[发明专利]直接热电冷却器组件

说明书

本申请是2007年12月18日递交的申请号为200780045811.1，发明名称为“直接热电冷却器组件”的分案申请。

发明领域

本发明的实施方案一般地涉及冷却单元。具体地说，本发明的各个方面涉及热电装置，在该热电装置中流体被沿着热电模块侧面引导。

背景技术

通过物体前行的电荷载体(例如，当电流经过物体的时候)可以传递热，借此给物体的一边加热同时冷却该物体的另一边。这个效应可能被称为“珀尔帖”效应，而在冷却和加热装置中利用这个效应设计的物体可能被称为热电模块。

一些热电模块可能使用从金属或半导体的一端到金属或半导体的另一端的电流传热。该电流可能诱发这样的温差，以致单一金属或单一半导体的一边变得比较热，同时单一金属或单一半导体的另一边变得比较冷。

为了提高加热和冷却的效果，其他的热电模块可能使用通过两个不同材料(举例来说，p-型和n-型的半导体)的交替阵列的电流传热。阵列可能是这样安排的，以致该阵列的每个元件被电耦合到不同的物质类型的一个邻居和通过热电模块不同面。当电位加到该阵列上的时候，电流穿越该阵列向热电模块的一边移动，通过利用第一材料做成的阵列元件，然后回到热电模块的另一边通过利用第二材料制造的阵列元件。在这样的安排中，电流沿着该阵列所有的元件以从热电模块的一边到热电模块的另一边往返的方式存在。

在任一类型的热电模块中，热量被电荷载体(即，电子或空穴)从热电模块的一边运送到另一边。在后者类型的热电模块中，材料是这样选定的，以致一个材料的电荷载体是电子，而另一个材料的电荷载体是空穴。采用这样一组材料，当电流通过如上所述安排的元件阵列的时候，在利用两个材料制造的元件中电荷载体可能向热电模块的同一边流动。因此，热量将朝热电模块的同一边移动，尽管电流将沿着相反的方向通过利用不同的材料制作的元件。

为使用一个或多个热电模块提供加热和/或冷却设计的装置可能被称为热电装置。为了利用热电模块中的热运动，现有技术的热电装置100(如图1所示)可能包括在热电模块109的每个面105、107之间转移热量的冷板101、103和在热电模块109附近用导管111、113运送的两个工作流体。当与热电模块109的冷边107连接的导管113中的工作流体将变凉的时候，与热电模块109的热边105连接的导管111中的工作流体将变热。热的流体可能用来给物体或空间加热，而凉爽的流体可能用来冷却物体或空间。

为了促进冷板101、103和热电模块109之间的热转移，可能施加压力把压寒冷板101、103和热电模块109的两个侧面105、107压在一起并且除去大的缝隙。这个压力通常受这样的限制，以便热电模块109可以随着它的温度变化收缩和膨胀。为了进一步促进热电模块109的两个面105、107和冷板101、103之间的热转移，由冷板101、103和热电模块109的侧面105、107的表面瑕疵引起的微米级空隙可以通过在冷板101、103和热电模块109的侧面105、107之间加一层热界面材料115来填充。

发明内容

本发明的一个方面包括热电系统。一些实施方案包括至少一个有第一面和第二面的热电模块。在一些实施方案中，那至少一个热电模块被配置成在操作期间扩大第一面和第二面之间的温差。一些实施方案包括至少一个配置成至少沿着那至少一个热电模块的第一面的第一部分引导第一流体的第一流体管理器。

在一些实施方案中，第一流体至少包括水和乙二醇组合物之一。在一些实施方案中，那至少一个热电模块包括至少一个p-型半导体和至少一个n-型半导体。在一些实施方案中，那至少一个热电模块包括至少一个配置成使第一流体与第一面电绝缘的第一流体抵抗层。在一些实施方案中，那至少一个第一流体管理器包括至少一个第一流体供应线和至少一个第一流体回流线。一些实施方案进一步包括为将第一流体引向那至少一个第一流体供应线配置的第一流体供应管理器连接和为引导来自那至少一个第一流体回流线的第一流体而配置的第一流体回流线连接。在一些实施方案中，那至少第一流体供应线包括众多第一流体供应线，在一些实施方案中，那至少一个第一流体管理器进一步包括至少一个形成至少一个配置成将一部分来自那至少一个第一流体供应线的第一流体引向那至少一个第一流体回流线的通道的第一流体导向器。