Módulo de refrigeración termoeléctrica, que comprende una pieza de refrigeración TEC (8) con una superficie superior y una superficie inferior,

un radiador (16) en contacto directo con la superficie inferior de la pieza de refrigeración TEC (8) y un eliminador de frío (18) que incluye un cuerpo de bloque (4) con una superficie inferior adherida a la superficie superior de la pieza de refrigeración TEC (8). Se dispone una estructura de armazón de aislamiento térmico (7) entre el radiador (16) y el eliminador de frío (18); el cuerpo de bloque del eliminador de frío y la pieza de refrigeración TEC localizándose dentro de la estructura de armazón de aislamiento térmico (7).Se proporciona una estructura de armazón de localización (1) que tiene un armazón interno, dentro del cual se localiza la parte terminal del eliminador de frío

Módulos de refrigeración termoeléctrica.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un módulo de refrigeración termoeléctrica para un aparato de refrigeración y pertenece al campo técnico de la refrigeración.

Antecedentes de la invención

Se hace también referencia a la tecnología de refrigeración termoeléctrica como tecnología de refrigeración por semiconductor o tecnología de refrigeración eléctrica por diferencia de temperaturas. La refrigeración termoeléctrica logra un efecto de refrigeración por medio de un efecto termoeléctrico de materiales semiconductores especiales. Una base para esta técnica es la utilización de un chip termoeléctrico (TEC). Un TEC convencional tiene una anchura de 40 mm, una longitud de 40 mm y un espesor de 5 mm. Tras la electrificación de un chip de refrigeración termoeléctrica, una superficie lateral del chip de refrigeración absorberá calor y la otra superficie lateral del mismo emitirá calor. Un módulo de refrigeración termoeléctrica se obtiene montando una pluralidad de aletas que emiten calor en los dos lados de un TEC.

Normalmente el TEC no consigue funcionar de manera eficaz y razonable debido al ensamblaje y disposición incorrectos en un objeto. El TEC debería ensamblarlo una persona con unos conocimientos muy avanzados. Como las superficies laterales de calor y frío del TEC están hechas de cerámica cuando se equipa a un objeto, son necesarios requisitos estrictos sobre presión a aplicar, carácter plano y homogeneidad de las superficies de contacto del objeto, selección de coeficientes de disipación de calor de las superficies laterales de calor y frío y aislamiento térmico del objeto. Si no se reúne uno de los requisitos, se reducirá el efecto de refrigeración total.

La mayoría de los módulos de refrigeración que existen consisten principalmente en un chip de refrigeración termoeléctrica, un cuerpo de aluminio de disipación del calor, un bloque de aluminio y un cuerpo de aluminio de disipación del frío. El cuerpo de aluminio de disipación del frío se monta en la superficie lateral de calor del TEC y el bloque de aluminio y el cuerpo de aluminio de disipación de frío se montan a la vuelta en la superficie lateral de frío del TEC. El rendimiento de refrigeración de una estructura de refrigeración está sujeto al efecto aislante entre las superficies laterales de calor y frío además de al rendimiento termoeléctrico del TEC por sí mismo y un efecto de disipación de calor de la superficie lateral de calor. Como la distancia entre las superficies laterales de calor y frío del TEC es de sólo 4-5 mm mientras que la diferencia de temperaturas entre las superficies laterales de calor y frío del TEC pueden llegar hasta 40-50ºC, se producirá un cortocircuito térmico entre las superficies laterales de calor y frío en el lugar en que el rendimiento de aislamiento entre las superficies laterales de calor y frío sea escaso. Por lo tanto, se podría proporcionar una estructura aislante para un módulo de refrigeración TEC para mejorar el rendimiento de refrigeración.

Como muestra la figura 1, la mayoría de las estructuras de aislamiento de refrigeración termoeléctrica comprenden una estructura de capa de espuma para aislamiento térmico. La estructura de capa de espuma para aislamiento térmico comprende una carcasa protectora de plástico del lateral de calor a21, una carcasa protectora de plástico del lateral de frío a22 y una capa de espuma para aislamiento térmico a23. Se monta una estructura de refrigeración (chip) dentro de un hueco de montaje de la estructura de capa de espuma para aislamiento térmico. Sin embargo, esta estructura tiene las siguientes deficiencias.

En primer lugar, las carcasas protectoras de plástico pueden conducir calor por sí mismas. Si se conecta la carcasa protectora de plástico del lateral de frío a22 con la carcasa protectora de plástico del lateral de calor a21, como el área de contacto entre las superficies laterales de calor y frío puede alcanzar hasta 100 cm² pero la distancia entre las superficies laterales de calor y frío es normalmente sólo de aproximadamente 4-5 cm, y también porque el coeficiente de conductividad térmico de algunos plásticos es de 0,2, se verá afectado el rendimiento de aislamiento. Además, como la estructura de refrigeración se dispone dentro del hueco de montaje proporciona espacios que el aire puede llenar para conducir el calor.

En segundo lugar, como el cuerpo de aluminio de disipación del calor a11 y el cuerpo de aluminio de disipación de frío a12 están sujetos directamente al bloque de aluminio a14 mediante tornillos de sujeción a13 y los tornillos de sujeción a13 están separados del cuerpo de aluminio de disipación de calor a11 y el cuerpo de aluminio de disipación de frío a12 sólo por espaciadores a16, los tornillos de sujeción a13 pueden llegar a ser medios de conductividad térmica que contrarrestan la diferencia de potencial térmico entre las superficies laterales de calor y de frío del TEC a1.

Además, como el punto de contacto entre el cuerpo de aluminio de disipación de frío a12 y la carcasa protectora de plástico del lateral de frío a22 se sella sólo mediante la esponja a15, cuando el módulo TEC funciona, penetrará agua condensada en la esponja a15 y entrará en los espacios del cuerpo de aluminio de disipación de frío a12, dando como resultado una transferencia de calor entre las superficies laterales de calor y frío por medio del agua condensada, lo que contrarresta de manera indirecta la diferencia de potencial térmico entre las superficies laterales de frío y calor reduciendo el efecto de refrigeración.

Las deficiencias de la estructura de aislamiento del módulo TEC existente en la técnica anteriormente mencionada afectan significativamente al efecto de refrigeración del mismo.

Resumen de la invención

Un problema técnico a resolver en la presente invención, es decir un objeto de la presente invención, es proporcionar un módulo de refrigeración termoeléctrica que mejore el efecto de refrigeración.

Para resolver el problema técnico de la presente invención, se proporciona un módulo de refrigeración termoeléctrica, que comprende una pieza de refrigeración TEC; un radiador; un eliminador de frío y la pieza de refrigeración TEC que tiene una superficie superior adherida a una superficie inferior de un cuerpo de bloque del eliminador de frío y una superficie inferior en contacto directo con el radiador, en el que entre el radiador y el eliminador de frío se proporciona una estructura de armazón de aislamiento térmico, dentro de la cual se sitúan el cuerpo de bloque del eliminador de frío junto con la pieza de refrigeración TEC, estando conectados tanto el radiador como el eliminador de frío a la estructura de armazón de aislamiento térmico mediante una pieza de conexión respectivamente, el eliminador de frío proporciona una parte terminal en la que se proporcionan una pluralidad de aletas de aluminio frío, la parte terminal se localiza dentro de un armazón interno de una estructura de armazón de localización, el armazón interno está sellado respectivamente mediante un dispositivo de sellado al eliminador de frío y la estructura de armazón de aislamiento térmico y se proporcionan una pluralidad de varillas de tornillo en la estructura de armazón de localización a lo largo de los lados de la misma.

Pueden proporcionarse formas de realización según la presente invención de la siguiente manera.

La estructura de armazón de aislamiento térmico proporciona mediante moldeado por inyección una varilla de guía de plástico que tiene una parte roscada, a la que se conectan el radiador y el eliminador de frío mediante tornillos y se proporciona un espaciador de plástico entre los tornillos y el radiador y el eliminador de frío.

El dispositivo de sellado comprende un anillo de sellado de caucho de silicona y un armazón soporte de plástico que proporciona una ranura formada a lo largo de la periferia del mismo para recibir el anillo de sellado de caucho de silicona.

El radiador comprende una base en la que se proporcionan una pluralidad de entradas en paralelo y una pluralidad de aletas de radiación, cada una con una parte terminal que se inserta en una de las entradas, fijándose de ese modo la parte terminal a la base.

El radiador comprende además una placa guía de aire...

1. Un módulo de refrigeración termoeléctrica, que comprende una pieza de refrigeración TEC (8) que tiene una superficie superior y una superficie inferior, un radiador (16) en contacto directo con la superficie inferior de la pieza de refrigeración TEC (8) y un eliminador de frío (18) que incluye un cuerpo de bloque (4) que tiene una superficie inferior adherida a la superficie superior de la pieza de refrigeración TEC (8), caracterizado porque se dispone una estructura de armazón de aislamiento térmico (7) entre el radiador (16) y el eliminador de frío (18); el cuerpo de bloque del eliminador de frío y la pieza de refrigeración TEC se localizan dentro de la estructura de armazón de aislamiento térmico (7); el radiador y el eliminador de frío están conectados a la estructura de armazón de aislamiento térmico (7) mediante una pieza de conexión respectivamente; el eliminador de frío tiene una parte terminal en la que se proporcionan una pluralidad de aletas de aluminio de frío; se proporciona una estructura de armazón de localización (1) que tiene un armazón interno, dentro del cual se localiza la parte terminal del eliminador de frío; el armazón interno del armazón de localización (1), el eliminador de frío (18) y la estructura de armazón de aislamiento térmico (7) están sellados mediante un dispositivo de sellado y la estructura de armazón de localización proporciona una pluralidad de varillas de tornillo en los lados de la misma.

2. El módulo de refrigeración termoeléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de armazón de aislamiento térmico (7) proporciona por moldeado por inyección de una varilla guía de plástico (9) que tiene una parte roscada (14) en la misma, el radiador (16) y el eliminador de frío (18) están conectados respectivamente a la estructura de armazón de aislamiento térmico (7) por tornillos atornillándose hasta la parte roscada (14) y se proporcionan espaciadores de plástico (3, 11) entre los tornillos y el radiador (16) y el eliminador de frío (18).

3. El módulo de refrigeración termoeléctrica según las reivindicaciones 1, caracterizado porque el dispositivo de sellado comprende un anillo de sellado de caucho de silicona (6) y un armazón soporte plástico (5) que proporciona una ranura formada a lo largo de la periferia del mismo para recibir el anillo de sellado de caucho de silicona (6).

4. El módulo de refrigeración termoeléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque el radiador comprende una base (10) en la que se proporcionan una pluralidad de entradas (19) en paralelo y una pluralidad de aletas de radiación (15) cada una con una parte terminal que se inserta en una de la pluralidad de ranuras para fijar la misma a la base (15).

5. El módulo de refrigeración termoeléctrica según la reivindicación 4, caracterizado porque el radiador (16) comprende además una placa guía de aire (13) que tiene un perfil en forma de U y la placa guía de aire con forma de U (15) protege otra parte terminal de cada una de las aletas de radiación de modo que se forman una pluralidad de canales de aire para radiación de calor entre la placa guía de aire con forma de U (13), la base (10) y las aletas de radiación (15).