热电式换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种热电式换热器(1)，其包括用于流经流动空间(3)和传递空间(4)之间的流体的热量交换的珀尔帖元件(5)。为了改善换热器(1)的效率和/或可靠性，连接珀尔帖元件(5)的半导体(6、7)的连接结构(8)布置成至少局部在流动空间(3)和/或至少局部在传递空间(4)中。本发明专利技术还涉及一种组件(12)，其包括所述珀尔帖元件(5)和连接结构(7)的半导体(6、7)。本发明专利技术还涉及一种用于生产该类型组件(12)的方法。

Thermoelectric heat exchanger

The present invention relates to a thermoelectric heat exchanger (1), which comprises a Perle element (5) for heat exchange between a fluid flowing through a mobile space (3) and a transfer space (4). In order to improve the efficiency and / or reliability of the heat exchanger (1), the connecting structure (8) of the semiconductor (6, 7) connected to the Perle element (5) is arranged at least locally in the flow space (3) and / or at least locally in the transfer space (4). The invention also relates to a component (12), which comprises a semiconductor (6, 7) of the Perle post element (5) and a connecting structure (7). The invention also relates to a method for producing the type assembly (12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电式换热器
本专利技术涉及一种用于流体的温度控制的热电式换热器，尤其用于具有珀尔帖元件的机动车辆。此外，本专利技术涉及这种珀尔帖元件。
技术介绍
为了流体、尤其气体的温度控制，通常采用换热器。这种换热器允许加热和/或冷却流体。为了该目的，这种换热器能够包括温度控制元件。公知的是提供电耗热元件作为温度控制元件，当电流流经它们时生成热量。这种加热元件公知于WO92/06570A。此处，加热元件设计为冷导体或者正温度系数加热元件(PTC加热元件)并且被采用用于加热气流。这种耗热元件的劣势为，尤其不具有可获得的电力资源，它们不允许适当加热和/或消耗过度资源。从现有技术还公知的是，采用温度控制元件用于流体的温度控制。在换热器中使用这种热电加热元件公知于DE102009058673A1和EP2518424A1。此处，在每个情况下采用珀尔帖元件，珀尔帖元件依靠合适的连接以及应用电压而具有冷侧和温侧。除了流体和另一个流体之间因温差带来的热传递，珀尔帖元件的对应布置允许实现依靠珀尔帖元件实现的热传递，使得总热传递增加。这种珀尔帖元件具有多个不同掺杂半导体，这些半导体彼此连接。为了避免半导体之间的短路，半导体在两侧通过电绝缘涂层和/或电绝缘板电绝缘。这种电绝缘通常表示热障，其恶化珀尔帖元件的热交换。此外，由于电绝缘布置在珀尔帖元件的侧面，珀尔帖元件沿热流动方向对置布置，使珀尔帖元件和要温度控制的流体和/或其他流体或物体之间的热交换更加困难。此外，这种珀尔帖元件设计为刚性的。在珀尔帖元件的操作期间，温差发生在珀尔帖元件内，这引起珀尔帖元件内的热应力。这些热应力会导致破坏珀尔帖元件的和/或半导体和/或短路之间的电连接的电绝缘，这会消极地影响珀尔帖元件的功能，尤其导致珀尔帖元件的故障。
技术实现思路
因此，本专利技术处理的问题是给出一种用于热电式换热器的改进的或者至少另一实施例，该热电式换热器包括用于流体的温度控制以及用于这种珀尔帖元件的珀尔帖元件，其特征尤其在于改进的效率和/或阻力。根据本专利技术，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利实施例是从属权利要求的主题。利用热电式换热器，本专利技术基于这样的总体构思：采用珀尔帖元件用于流经流动空间和传递空间的流体之间的热交换，并且将用于电连接珀尔帖元件的半导体布置在这两个空间中的至少一个中，即布置在流动空间和/或传递空间中。因此，布置在流动空间中的导体尤其直接暴露于流动的流体，或者布置在传递空间中的导体尤其直接包括在与传递空间的热交换中。通过将导体布置在流动空间或者传递空间中，产生了珀尔帖元件和流体之间的或者珀尔帖元件和传递空间之间的改善的热交换。结果，改善了换热器的效率。此外，将导体布置在流动空间或者传递空间中导致珀尔帖元件的改进的可动性，使得尤其能够更好地移除热应力，因而导致改善了换热器的阻力。根据创造性构思，换热器因而包括：流经空间，要温度控制的流体能够流经该流经空间；传递空间，其与流动空间流体地分离。在操作期间，传递空间用作与珀尔帖元件的热传递或者热交换，珀尔帖元件又与流动空间或者流经流动空间的流体交换热量。这导致传递空间和流经被珀尔帖元件相应地加强的流动空间的流体之间的热交换。珀尔帖元件包括多个所述半导体，其中，p掺杂的p型半导体和n掺杂的n型半导体交替布置在多个所述半导体中。半导体、因而所述导体的电连接实现为一种连接结构。该连接结构包括连接元件，连接元件在每个情况下电连接两个这种半导体。此外，半导体和连接元件彼此机械地连接。半导体和连接元件以及因而半导体和连接结构在该情况下形成一种机电串联装置(amechanicalandelectricalseriesarrangement)，在每个情况下这种连接元件以及这种半导体交替布置在这种机电串联装置中。串联机电装置尤其实现为使得这种连接元件将珀尔帖元件的两个接连的半导体机械地以及电气地连接。这意味着这种p型半导体、这种连接元件、这种n型半导体、这种连接元件、这种p型半导体等沿着该装置布置。此外，利用根据本专利技术的换热器，将珀尔帖元件或者该装置简单的集成在换热器中是可行的。尤其，能够尤其在对于生产换热器来说必要的任何结合方法步骤之前，尤其在锡焊换热器之前，将珀尔帖元件布置在换热器中。由于此，能够减少用于生产换热器的努力，因而减低制造成本。由于根据本专利技术的方案，能够省略电绝缘涂层，尤其电绝缘板材，例如用于电绝缘珀尔帖元件的陶瓷板材，使得减少换热器或者珀尔帖元件的部件的数量并且简化生产。这还降低珀尔帖元件的重量，因而降低换热器的重量。在有利实施例中，串联装置形成为预制组件单元，其能够插入或者安装在换热器中。由于此，能够显著降低换热器的生产努力。此外，用于生产换热器的其他生产步骤能够独立于该装置因而能够独立于珀尔帖元件发生。由于此，能够在多个变型中和/或更成本有效的生产换热器。形成为预制组件单元的该装置以这种方式构造，使得半导体能够与连接元件一起、因而与连接结构一起插入或者安装在换热器中。流动空间和传递空间之间的流体分离能够通常以任何方式实现。为了流体地分离流动空间与传递空间，优选采用分离结构，分离结构包括多个分离元件。此处，分离结构有利地构造，使得除了流体分离之外其将流动空间和传递空间进行热分离。分离元件能够用尤其具有低传热性材料(例如塑料)生产。实践中，分离元件由非导电材料生产。可想到的是，分离元件在相邻半导体之间延伸。在该情况下，半导体与分离元件一起能够形成分离结构。此处，当半导体布置于流动空间和传递空间之间时是有利的。有利实施例提供的是，除了连接元件和半导体，组件单元还包括分离元件。这意味着除了串联装置，组件单元还能够包括分离结构。由于此，进一步简化换热器的生产，尤其进一步降低组装努力。有利地，要温度控制的流经流动空间的流体是非导电的。为此，要温度控制的流体不应超过预定湿度比例，尤其当其是气态时，例如要温度控制的空气。为了限制流体的湿度，可想到的是给换热器装备除湿设备，除湿设备对珀尔帖元件上游的的流体进行除湿。显而易见地，液体流体也能够被根据本专利技术的换热器进行温度控制。尤其当液体是非导电的或者不超过预定导电率时这种温度控制是可行的。优选实施例提供的是，连接元件设计为完全相同部分。由于此，能够降低珀尔帖元件的生产努力以及因而换热器的生产努力和/或更成本有效地生产珀尔帖元件或者换热器。根据本专利技术的换热器能够被采用在任何应用中，用于温度控制这种流体。可想到的是，尤其在机动车辆中采用换热器以温度控制流经机动车辆的这种流体。尤其，换热器能够被采用作为加热器，尤其辅助加热器，用于温度控制这种流体。此处，流体能够尤其是供给至机动车辆内部的空气。结果，换热器在该情况下被采用作为机动车辆的空气调节设备或者作为这种空气调节设备的部件。在具有珀尔帖元件的传递空间中能够发生与另一第二流体的热交换，第二流体在下文描述为温度控制流体。此处，温度控制流体能够流经传递空间，能够相应地被描述为第二流动空间。此处，布置在温度控制空间中的至少一个连接元件能够直接暴露于温度控制流体。温度控制流体优选的是除了流经流动空间的流体之外的流体。温度流体在该情况下能够是气体或者液体。当在机动车辆中使用换热器时，温度控制流体能够尤其是机动车辆的冷却水。当这种布置在流动空间中的至少一个连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于流体的温度控制的热电式换热器(1)，尤其用于机动车辆(2)，具有：‑流动空间(3)，其能够被要温度控制的流体流经，‑传递空间(4)，其与所述流动空间(3)流体分离，‑珀尔帖元件(5)，其包括多个交替布置的p掺杂的p型半导体(6)和n掺杂的n型半导体(7)，‑其中，所述半导体(6、7)与连接结构(8)电接触，所述连接结构(8)在每个情况下包括连接元件(9)，所述连接元件(9)在每个情况下电接触两个这种半导体(6、7)，‑其中，至少一个这种连接元件(9)布置在所述流动空间(3)中，和/或至少一个这种连接元件(9)布置在所述传递空间(4)中，‑其中，所述半导体(6、7)和所述连接元件(9)形成电机械串联装置(12)，在每个情况下这种连接元件(9)和这种半导体(6、7)交替布置在所述串联装置(12)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.15 DE 102015213294.31.一种用于流体的温度控制的热电式换热器(1)，尤其用于机动车辆(2)，具有：-流动空间(3)，其能够被要温度控制的流体流经，-传递空间(4)，其与所述流动空间(3)流体分离，-珀尔帖元件(5)，其包括多个交替布置的p掺杂的p型半导体(6)和n掺杂的n型半导体(7)，-其中，所述半导体(6、7)与连接结构(8)电接触，所述连接结构(8)在每个情况下包括连接元件(9)，所述连接元件(9)在每个情况下电接触两个这种半导体(6、7)，-其中，至少一个这种连接元件(9)布置在所述流动空间(3)中，和/或至少一个这种连接元件(9)布置在所述传递空间(4)中，-其中，所述半导体(6、7)和所述连接元件(9)形成电机械串联装置(12)，在每个情况下这种连接元件(9)和这种半导体(6、7)交替布置在所述串联装置(12)中。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述装置(12)形成为能够插入在所述换热器(1)中的预制组件单元(13)。3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，分离结构(10)包括分离元件(11)，其流体地热分离所述流动空间(3)和所述传递空间(4)。4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述半导体(6、7)与所述分离元件(11)一起形成所述分离结构(10)。5.根据权利要求2和3或者4所述的换热器，其特征在于，所述组件单元(13)包括所述分离元件(11)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器，其特征在于，所述传递空间(4)能够被与所述珀尔帖元件(5)热交换的温度控制流体流经。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根·格伦瓦尔德，克里斯蒂安娜·黑内卡，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE