaps with a heat-conducting paste or heat glue or via soldering, one ultimately obtains a heat conduction to the air or liquid stream.

30 1017913· 230 1017913 · 2

Het nadeel van deze technieken is dat men principieel een warmteweerstand inbouwt die het rendement van het systeem negatief beïnvloedt en dat de 5 montage van meerdere elementen naast elkaar steeds moeilijker en met steeds meer randvoorwaarden gaat verlopen.The disadvantage of these techniques is that in principle a heat resistance is built in which negatively influences the efficiency of the system and that the assembly of several elements next to each other becomes increasingly difficult and with more and more preconditions.

De isolatie tussen de warme en koude kant, de isolatie van de bevestiging 6, de spanningen bij opwarmen en afkoelen, de spanningen bij de montage van meerdere elementen, de spanningen bij het solderen, de materiaalkosten van ïo de koelplaat of het koellichaam, de toleranties van de Peltier elementen en koellichaam, enz. zijn verder allemaal negatieve elementen van deze bestaande technieken.The insulation between the hot and cold side, the insulation of the mounting 6, the stresses during heating and cooling, the stresses during the assembly of several elements, the stresses during soldering, the material costs of the cooling plate or the heat sink, the tolerances of the Peltier elements and heat sink, etc. are furthermore all negative elements of these existing techniques.

Een eenvoudiger, efficiënter en goedkoper systeem ontstaat wanneer we het is contact tussen de “harde” oppervlakken van het Peltier element met de koelplaat of het koellichaam vermijden en daarmee de warmteweerstand in de overgang naar het warmtetransporterend medium minimaliseren.A simpler, more efficient and cheaper system is created when we avoid contact between the "hard" surfaces of the Peltier element with the cooling plate or the heat sink and thereby minimize the heat resistance in the transition to the heat transfer medium.

Dit kan worden gerealiseerd door de koelplaat of het koellichaam te laten vervallen en het Peltier element rechtstreeks, via een oppervlakte coating of 20 via een uiterst dunne flexibele wand 17, een warmtecontact te laten maken met de vloeistof of het gas 19 dat de warmte of koude transporteert.This can be achieved by eliminating the cooling plate or the cooling body and allowing the Peltier element to make a heat contact with the liquid or gas 19 that the heat or cold directly, via a surface coating or via an extremely thin flexible wall 17. transports.

Door de flexibiliteit van de dunne tussenwand en de inherente flexibiliteit van de vloeisof of het gas worden de tolerantie eisen aan de elementen en/of componenten en aan de montagevoorschriften gereduceerd.Due to the flexibility of the thin partition wall and the inherent flexibility of the fluid or gas, the tolerance requirements for the elements and / or components and for the assembly instructions are reduced.

25 Hierdoor ontstaat een eenvoudiger en goedkoper systeem met een hoger energie rendement.This creates a simpler and cheaper system with a higher energy efficiency.

Daar de vloeistof of gas niet in het Peltier element mag doordringen is een goede afdichting 15 noodzakelijk.Since the liquid or gas is not allowed to penetrate into the Peltier element, a good seal is necessary.

30 1017913· 330 1017913 · 3

Deze afdichting wordt gerealiseerd door een flexibele opvulling, wat bijvoorbeeld rubber, silicone of een flexibele tape zou kunnen zijn met 5 bovendien een afdichting (sealing) 16 van de Peltier elementen en de onderlinge tussenruimtes.This seal is realized by a flexible padding, which could, for example, be rubber, silicone or a flexible tape with, in addition, a seal (seal) 16 of the Peltier elements and the mutual gaps.

De afscherming of behuizing van het warmtetransportkanaal 13 kunnen nu bovendien bestaan uit bijvoorbeeld kunststof producten.The shielding or housing of the heat transfer channel 13 can now moreover consist of, for example, plastic products.

Deze zijn goedkoop en hebben bovendien al een isolerende werking, ïo waardoor ook een eenvoudige bevestiging met bijvoorbeeld een bout 18 volstaat.These are inexpensive and moreover already have an insulating effect, so that a simple fixation with, for example, a bolt 18 is sufficient.

Indien het Peltier element reeds een oppervlak heeft dat een vloeistof of gas niet doorlaat, of wanneer het element via een coating of een toplaag een 15 oppervlak heeft gekregen dat een vloeistof of gas niet doorlaat, kan de flexibele laag 17 zelfs vervallen en kan er een directe warmteoverdracht tussen het element en het energietransporterende medium ontstaan.If the Peltier element already has a surface that does not allow a liquid or gas to pass through, or if the element has been given a surface that does not allow a liquid or gas to pass through a coating or a top layer, the flexible layer 17 may even be omitted and a direct heat transfer between the element and the energy-transporting medium.

1017913«1017913 «

Claims (22)

1. Een montage van één of meerdere Peltier elementen in een koel of 5 warmte inrichting waarbij het warmte of koude transport via een vloeistof of gas wordt gerealiseerd met het kenmerk dat het oppervlak van het Peltier element een “flexibel” warmtecontact heeft met het warmte of koude transporterend medium. ïo 2. Een montage volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het Peltier element niet doorlatend is voor de vloeistof of gas en er een direct oppervlakte contact is tussen het Peltier element en het warmte of koude transporterend medium. is 3. Een montage volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het Peltier element via een toplaag of coating niet doorlatend is gemaakt voor die vloeistof of gas er een direct oppervlakte contact is tussen het Peltier element en het warmte of koude transporterend medium.1. A mounting of one or more Peltier elements in a cool or heat device wherein the heat or cold transport via a liquid or gas is realized, characterized in that the surface of the Peltier element has a "flexible" heat contact with the heat or cold transport medium. 2. A mounting according to claim 1, characterized in that the Peltier element is non-permeable to the liquid or gas and there is a direct surface contact between the Peltier element and the heat or cold transporting medium. 3. A mounting according to claim 1, characterized in that the Peltier element is made non-permeable via a top layer or coating for that liquid or gas, there is a direct surface contact between the Peltier element and the heat or cold transporting medium. 4. Een montage volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het Peltier element een vloeistof doorlatend oppervlak heeft, maar gescheiden is door een dunne flexibele wand die de vloeistof of gas niet doorlaat en via die wand de energie doorgeeft aan het warmte of koude transporterend medium. 25A mounting according to claim 1, characterized in that the Peltier element has a liquid-permeable surface, but is separated by a thin flexible wall that does not allow the liquid or gas to pass through and transmits the energy via this wall to the heat or cold transporting medium . 25 5. Een montage volgens conclusie 1, met het kenmerk dat een willekeurige combinatie van de conclusies 2, 3 en 4 wordt gebruikt. 10179131 Fig. 1. Voorbeeld van een Peltier Element I. Keramisch oppervlakAn assembly according to claim 1, characterized in that any combination of claims 2, 3 and 4 is used. FIG. 1. Example of a Peltier Element I. Ceramic surface 2. Halfgeleider element2. Semiconductor element 3. Aansluitdraad Fig, 2. Voorbeeld van een montage 103. Connection wire Fig. 2. Example of assembly 10 4. Koude plaat van koper of aluminium4. Cold sheet of copper or aluminum 5. Koellichaam met vinnen of waterkoeling5. Heat sink with fins or water cooling 6. Isolerende ring6. Insulating ring 7. Sluitring7. Washer 8. Veerring8. Spring ring 9. BoutR.V.S. Fig. 3. Contactoppervlak ( sterk vergroot)9. Bolt RVS. FIG. 3. Contact surface (greatly enlarged) 10. Koude plaat of koellichaam II. Peltier element10. Cold plate or heat sink II. Peltier element 12. Ruimte tussen oppervlakken12. Space between surfaces 25 Fig, 4. Montage met flexibele dunne laagFig. 4. Assembly with flexible thin layer 13. Kunststof plaat met vloeistof kanaal13. Plastic plate with fluid channel 14. Kunststof bevestigings plaat14. Plastic mounting plate 15. Elastische afdichting15. Elastic seal 16. Afdichting/Sealing16. Sealing / Sealing 17. Dunne flexibele laag17. Thin flexible layer 18. Bout18. Bolt 19. Kanaal voor warmte of koude transporterend medium19. Channel for heat or cold transporting medium 20. Peltier element 35 Fig. 5. Meerdere Peltier Elementen in koelelement 40 1017913·20. Peltier element 35 FIG. 5. Multiple Peltier Elements in cooling element 40 1017913 ·
NL1017913A 2001-04-24 2001-04-24 Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier NL1017913C2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1017913A NL1017913C2 (en) 2001-04-24 2001-04-24 Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier
ES02733589T ES2253535T3 (en) 2001-04-24 2002-04-24 ELECTRICAL COOLING DEVICE.
DE60207230T DE60207230T2 (en) 2001-04-24 2002-04-24 ELECTRONIC COOLER
US10/475,717 US7096676B2 (en) 2001-04-24 2002-04-24 Electric cooling device
EP02733589A EP1384271B1 (en) 2001-04-24 2002-04-24 Electric cooling device
CN02812563.0A CN1228864C (en) 2001-04-24 2002-04-24 Electric cooling device
AT02733589T ATE309618T1 (en) 2001-04-24 2002-04-24 ELECTRONIC REFRIGERATOR
JP2002584395A JP2004524506A (en) 2001-04-24 2002-04-24 Electric cooling device
PCT/NL2002/000268 WO2002086980A1 (en) 2001-04-24 2002-04-24 Electric cooling device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1017913A NL1017913C2 (en) 2001-04-24 2001-04-24 Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier
NL1017913 2001-04-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1017913C2 true NL1017913C2 (en) 2002-10-25

Family

ID=19773290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1017913A NL1017913C2 (en) 2001-04-24 2001-04-24 Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1017913C2 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3216204A (en) * 1963-01-15 1965-11-09 Tecumseh Products Co Low loss thermoelectric heat exchanger
US3269874A (en) * 1962-03-20 1966-08-30 Kurt G F Moeller Thermoelectric genera tor with flexible fluid confining tube expansion relief means
FR2477780A1 (en) * 1980-03-07 1981-09-11 Buffet Jean Heat exchanger for thermoelectric installation - has resilient mounting structure on exchanger surfaces for compensating vibration expansions etc.
EP0435586A2 (en) * 1989-12-29 1991-07-03 International Business Machines Corporation Heat transfer apparatus for an integrated circuit device
US5031689A (en) * 1990-07-31 1991-07-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Flexible thermal apparatus for mounting of thermoelectric cooler
EP0516280A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Semi-rigid heat transfer devices
WO1996011372A1 (en) * 1994-10-05 1996-04-18 Amerigon, Inc. Improved heat transfer system for thermoelectric modules
EP0924481A1 (en) * 1997-07-02 1999-06-23 Sel.Application Co., Ltd. Thermoelectric element and thermoelectric cooling or heating device provided with the same
WO1999040632A1 (en) * 1998-02-09 1999-08-12 Israel Thermo Electrical Ltd. Thermoelectric generator and module for use therein
US6119462A (en) * 1998-03-23 2000-09-19 Oasis Corporation Water cooler with improved thermoelectric chiller system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269874A (en) * 1962-03-20 1966-08-30 Kurt G F Moeller Thermoelectric genera tor with flexible fluid confining tube expansion relief means
US3216204A (en) * 1963-01-15 1965-11-09 Tecumseh Products Co Low loss thermoelectric heat exchanger
FR2477780A1 (en) * 1980-03-07 1981-09-11 Buffet Jean Heat exchanger for thermoelectric installation - has resilient mounting structure on exchanger surfaces for compensating vibration expansions etc.
EP0435586A2 (en) * 1989-12-29 1991-07-03 International Business Machines Corporation Heat transfer apparatus for an integrated circuit device
US5031689A (en) * 1990-07-31 1991-07-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Flexible thermal apparatus for mounting of thermoelectric cooler
EP0516280A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Semi-rigid heat transfer devices
WO1996011372A1 (en) * 1994-10-05 1996-04-18 Amerigon, Inc. Improved heat transfer system for thermoelectric modules
EP0924481A1 (en) * 1997-07-02 1999-06-23 Sel.Application Co., Ltd. Thermoelectric element and thermoelectric cooling or heating device provided with the same
WO1999040632A1 (en) * 1998-02-09 1999-08-12 Israel Thermo Electrical Ltd. Thermoelectric generator and module for use therein
US6119462A (en) * 1998-03-23 2000-09-19 Oasis Corporation Water cooler with improved thermoelectric chiller system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1384271B1 (en) Electric cooling device
US20100175857A1 (en) Millichannel heat sink, and stack and apparatus using the same
JP2006508542A (en) Integrated thermoelectric module
JP2001320005A (en) Refrigerant-cooled double-sided cooling semiconductor device
JP2001352023A (en) Refrigerant-cooled double-sided cooling semiconductor device
US20060168969A1 (en) Compact high-performance thermoelectric device for air cooling applications
CN102446878A (en) Semiconductor refrigerating device
CN202350373U (en) Thermoelectric cooler (TEC)
NL1017913C2 (en) Electric cooler for motor vehicle e.g. car, van has thermoelectric cooling element that is flexibly and sealingly framed along its perimeter in carrier
KR20160081434A (en) Thermoelectic moudule and Apparatus for cooling and heating a vehicle seat having the same
JPH0430586A (en) Thermoelectric device
US12289804B2 (en) Electric heating device
WO2007024229A1 (en) Heat exchanger for thermoelectric applications
JPH08335723A (en) Heat / electricity converter
KR101092396B1 (en) Rergerrator for a vehicle
JPS62189774A (en) thermoelectric generator
CN218917903U (en) Efficient refrigeration camera dispels heat
WO2004063643A1 (en) A thermoelectric cooling device
JPH0159748B2 (en)
JPH0629434A (en) Heat dissipation device
JP3546491B2 (en) Fluid cooling device using thermoelectric conversion element
CN216384665U (en) Heat conduction water channel
Mishra et al. Peltier thermoelectric cooling module
JPS5857679B2 (en) electronic heat exchange unit
JP2000138482A (en) Temperature control stage and thermoelectric conversion module provided therein

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20061101