Термоэлектрическое устройство повышенной эффективности с использованием тепловой изоляции

Изобретение относится к усовершенствованным термоэлектрическим устройствам повышенной эффективности для получения нагретых и/или охлажденных состояний. Термоэлектрическая система для использования с хотя бы одной средой, охлаждаемой или нагреваемой, включает множество термоэлектрических элементов, формирующих термоэлектрическую матрицу со стороной охлаждения и стороной нагревания. Множество термоэлектрических элементов являются по существу теплоизолированными один от другого в хотя бы одном направлении поперек матрицы. Термоэлектрическая система включает хотя бы один теплообменник на хотя бы одной (охлаждения и/или нагревания) стороне в тепловом взаимодействии с хотя бы одним термоэлектрическим элементом. Теплообменнику придана конфигурация, существенно сохраняющая теплоизоляцию термоэлектрических элементов. Техническим результатом является повышение КПД устройства. 5 н. и 83 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Термоэлектрическая система для использования с хотя бы одной средой, охлаждаемой или нагреваемой, включающая множество термоэлектрических элементов, формирующих термоэлектрическую матрицу со стороной охлаждения и стороной нагревания, где множество термоэлектрических элементов являются по существу теплоизолированными один от другого в хотя бы одном направлении поперек матрицы, и хотя бы один теплообменник на хотя бы одной (охлаждения и/или нагревания) стороне в тепловом взаимодействии с хотя бы одним термоэлектрическим элементом теплообменнику придана конфигурация, существенно сохраняющая теплоизоляцию термоэлектрических элементов.

2. Термоэлектрическая система по п.1, где хотя бы одна среда движется поперек хотя бы части хотя бы одной стороны матрицы в хотя бы одном направлении.

3. Термоэлектрическая система по п.2, где хотя бы одна характеристика некоторых термоэлектрических элементов изменяется в направлении движения среды.

4. Термоэлектрическая система по п.3, где хотя бы одна характеристика включает хотя бы сопротивление хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

5. Термоэлектрическая система по п.4, где сопротивление меняется посредством изменения длины хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

6. Термоэлектрическая система по п.4, где сопротивление меняется посредством изменения площади поперечного сечения хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

7. Термоэлектрическая система по п.4, где сопротивление меняется посредством механической конфигурации хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

8. Термоэлектрическая система по п.4, где сопротивление меняется через удельное сопротивление хотя бы одного термоэлектрического материала.

9. Термоэлектрическая система по п.1, где электрический ток через термоэлектрические элементы является различным для хотя бы некоторых термоэлектрических элементов в матрице.

10. Термоэлектрическая система по п.2, где теплообменник включает множество частей и хотя бы некоторые части в тепловом взаимодействии с хотя бы одним термоэлектрическим элементом, и хотя бы некоторые части существенно теплоизолированны от других упомянутых частей в направлении движения среды.

11. Термоэлектрическая система по п.10, где хотя бы некоторые из частей включают клеммные выводы.

12. Термоэлектрическая система по п.10, где хотя бы некоторые из частей включают тепловые трубы.

13. Термоэлектрическая система по п.10, где хотя бы некоторые из частей включают ребра.

14. Термоэлектрическая система по п.1, где хотя бы по одному теплообменнику находится на каждой из сторон (охлаждения и нагревания).

15. Термоэлектрическая система по п,1, где одна сторона имеет теплоотвод и одна сторона имеет хотя бы один теплообменник.

16. Термоэлектрическая система по п.15, где теплоотвод снабжен хотя бы одной тепловой трубой, на одном конце находящейся в тепловом взаимодействии с одной стороной термоэлектрической матрицы и на другом конце в тепловом взаимодействии с теплоотводом.

17. Термоэлектрическая система по п.1, где термоэлектрические элементы подвергаются воздействию хотя бы одного магнитного поля.

18. Термоэлектрическая система по п.1, где среда включает хотя бы одну текучую среду.

19. Термоэлектрическая система по п.1, где среда включает хотя бы одно твердое вещество.

20. Термоэлектрическая система по п.1, где среда включает комбинацию хотя бы одной текучей среды и хотя бы одного твердого вещества.

21. Термоэлектрическая система по п.3, где хотя бы одна характеристика является динамически регулируемой через регулирование механической конфигурации термоэлектрической системы.

22. Термоэлектрическая система по п.21, где система контроля, соединенная с упомянутой термоэлектрической системой, регулирует механическую конфигурацию, основываясь на хотя бы одном входном данном, поступающем в систему контроля.

23. Термоэлектрическая система по п.22, где система контроля работает согласно хотя бы одному алгоритму.

24. Термоэлектрическая система по п.3, где система контроля, соединенная с упомянутой термоэлектрической системой, регулирует хотя бы одну характеристику, основываясь на хотя бы одном входном данном, поступающем в систему контроля.

25. Термоэлектрическая система по п.24, где система контроля работает согласно хотя бы одному алгоритму.

26. Термоэлектрическая система для использования с направленным движением хотя бы одной среды, которая нагревается или охлаждается, включающая множество термоэлектрических элементов, формирующих термоэлектрическую матрицу со стороной охлаждения и стороной нагревания, где хотя бы одна характеристика хотя бы некоторых термоэлектрических элементов изменяется в направлении движения среды.

27. Термоэлектрическая система по п.26, где хотя бы одна характеристика включает хотя бы сопротивление хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

28. Термоэлектрическая система по п.27, где сопротивление меняется посредством изменения длины хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

29. Термоэлектрическая система по п.27, где сопротивление меняется посредством изменения площади поперечного сечения хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

30. Термоэлектрическая система по п.27, где сопротивление меняется посредством механической конфигурации хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

31. Термоэлектрическая система по п.27, где сопротивление меняется через удельное сопротивление хотя бы одного термоэлектрического материала.

32. Термоэлектрическая система по п.26, где хотя бы одна характеристика является динамически регулируемой через регулирование механической конфигурации термоэлектрической системы.

33. Термоэлектрическая система по п.32, где система контроля, соединенная с упомянутой термоэлектрической системой, регулирует механическую конфигурацию, основываясь на хотя бы одном входном данном, поступающем в систему контроля.

34. Термоэлектрическая система по п.33, где система контроля работает согласно хотя бы одному алгоритму.

35. Термоэлектрическая система по п.26, где хотя бы одна характеристика включает хотя бы электрический ток через термоэлектрические элементы.

36. Термоэлектрическая система по п.26, где термоэлектрическая матрица имеет хотя бы один теплообменник на хотя бы одной из сторон (охлаждения или нагревания).

37. Термоэлектрическая система по п.36, где теплообменник включает множество частей и хотя бы некоторые части в тепловом взаимодействии с хотя бы одним термоэлектрическим элементом, и хотя бы некоторые части существенно теплоизолированы от других упомянутых частей в направлении движения среды.

38. Термоэлектрическая система по п.37, где хотя бы некоторые из частей включают клеммные выводы.

39. Термоэлектрическая система по п.37, где хотя бы некоторые из частей включают тепловые трубы.

40. Термоэлектрическая система по п.37, где хотя бы некоторые из частей включают ребра.

41. Термоэлектрическая система по п.36, где хотя бы один теплообменник находится на каждой из сторон (охлаждения и нагревания).

42. Термоэлектрическая система по п.36, где одна сторона имеет теплоотвод, а другая сторона имеет теплообменник.

43. Термоэлектрическая система по п.26, где термоэлектрические элементы подвергаются воздействию хотя бы одного магнитного поля.

44. Термоэлектрическая система по п.26, где среда включает хотя бы одну текучую среду.

45. Термоэлектрическая система по п.26, где среда включает хотя бы одно твердое вещество.

46. Термоэлектрическая система по п.26, где хотя бы одна среда включает комбинацию хотя бы одной текучей среды и хотя бы одного твердого вещества.

47. Термоэлектрическая система по п.26, где система контроля, соединенная с упомянутой термоэлектрической системой, регулирует хотя бы одну характеристику, основываясь на хотя бы одном входном данном, поступающем в систему контроля.

48. Термоэлектрическая система по п.47, где система контроля работает согласно хотя бы одному алгоритму.

49. Способ производства усовершенствованной термоэлектрической системы для использования с хотя бы одной средой, которая нагревается или охлаждается, включающий следующие шаги: формирование множества термоэлектрических элементов в термоэлектрическую матрицу со стороной охлаждения и стороной нагревания, где множество термоэлектрических элементов являются по существу теплоизолированными один от другого в хотя бы одном направлении поперек матрицы, передача тепла от хотя бы одной стороны термоэлектрической матрицы, что существенно сохраняет теплоизоляцию термоэлектрических элементов.

50. Способ по п.49, далее включающий хотя бы одну среду, движущуюся поперек хотя бы части хотя бы одной стороны матрицы в хотя бы одном направлении.

51. Способ по п.50, далее включающий шаг изменения хотя бы одной характеристики термоэлектрических элементов в направлении движения среды.

52. Способ по п.51, где шаг изменения включает изменение хотя бы сопротивления хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

53. Способ по п.52, где шаг изменения сопротивления включает изменение длины хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

54. Способ по п.52, где шаг изменения сопротивления термоэлектрических элементов включает изменение площади поперечного сечения хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

55. Способ по п.52, где шаг изменения сопротивления термоэлектрических элементов включает изменение механической конфигурации хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

56. Способ по п.52, где шаг изменения сопротивления термоэлектрических элементов включает изменение удельного сопротивления хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

57. Способ по п.49, далее включающий шаг изменения электрического тока через хотя бы некоторые термоэлектрические элементы в матрице.

58. Способ по п.50, где шаг обмена теплотой включает создание теплообменника, включающего множество частей, каждая из которых находится в тепловом взаимодействии с хотя бы одним термоэлектрическим элементом, и хотя бы некоторые из частей по существу теплоизолированны от других частей в направлении движения среды.

59. Способ по п.58, где хотя бы некоторые из частей включают клеммные выводы.

60. Способ по п.58, где хотя бы некоторые из частей включают тепловые трубы.

61. Способ по п.58, где хотя бы некоторые из частей включают ребра.

62. Способ по п.49, где шаг обмена теплотой включает обмен теплотой с обеих сторон (охлаждения и нагревания).

63. Способ по п.49, далее включающий отвод теплоты с хотя бы одной стороны термоэлектрической матрицы.

64. Способ по п.49, далее включающий шаг воздействия на термоэлектрические элементы хотя бы одним магнитным полем.

65. Способ по п.49, где среда включает хотя бы одну текучую среду.

66. Способ по п.49, где среда включает хотя бы одно твердое вещество.

67. Способ по п.49, где хотя бы одна среда включает комбинацию хотя бы одной текучей среды и хотя бы одного твердого вещества.

68. Способ по п.51, где шаг изменения включает хотя бы одну динамически регулируемую характеристику, которая регулируется посредством механической конфигурации термоэлектрической системы.

69. Способ по п.68, где шаг динамического регулирования включает оценивание хотя бы одного параметра и регулирование в ответ на это оценивание.

70. Способ по п.69, где шаг динамического регулирования возобновляется в соответствии с алгоритмом в ответ на хотя бы один входной сигнал датчика, показывающий хотя бы один упомянутый параметр.

71. Способ по п.51, далее включающий шаг динамического регулирования хотя бы одной характеристики в ответ на оценку хотя бы одного параметра.

72. Способ по п.71, где шаг динамического регулирования возобновляется в соответствии с алгоритмом в ответ на хотя бы один входной сигнал датчика, показывающий хотя бы один упомянутый параметр.

73. Термоэлектрическая система для использования с хотя бы одной средой, которая охлаждается или нагревается, включающая средства для формирования множества термоэлектрических элементов в термоэлектрическую матрицу со стороной охлаждения и стороной нагревания, где множество термоэлектрических элементов являются по существу теплоизолированными один от другого в хотя бы одном направлении поперек матрицы, и средства для обмена теплотой с хотя бы одной стороной термоэлектрической матрицы, что существенно сохраняет теплоизоляцию термоэлектрических элементов.

74. Термоэлектрическая система по п.73, где хотя бы одна среда движется поперек хотя бы части хотя бы одной стороны матрицы хотя бы в одном направлении.

75. Термоэлектрическая система по п.74, где хотя бы одна характеристика термоэлектрических элементов изменяется в направлении движения среды.

76. Термоэлектрическая система по п.75, где хотя бы одна характеристика включает сопротивление хотя бы некоторых термоэлектрических элементов.

77. Термоэлектрическая система по п.75, где хотя бы одна характеристика включает электрический ток через хотя бы некоторые термоэлектрические элементы в матрице.

78. Термоэлектрическая система по п.74, где средства по обмену теплотой включают теплообменник.

79. Термоэлектрическая система по п.78, где теплообменник создается со множеством частей, каждая из которых в тепловом взаимодействии с хотя бы одним термоэлектрическим элементом, с хотя бы некоторыми частями теплообменника, по существу теплоизолированными от других частей теплообменника в направлении движения среды.

80. Термоэлектрическая система по п.79, где хотя бы некоторые из частей включают клеммные выходы.

81. Термоэлектрическая система по п.79, где хотя бы некоторые из частей включают ребра.

82. Термоэлектрическая система по п.79, где хотя бы некоторые из частей включают тепловые трубы.

83. Термоэлектрическая система по п.73, далее включающая средства для отвода теплоты с хотя бы одной стороны термоэлектрической матрицы.

84. Термоэлектрическая система по п.73, где среда включает хотя бы одну текучую среду.

85. Термоэлектрическая система по п.73, где среда включает хотя бы одно твердое вещество.

86. Термоэлектрическая система по п.73, где хотя бы одна среда включает комбинацию хотя бы одной текучей среды и хотя бы одного твердого вещества.

87. Термоэлектрическая система по п.75, где хотя бы одна характеристика изменяется с помощью динамического регулирования.

88. Способ работы термоэлектрической системы, где в термоэлектрической системе по п.87 динамическое регулирование происходит в соответствии с алгоритмом в ответ на хотя бы один входной сигнал датчика, показывающий хотя бы на один параметр.