DE1196261B

DE1196261B - Thermoelectric heat pump

Info

Publication number: DE1196261B
Application number: DEE25782A
Authority: DE
Inventors: Thore Martin Elfving
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-11-09
Filing date: 1963-10-28
Publication date: 1965-07-08

Description

Thermoelektrische Wärmepumpe Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Wännepumpe in Form eines in einer verschlossenen und evakuierten Umhüllung angeordneten Pakets aus in Reihe geschalteten Paaren von Therinoelementen, deren zugehörige Brücken aus Kupfer in im wesentlichen parallelen Ebenen auf der kalten und warmen Seite der Wärmepumpe angeordnet sind und bei der das Paket von Thermoelementen in einer geschlossenen feuchtigkeitssicheren Umhüllung angeordnet ist. Die Thermoelemente einer solchen Anordnung besitzen insbesondere eine in Beziehung zur Länge große Querschnittsfläche.Thermoelectric heat pump The invention relates to a thermoelectric heat pump Heat pump in the form of an arranged in a closed and evacuated envelope Package of pairs of Therino elements connected in series, their associated bridges made of copper in essentially parallel planes on the cold and warm side the heat pump are arranged and in which the package of thermocouples in a closed moisture-proof envelope is arranged. The thermocouples such an arrangement in particular have a large in relation to the length Cross sectional area.

Bei herkömmlichen hermetisch verschlossenen Thermopacken wurden relativ lange Thermopaare verwendet, die zwischen dünnen Metallplatten, die entlang ihren Rändern zu einer luftdichten Hülle verbunden wurden, eingeschlossen waren. Diese Hülle konnte zum Herstellen eines Druckes zwischen den umschließenden Sammelplatten und den elektrisch isolierten, kupfernen Thermobrücken der Thermopaare evakuiert werden. Der Nachteil mit verbundenen Metallplatten liegt in der Wärmeleitung über die Ränder von der warmen zur kalten Seite. Bei den früher verwendeten langen Thermopaaren spielte diese Wärineströmung eine untergeordnete Rolle, für Einheiten mit sehr kurzen Elementen ist diese Ausführungsfonn jedoch nicht anwendbar. Herkömmliche Ausführungen evakuierter Packen waren ferner als mechanische Stütze für das Halbleitennaterial mit Isolierinaterial zwischen den Sammelplatten versehen. Bei Elementen mit sehr kurzen Längen ist zusätzliches Isoliermaterial schädlich, und nur ein Vakuum kann bei ihnen eine allzu große Wärineströmung von der warmen zur kalten Seite verhüten.In conventional hermetically sealed thermal packs, relative long thermocouples used between thin metal plates that run along their Edges were joined to form an airtight envelope. These Envelope could be used to create a print between the enclosing manifold plates and evacuated the electrically isolated, copper thermal bridges of the thermocouples will. The disadvantage with connected metal plates lies in the heat conduction the edges from the warm to the cold side. With the long thermocouples used earlier this heat flow played a subordinate role for units with very short However, this embodiment is not applicable to elements. Conventional designs Evacuated packages were also used as mechanical support for the semiconductor material provided with insulating material between the header plates. For elements with very For short lengths, additional insulation is detrimental, and only a vacuum can prevent too great a flow of heat from the warm to the cold side.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Verbesserung solcher Einrichtungen, in denen kurze Therinopaare mit minimalen Wärmeverlusten zwischen der warmen und kalten Seite verwendet werden können.The present invention enables an improvement of such devices, in which short therinopairs with minimal heat loss between the warm and cold side can be used.

Die Erfindung besteht darin, daß die Thermopaare zwischen gasdichten, elektrisch isolierenden, teilweise metallisierten keramischen Platten mit hohem Wärineleitvermögen angeordnet sind, die an den metallisierten Stellen zur Wärmeleitung mit den Brücken verlötet sind, und daß an den Kanten der keramischen Platten ein Rahmen aus einem Material mit niedrigem Wärmeleitvermögen gasdicht angeschlossen ist.The invention consists in that the thermocouples between gas-tight, electrically insulating, partially metallized ceramic plates with high Thermal conductivity are arranged on the metallized points for heat conduction are soldered to the bridges, and that on the edges of the ceramic plates Frame made of a material with low thermal conductivity connected gas-tight is.

Geeignete Werkstoffe für solche keramischen Platten sind beispielsweise Platten aus Aluminiumoxyd mit hoher Dichte oder Platten aus Berylliumoxyd. Die Kombination keramischer Sammelplatten mit einem Vakuum bei der Wärmepumpe nach der Erfindung führt zur Lösung der schwierigen Probleme, wie sie bei Anordnungen mit äußerst kurzen Halbleiterelementen gegeben sind.Suitable materials for such ceramic plates are, for example High density aluminum oxide panels or beryllium oxide panels. The combination ceramic collecting plates with a vacuum in the heat pump according to the invention leads to the solution of the difficult problems as they arise with arrangements with extremely short Semiconductor elements are given.

Die Erfindung ermöglicht den Bau einer Wärmepumpe mit einem geringen inneren Temperaturabfall durch den Einschluß der Thermoelementenpaare in eine keramische, hermetisch abgeschlossene Hülle unter Vakuum. Außerdem kann eine solche thermoelektrische Wärinepumpe äußerst dünn gehalten und mit im Vergleich zur hohen Kapazität relativ kleinen Oberflächenabmessungen versehen werden, ohne daß im Packen zwischen der kalten und warmen Seite große Wärmeverluste eintreten.The invention allows the construction of a heat pump with a low internal temperature drop due to the inclusion of the thermocouple pairs in a ceramic, Hermetically sealed envelope under vacuum. In addition, such a thermoelectric Heat pump kept extremely thin and relatively high compared to the high capacity small surface dimensions are provided without being in the packing between the On the cold and warm side, large heat losses occur.

Die F i g. 1 und 2 zeigen Teile der Anordnung nach der Erfindung. Brücken 11 aus Kupfer auf der warmen Seite sowie entsprechende Brücken 12 auf der kalten Seite sind so an Halbleiterelemente 13 gelötet, daß diese mit allen Thermoelementenpaaren in Reihe geschaltet sind. Die Länge der Thermoelementschenkel kann je nach ihrer Querschnittfläche (Durchmesser) zwischen 1 und 3 mm liegen. Das Verhältnis von Länge zum äquivalenten Durchmesser der Elemente soll etwa 1: 3 betragen, kann jedoch bis auf 1: 4 oder noch mehr verkleinert werden. Die Anordnung wird durch die Elektroden 14 und 15, die die verlängerten Brücken an beiden Enden der Anordnung bilden, mit Gleichstrom gespeist. Diese therinoelektrische Anordnung ist hermetisch in einer Hülle eingeschlossen, die aus keramischen Isolierplatten 16 und 17, zweckmäßig aus gepreßtem Aluminiumoxyd mit einer Dicke von etwa 0,5 mm besteht. Die Platten 16 und 17 sind etwas größer als die Anordnung selbst, so daß zwischen die Ränder der Platten ein Rahmen 18 aus einem Material mit niedriger Wärmeleitung gelegt werden kann, der den Raum zwischen den Platten verschließt. Der Rahmen 18 hat zwei Ausnehmungen 19 für die Elektroden 14 und 15. The F i g. 1 and 2 show parts of the arrangement according to the invention. Bridges 11 made of copper on the warm side and corresponding bridges 12 on the cold side are soldered to semiconductor elements 13 in such a way that they are connected in series with all thermocouple pairs. The length of the thermocouple legs can be between 1 and 3 mm , depending on their cross-sectional area (diameter). The ratio of the length to the equivalent diameter of the elements should be about 1: 3 , but can be reduced to 1: 4 or even more. The arrangement is fed with direct current through electrodes 14 and 15 which form the elongated bridges at either end of the arrangement. This therinoelectric arrangement is hermetically enclosed in a casing which consists of ceramic insulating plates 16 and 17, expediently made of pressed aluminum oxide with a thickness of about 0.5 mm . The plates 16 and 17 are slightly larger than the arrangement itself, so that a frame 18 made of a material with low thermal conductivity can be placed between the edges of the plates, which frame closes the space between the plates. The frame 18 has two recesses 19 for the electrodes 14 and 15.

Die keramischen Platten 16 und 17 sind mit ihren metallisierten Oberflächenstellen 27 bzw. 28 an der Innenseite der Platten mit den Thermobrücken 11 und 12 durch Lötung auf der warmen und kalten Seite verbunden. Die Metallisierung kann z. B. aus Silber-Nickel bestehen. Die keramischen Platten 16 und 17 sind ebenfalls auf ihrer Außenseite an geeigneten Flächen 20 und 21 (F i g. 2), die durch die gestrichelte Linie 22 und die Linie 23 in F i g. 1 begrenzt sind, metallisiert.The ceramic plates 16 and 17 are connected with their metallized surface locations 27 and 28 on the inside of the plates to the thermal bridges 11 and 12 by soldering on the warm and cold sides. The metallization can, for. B. consist of silver-nickel. The ceramic plates 16 and 17 are also on their outside on suitable surfaces 20 and 21 ( FIG. 2), which are indicated by the dashed line 22 and the line 23 in FIG. 1 are limited, metallized.

Die Anordnung kann in der Weise hergestellt werden, daß man zuerst sämtliche Thermoelementenpaare mittels Lötung der Elemente 13 an Kupferplatten 11 bzw. 12 auf die in der Figur angedeutete Weise zusammenfügt. (Auch die Elektroden 14 und 15 werden einbegriffen.) Anschließend legt man den Rahmen 18 um diese Anordnung, wobei die Elektroden in ihren entsprechenden Ausnehmungen liegen. Dann bringt man die keramischen Platten 16 und 17 vorsichtig auf beiden Seiten der Anordnung an, mit dünnen Folien eines geeigneten Lötzinns zwischen den metallisierten Oberflächen 27 und 28 und den entsprechenden Thermobrücken 11 und 12. Diesen Packen bringt man zweckmäßig in eine Spannvorrichtung unter mäßigem Druck und kann ihn dann in einem Lötofen auf den Schmelzpunkt des Lötzinns erhitzen. Diese Temperatur ist so zu wählen, daß die Lötstellen zwischen den Elementen 13 und den Thennobrücken 11 und 12 usw. nicht beschädigt werden. Nach dem Abkühlen kann der Packen mittels einer Dichtungsmasse 24 verschlossen und durch ein Glas oder Metallrohr 25 durch den Rahmen 18 evakuiert werden. Nach dem Evakuieren, das unter langdauernder Erwärmung auf eine in der Nähe des Schmelzpunktes des Lötzinns liegende Temperatur zur Entgasung der Anordnung erfolgen soll, wird das Rohr 25 durch Durchbrennen an der Spitze 26 verschlossen.The arrangement can be produced in such a way that all thermocouple pairs are first joined together by soldering the elements 13 to copper plates 11 and 12 in the manner indicated in the figure. (The electrodes 14 and 15 are also included.) The frame 18 is then placed around this arrangement, the electrodes lying in their corresponding recesses. Then one brings the ceramic plates 16 and 17 carefully on both sides of the arrangement, with thin foils of a suitable solder between the metallized surfaces 27 and 28 and the corresponding thermal bridges 11 and 12. This pack is expediently brought into a jig under moderate pressure and can then heat it in a soldering furnace to the melting point of the solder. This temperature is to be selected so that the soldering points between the elements 13 and the Thenno bridges 11 and 12 etc. are not damaged. After cooling, the pack can be closed by means of a sealing compound 24 and evacuated through a glass or metal tube 25 through the frame 18. After evacuation, which is to take place with long-term heating to a temperature close to the melting point of the solder in order to degas the arrangement, the tube 25 is closed by burning through at the tip 26 .

Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, wie die inneren Oberflächen zwecks Reduzierung der Strahlungsverluste innerhalb des evakuierten Packens behandelt werden sollen. Die Thermobrücken 11 und 12, die bei kurzen Längen der Elemente relativ groß in Beziehung zu den Elementen 13 gemacht werden, müssen vor dem Löten auf Hochglanz poliert werden, um wenig Wärme abzustrahlen. Die Thermobrücken können oft seitlich voneinander getrennt sein, wobei sie beträchtliche freie Flächen keramischen Materials zwischen sich lassen. Derartige Flächen mit hoher Abstrahlung müssen versilbert oder sonstwie metallisiert werden, um diese zu reduzieren, wie es in der F i g. 2 durch den Belag 30 bzw. 31 angedeutet ist, die nur schmale unmetallisierte Bänder 29 zwischen den metallisierten Flächen 27 und 28 belassen.From FIG. 2 it can be seen how the inner surfaces are to be treated in order to reduce radiation losses within the evacuated package. The thermal bridges 11 and 12, which are made relatively large in relation to the elements 13 with short lengths of the elements, must be polished to a high gloss before soldering in order to radiate little heat. The thermal bridges can often be laterally separated from one another, leaving considerable free areas of ceramic material between them. Such surfaces with high radiation must be silver-plated or otherwise metallized in order to reduce them, as shown in FIG. 2 is indicated by the covering 30 or 31 , which leave only narrow unmetallized strips 29 between the metallized surfaces 27 and 28 .

Das in F i g. 2 dargestellte Verschließen mittels eines Rahmens 18 und einer Dichtungsmasse 24 kann auch in der Weise ausgeführt werden, daß der vorzugsweise aus plastischem Material gefertigte Rahmen 18 auf seiner Ober- und Unterseite metallisiert und anschließend an den keramischen Platten, gleichzeitig mit dem Anlöten dieser Platten an die Thermobrücken, festgelötet wird. Auf diese Weise erhält man einen völlig hermetischen Verschluß.The in Fig. Closure 2 illustrated by a frame 18 and a sealing compound 24 can also be performed in a manner that is preferably made of plastic material frame 18 metallized on its top and bottom, and then to the ceramic plates, simultaneously with the soldering of the plates to the Thermal bridges, is firmly soldered. In this way a completely hermetic seal is obtained.

Bei der vorstehend beschriebenen Herstellung des geschlossenen Thennopackens wurde von der fertigen Anordnung der Thermoelementpaare ausgegangen, an der die keramischen Platten und der Kantenrahmen zuletzt angebracht werden. Es kann auch ein Verfahren in umgekehrter Reihenfolge zur Anwendung kommen. Dabei werden zuerst die Thermobrücken 11 und 12 usw. aus Kupfer an die metallisierten Flächen 27 bzw. 28 auf den keramischen Platten gelötet, und anschließend werden die Thermobrücken unter Verwendung eines geeigneten Lötzinns, z. B. aus Wismut und Zinn, an die Elemente 13 gelötet. Bei letzterem Vorgang wird auch der Rahmen 18 an entsprechenden metallisierten Flächen rund um die Ränder der keramischen Platten festgelötet. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß ein Lötzinn mit beliebig hohem Schmelzpunkt (z, B. übliches Lötzinn) bei der ersten Lötung zwischen den Kupferbrücken und den keramischen Platten verwendet werden kann. Bei späterem Löten des fertigen Thermopackens, z. B. an wännetransportierende Metalloberflächen, kann ein Zinn verwendet werden, dessen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt der Wismut-Zinn-Legierung liegt. Eine derartige zweckmäßige Legierung besteht aus Indium und Zinn, deren Schmelzpunkt unter 120' C liegt, während der der Wismut-Zinn-Legierung bei etwa 1401 C liegt. Schließlich kann noch ein drittes Verfahren zur Anwendung kommen. Dabei werden die auf beiden Seiten metallisierten keramischen Platten sowohl an den einzelnen kupfernen Thermobrücken als auch an den zu beiden Seiten der Wärmepumpe angebrachten wärmeübertragenden Metallteilen angelötet, bevor die Schenkel der einzelnen Thermoelemente zwischen die Thermobrücken gelötet werden. Dieses Verfahren kann bei der Massenherstellung beispielsweise von thermoelektrischen Kühlschränken oder anderen Wärmepumpeneinrichtungen zweckmäßig sein. Dann werden die Thermoelementenpaare beim letzten Lötvorgang eingelegt. Das dabei verwendete Lötzinn, z. B. Wismut-Zinn, hat dann den niedrigsten Schmelzpunkt von allen verwendeten Loten. Wenn derartige Metallteile aus Aluminium bestehen, müssen die mit den keramischen Platten in Kontakt kommenden Flächen vor Durchführung der Lötung verkupfert oder mit anderem lötfähigem Metall überzogen werden.The production of the closed thennopack described above was based on the finished arrangement of the thermocouple pairs to which the ceramic plates and the edge frame are attached last. A reverse procedure can also be used. First, the thermal bridges 11 and 12, etc. made of copper are soldered to the metallized surfaces 27 and 28 on the ceramic plates, and then the thermal bridges are made using a suitable tin solder, e.g. B. of bismuth and tin, soldered to the elements 13. In the latter process, the frame 18 is also soldered to corresponding metallized surfaces around the edges of the ceramic plates. The advantage of this method is that tin solder with any high melting point (e.g. conventional tin solder) can be used for the first soldering between the copper bridges and the ceramic plates. When soldering the finished thermal pack later, e.g. B. on heat-transporting metal surfaces, a tin can be used whose melting point is below the melting point of the bismuth-tin alloy. Such appropriate alloy of indium and tin whose melting point is below 120 'C, whereas the tin-bismuth alloy is of at about 1401 C. Finally, a third method can be used. The ceramic plates metallized on both sides are soldered to the individual copper thermal bridges as well as to the heat-transferring metal parts attached to both sides of the heat pump before the legs of the individual thermocouples are soldered between the thermal bridges. This method can be useful in the mass production of, for example, thermoelectric refrigerators or other heat pump devices. Then the thermocouple pairs are inserted during the last soldering process. The solder used for this, e.g. B. bismuth tin, then has the lowest melting point of all solders used. If such metal parts are made of aluminum, the surfaces that come into contact with the ceramic plates must be copper-plated or coated with other solderable metal before the soldering is carried out.

Die F i g. 3 zeigt einen Packen eines anderen Typs, bei dem die dicht montierten Therrnobrücken mit einer elektrisch isolierenden Schicht aus keramischem Material, beispielsweise Aluminiumoxyd, mittels Aufspritzens des Materials nach bekannten Methoden überzogen werden. Die Thermobrücken müssen vor dem Bespritzen mit einem Sandstrahlgebläse behandelt werden, um ein gutes Haftvermögen der Oberflächen zu erzielen. Beim Spritzvorgang ist selbstverständlich darauf zu achten, daß die Lötkontakte an den Thermobrücken nicht durch zu hohe Temperatur beschädigt werden. Dies läßt sich durch gleichzeitiges Bespritzen mehrerer Anordnungen verhüten, indem man sie beispielsweise auf einem langsam rotierenden Tisch anordnet, so daß sie zwischen jeder kurzen Spritzperiode abkühlen können. Es ist ferner zweckmäßig, bei diesem Vorgang gleichzeitig Gleichstrom zuzuführen, so daß die bespritzte Seite thermoelektrisch gekühlt wird. In diesem Fall müssen sich die Anordnungen in gutem Kontakt mit einer darunterliegenden Kühlfläche zur Ableitung der Wärme auf der »warmen« Seite befinden. Bei einer derartigen Abkühlung der »kalten« Seite bei hoher Temperatur liegt der Wirkungsgrad außerordentlich hoch, und es lassen sich große Wärmemengen mit verhältnismäßig geringer elektrischer Energie wegpumpen. DasBespritzenwirdfortgesetzt, bis man auf beiden Seiten einen Kuchen von etwa 0,2 bis 0,5 mm Dicke erhält. Der Aluminiumoxydbelag wird anschließend auf übliche Weise zum Löten des Thennopackens an wärineabsorbierende oder wärmeabgäbende Metallflächen metallisiert.The F i g. 3 shows a pack of another type in which the tightly mounted thermal bridges are coated with an electrically insulating layer of ceramic material, for example aluminum oxide, by means of spraying the material according to known methods. The thermal bridges must be treated with a sandblasting blower before spraying in order to achieve good adhesion of the surfaces. During the spraying process, it is of course important to ensure that the solder contacts on the thermal bridges are not damaged by excessively high temperatures. This can be prevented by spraying several assemblies at the same time, for example by placing them on a slowly rotating table so that they can cool down between each short spray period. It is also expedient to supply direct current at the same time during this process, so that the sprayed side is thermoelectrically cooled. In this case, the arrangements must be in good contact with an underlying cooling surface in order to dissipate the heat on the "warm" side. With such a cooling of the "cold" side at a high temperature, the efficiency is extremely high, and large amounts of heat can be pumped away with relatively little electrical energy. DasBespritzenwirdfortgesetzt until obtaining on both sides of a cake of about 0.2 to 0.5 mm thickness. The aluminum oxide covering is then metallized in the usual way for soldering the thennopack to heat-absorbing or heat-releasing metal surfaces.

Ein Verschlußrahmen gleichen Typs wie vorstehend beschrieben kann auch an diesem Typ keramischer Thermopacken angeordnet werden. Die F i g. 3 zeigt, wie die Thermobrücken 31 und 32 sich entlang den Rändern der Anordnung erstrecken, wobei die Thermoelemente 34 seitlich der Mittellinie in normalem Abstand vom Innenrand der Thermobrücke gelötet sind. Dadurch entsteht am Rande eine Rille, in der ein Rahmen 33 aus geeignetem Material mit niedrigem Wärmeleitvermögen zum vollständigen Verschließen der Anordnung angebracht werden kann. Der Rahmen 33 ist wie im vorstehend beschriebenen Fall mit Ausnehmungen 35 für die Elektroden 36 und 37 versehen. Das Evakuieren kann durch ein im Rahmen angebrachtes Rohr, das zugeschmolzen wird, erfolgen. Das Montieren der Anordnung muß derart erfolgen, daß die Spalte zwischen den Thermobrücken so klein werden, daß sie beim Bespritzen vom keramischen Material überbaut werden können. In der F i g. 3 ist der kerarnische Belag durch die Platten 38 und 39 angegeben. Dagegen ist die Metallisierung auf der Außenseite nicht dargestellt. Die thermoelektrischen Anordnungen nach den F i g. 1 und 3 haben etwa denselben Temperaturabfall zwischen den Lötstellen der Thermobrücken und der Außenseite der keramischen Platte bzw. des Belages. Beide können auf Metallflächen aufgelötet werden. Eine Anordnung gemäß den F i g. 1 und 2 eignet sich besser für ein Vakuum, da in dem zuvor gepreßten und gebrannten Aluminiumoxydkuchen die Gefahr für Porosität geringer ist.A closure frame of the same type as described above can also be arranged on this type of ceramic thermal pack. The F i g. Figure 3 shows the thermal bridges 31 and 32 extending along the edges of the assembly with the thermocouples 34 soldered to the side of the centerline at a normal distance from the inner edge of the thermal bridge. This creates a groove at the edge in which a frame 33 made of suitable material with low thermal conductivity can be attached to completely close the arrangement. As in the case described above, the frame 33 is provided with recesses 35 for the electrodes 36 and 37 . Evacuation can be carried out through a pipe that is attached to the frame and melted shut. The assembly of the arrangement must be carried out in such a way that the gaps between the thermal bridges are so small that they can be covered by the ceramic material when spraying. In FIG. 3 the Kerarnische covering is indicated by the plates 38 and 39 . In contrast, the metallization on the outside is not shown. The thermoelectric arrangements according to FIGS. 1 and 3 have approximately the same temperature drop between the soldering points of the thermal bridges and the outside of the ceramic plate or the covering. Both can be soldered onto metal surfaces. An arrangement according to FIGS. 1 and 2 are better suited for a vacuum, since the risk of porosity in the previously pressed and fired aluminum oxide cake is lower.

Für eine thermoelektrische Wärmepumpe nach der Erfindung können Schenkel mit einer Länge von nur 1,5 mm und mit einem Durchmesser von 5 bis 7 mm verwendet werden. Infolgedessen wird die Menge Halbleitermaterial - z. B. Wismut-Tellurid mit einer Gütezahl von Z = 3 X 10-3 l/' C - auf nur etwa 100 für eine Wärmepumpenleistung von 100 Watt bei einer Temperaturdifferenz von rund 40 IC vermindert. Da sich keramische Platten geeigneter Dicke bis herunter auf 0,2 mm auf einfache Weise zu niedrigen Kosten aus wärineleitendem Aluminiumoxyd herstellen lassen, ist eine thermoelektrische Wärinepumpe hoher Kapazität nach der Erfindung g außerordentlich wirtschaftlich. Da bei einer solchen Wärmepumpe, ferner gelötete Verbindungen ohne nennenswerten Temperaturabfall in der gesamten Wärmetransportkette in üblichen Anwendungsfällen, wie z. B. Kühlschränken u. dgl., möglich sind, ergibt sich gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Betriebswirtschaftlichkeit.For a thermoelectric heat pump according to the invention, legs with a length of only 1.5 mm and a diameter of 5 to 7 mm can be used. As a result, the amount of semiconductor material - e.g. B. bismuth telluride with a figure of merit of Z = 3 X 10-3 l / 'C - reduced to only about 100 for a heat pump output of 100 watts at a temperature difference of around 40 IC. Since ceramic plates of suitable thickness down to 0.2 mm can be produced at low cost from wärineleitendem alumina in a simple manner, a thermoelectric Wärinepumpe is high capacity according to the invention g extremely economical. Since in such a heat pump, also soldered connections without significant temperature drop in the entire heat transport chain in common applications, such as. B. refrigerators and the like. Are possible, there is a high degree of efficiency and high economic efficiency.

Claims

Claims: 1. Thermoelectric heat pump. in the form of an object placed in a sealed and evacuated envelope packet of series-connected thermocouples having legs of semiconductor material and with associated bridges made of copper, which are arranged in substantially parallel planes on the hot and cold side of the Wärinepumpe, d a d u rch g e - Indicates that the thermocouples are arranged between gas-tight, electrically insulating, partially metallized ceramic plates with high thermal conductivity, which are soldered to the bridges at the metallized points for heat conduction, and that a frame made of a material with lower thermal conductivity is connected gas-tight to the edges of the ceramic plates is.

2. Heat pump according spoke 1, characterized in that the frame is provided with means for evacuating the thermocouple package. 3. Heat pump according to claim 1, characterized in that the surfaces of the internally facing parallel surfaces of the bridges or of the exposed ceramic material between the bridges are treated in such a way that they radiate little heat.

References considered: U.S. Patent No. 3,057,940 ; "Umschau", 1962, pp. 370/371.