DE102019209250A1

DE102019209250A1 - Method for manufacturing a thermoelectric heat exchanger

Info

Publication number: DE102019209250A1
Application number: DE102019209250.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hirsch; Florin MOLDOVAN; Christian Schulze; Martin Steinbach
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Wärmeübertragers (1), umfassend die folgenden Schritte:a) Bereitstellen einer Anordnung (2), umfassend:- eine Mehrzahl von sich jeweils entlang einer gemeinsamen Längsrichtung (L) erstreckenden Rohrkörpern (3), wobei die Rohrkörper (3) entlang einer senkrecht zur Längsrichtung (L) verlaufenden Stapelrichtung (S) unter Ausbildung von Zwischenräumen (4) im Abstand zueinander angeordnet sind,- mit einem ersten und zweiten Rohrboden (6a, 6b), die einander in der Längsrichtung gegenüberliegen, wobei die Rohrkörper (3) in die beiden Rohrböden (6a, 6b) eingesteckt oder durchgesteckt sind,- mit einer Mehrzahl von Abstandskörpern (9), vorzugsweise aus Graphit, die in den Zwischenräumen (4) angeordnet sind, so dass bevorzugt jeweils zwei in Stapelrichtung benachbarte Rohrkörper (2) an einem Abstandkörper (9) anliegen,b) Verlöten der Rohrkörper (3) mit den Rohrböden (6a, 6b), vorzugsweise in einem Lötofen;c) Ersetzen der Abstandskörper (9) durch thermoelektrische Baueinheiten (10), umfassend:- wenigstens ein oberes und wenigstens ein unteres thermoelektrisches Element (11a, 11b), zwischen welchen sandwichartig eine Rippenstruktur angeordnet ist,- wobei auf einer von der Rippenstruktur (12) abgewandten Oberseite (16a) des oberen thermoelektrischen Elements (11a) wenigstens ein oberesThe invention relates to a method for producing a thermoelectric heat exchanger (1), comprising the following steps: a) Providing an arrangement (2), comprising: a plurality of tubular bodies (3) each extending along a common longitudinal direction (L), wherein the tube bodies (3) are arranged at a distance from one another along a stacking direction (S) running perpendicular to the longitudinal direction (L) with the formation of gaps (4), with a first and second tube sheet (6a, 6b) which are opposite one another in the longitudinal direction , wherein the tube bodies (3) are inserted or pushed through the two tube sheets (6a, 6b), - with a plurality of spacer bodies (9), preferably made of graphite, which are arranged in the spaces (4), so that preferably two adjacent pipe bodies (2) in the stacking direction rest on a spacer body (9), b) soldering the pipe bodies (3) to the tube sheets (6a, 6b), preferably in a soldering furnace; c) replacing the r spacer body (9) by thermoelectric structural units (10), comprising: - at least one upper and at least one lower thermoelectric element (11a, 11b), between which a rib structure is sandwiched, - wherein on an upper side facing away from the rib structure (12) (16a) of the upper thermoelectric element (11a) at least one upper

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wärmeübertragers. Die Erfindung betrifft ferner einen thermoelektrischen Wärmeübertrager, der mittels dieses Verfahrens hergestellt worden ist.The invention relates to a method for producing a thermoelectric heat exchanger. The invention also relates to a thermoelectric heat exchanger which has been produced by means of this method.

Mithilfe von thermoelektrischen Wärmeübertragern kann in unterschiedlichen Anwendungen Wärme von einem Fluid an ein zweites Fluid entgegen der natürlichen Wärmeleitung gepumpt werden. Basis solcher thermoelektrischer Wärmeübertrager sind thermoelektrische Elemente - dem Fachmann auch als „Peltierelemente“ bekannt -, die zwischen Fluidkanälen des Wärmeübertragers platziert werden.With the help of thermoelectric heat exchangers, in various applications, heat can be pumped from one fluid to a second fluid against the natural conduction of heat. Such thermoelectric heat exchangers are based on thermoelectric elements - also known to those skilled in the art as “Peltier elements” - which are placed between fluid channels of the heat exchanger.

Herkömmliche thermoelektrische Wärmeübertrager weisen zum Führen der beiden Fluide in Fluidkanälen oftmals Rohrkörper auf, so dass die durch den Wärmeübertrager geführten beiden Fluide fluidisch getrennt voneinander strömen können. Bei herkömmlichen thermoelektrischen Wärmeübertragern mit einer Mehrzahl von Peltierelementen sind die Fluidkanäle für ein kaltes und ein warmes Fluid abwechselnd aufeinander gestapelt angeordnet, und zwar mit dazwischen integrierten thermoelektrischen Elementen.Conventional thermoelectric heat exchangers often have tubular bodies for guiding the two fluids in fluid channels, so that the two fluids guided through the heat exchanger can flow fluidically separated from one another. In conventional thermoelectric heat exchangers with a plurality of Peltier elements, the fluid channels for a cold and a warm fluid are alternately stacked on top of one another, specifically with thermoelectric elements integrated in between.

Als Material für einen Wärmeübertrager, insbesondere für dessen Fluidkanäle, werden - um dessen Eigengewicht gering zu halten - oftmals Aluminiumlegierungen verwendet. Gefertigt wird der Wärmeübertrager aus solchen Aluminiumlegierungen meist in einem Lötverfahren, das bei Temperaturen von ca. 600°C erfolgt.Aluminum alloys are often used as the material for a heat exchanger, in particular for its fluid channels, in order to keep its own weight low. The heat exchanger is usually manufactured from such aluminum alloys in a soldering process that takes place at temperatures of approx. 600 ° C.

Gattungsgemäße Wärmeübertrager sind beispielsweise aus der DE 10 2007 063 171 A1 oder aus der DE 10 2010 013 467 bekannt.Generic heat exchangers are for example from DE 10 2007 063 171 A1 or from the DE 10 2010 013 467 known.

Die thermoelektrischen Elemente bzw. Peltierelemente des Wärmeübertragers weisen typischerweise mehrere positiv und negativ dotierte Halbleiterelemente auf, die über mehrere Leiterbrücken elektrisch verschaltet sind. Ein solches thermoelektrisches Element besitzt eine Kaltseite, die mit mehreren kaltseitigen Leiterbrücken wärmeleitend, elektrisch isoliert und fest verbunden ist. Analog dazu besitzt das thermoelektrische Element eine Heißseite, die mit mehreren heißseitigen Leiterbrücken wärmeleitend, elektrisch isoliert und fest verbunden ist. Die Halbleiterelemente sind dabei zwischen Heißseite und Kaltseite angeordnet, so dass sie sich zwischen den kaltseitigen und heißseitigen Leiterbrücken erstrecken. Standardmäßig sind die thermoelektrischen Elemente bzw. Peltierelemente aus n- bzw. p-dotierten Halbleiterelementen aufgebaut, die abwechselnd angeordnet durch elektrisch leitende Kupferbrücken verbunden sind und nach außen hin auf Ober- und Unterseite durch eine dielektrische Schicht, meist in Form einer Keramikplatte, abgeschlossen sind. Als Material für die Halbleiterelemente wird beispielsweise Bismuth-Tellurid (BiTe) verwendet, was bedeutet, dass der Wärmeübertrager nicht auf Temperaturen über 160°C erhitzt werden darf - andernfalls würde das Material seine thermoelektrischen Eigenschaften verlieren. Insofern erweist sich der oben erwähnte Lötprozess zum Herstellen des Wärmeübertragers mit den thermoelektrischen Elementen als problematisch.The thermoelectric elements or Peltier elements of the heat exchanger typically have a plurality of positively and negatively doped semiconductor elements which are electrically interconnected via a plurality of conductor bridges. Such a thermoelectric element has a cold side which is thermally conductive, electrically insulated and firmly connected to several cold-side conductor bridges. Analogously, the thermoelectric element has a hot side that is thermally conductive, electrically insulated and firmly connected to several hot-side conductor bridges. The semiconductor elements are arranged between the hot side and cold side so that they extend between the cold-side and hot-side conductor bridges. As standard, the thermoelectric elements or Peltier elements are made up of n- or p-doped semiconductor elements, which are alternately connected by electrically conductive copper bridges and are closed to the outside on the top and bottom by a dielectric layer, usually in the form of a ceramic plate . Bismuth telluride (BiTe), for example, is used as the material for the semiconductor elements, which means that the heat exchanger must not be heated to temperatures above 160 ° C - otherwise the material would lose its thermoelectric properties. In this respect, the above-mentioned soldering process for producing the heat exchanger with the thermoelectric elements proves to be problematic.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Wärmeübertragers zu schaffen, welches der o.g. Problematik Rechnung trägt. insbesondere soll ein Herstellungserfahren geschaffen werden, bei welchem ausgeschlossen ist, dass die thermoelektrischen Elemente im Zuge der Fertigung des Wärmeübertragers ihre thermoelektrischen Eigenschaften teilweise oder sogar ganz verlieren.It is therefore an object of the present invention to provide an improved embodiment for a manufacturing method for manufacturing a heat exchanger which uses the above-mentioned Problem takes into account. In particular, a manufacturing process is to be created in which it is impossible for the thermoelectric elements to lose some or even all of their thermoelectric properties in the course of manufacturing the heat exchanger.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Grundidee der Erfindung ist demnach, für den Lötprozess zum Verlöten der metallischen Komponenten des Wärmeübertragers miteinander dessen thermoelektrische Elemente durch sogenannte Abstandskörper, vorzugsweise aus Graphit, zu ersetzten. Solche Abstandskörper dienen während des Lötprozesses dazu, die verschiedenen Komponenten des Wärmeübertragers während des Lötvorgangs stabil und präzise in Position zu halten. Nach dem Verlöten übernehmen die erzeugten Lötverbindungen diese Funktion, so dass die Abstandskörper wieder von den nunmehr miteinander verlöteten Komponenten des Wärmeübertragers entfernt werden können. Da in der Folge kein temperaturkritischer Lötprozess mehr stattfindet, können in einem abschließenden Verfahrensschritt die temperaturempfindlichen thermoelektrischen Elemente am Wärmeübertrager montiert werden und das Herstellungsverfahren auf diese Weise abgeschlossen werden. Da die thermoelektrischen Elemente nicht mit dem Lötprozess in Berührung kommen, ist eine Beschädigung derselben aufgrund zu hoher Temperatureinwirkung, bedingt durch den Lötprozess, ausgeschlossen. Darüber hinaus entfallen auch weitere, mit einem Lötvorgang einhergehende negative Effekte betreffend die Maßhaltigkeit der lichten Höhe, die Ebenheit der Rohroberfläche der im Wärmeübertrager verbauten Rohkörper, die Planparallelität der Rohrkörper und die Sauberkeit der Rohrkörperoberflächen. The basic idea of the invention is therefore to replace its thermoelectric elements with so-called spacers, preferably made of graphite, for the soldering process for soldering the metallic components of the heat exchanger to one another. Such spacers are used during the soldering process to hold the various components of the heat exchanger in a stable and precise position during the soldering process. After soldering, the soldered connections produced take over this function, so that the spacers can be removed again from the components of the heat exchanger that are now soldered to one another. Since the temperature-critical soldering process no longer takes place as a result, the temperature-sensitive thermoelectric elements can be mounted on the heat exchanger in a final process step and the manufacturing process can be completed in this way. Since the thermoelectric elements do not come into contact with the soldering process, damage to them due to excessive temperatures caused by the soldering process is excluded. In addition, there are no other negative effects associated with a soldering process with regard to the dimensional accuracy of the clear height, the evenness of the pipe surface of the unfinished body installed in the heat exchanger, the plane parallelism of the pipe body and the cleanliness of the pipe body surfaces.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Wärmeübertragers umfasst zumindest drei Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt a) wird eine Anordnung bereitgestellt, die eine Mehrzahl von sich jeweils entlang einer gemeinsamen Längsrichtung erstreckenden Rohrkörpern aufweist, welche von einem ersten Fluid durchströmt werden können. Die Rohrkörper sind dabei entlang einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Stapelrichtung unter Ausbildung von Zwischenräumen im Abstand zueinander angeordnet. Zwischen zwei in der Stapelrichtung benachbarten Rohrkörpern ist also ein jeweiliger Zwischenraum vorgesehen. Zweckmäßig sind die Zwischenräume entlang einer Querrichtung, die senkrecht sowohl zur Stapelrichtung als auch zur Längsrichtung verläuft, offen ausgebildet, so dass sie von einem zweiten Fluid - fluidisch getrennt zum ersten Fluid - durchströmt werden können. Die Anordnung umfasst außerdem einen ersten und einen zweiten Rohrboden, die einander in der Längsrichtung gegenüberliegen. Die Rohrkörper sind mit einem jeweiligen ersten Längsende in den ersten Rohrboden eingesteckt oder durch diesen durchgesteckt. Hierzu können am ersten Rohrboden geeignet dimensionierte und auf die Rohrkörper abgestimmte Durchbrüche vorgesehen sein. Entsprechend sind die Rohrkörper mit einem jeweiligen zweiten Längsende in den zweiten Rohrboden eingesteckt oder durch diesen durchgesteckt. Hierzu können am zweiten Rohrboden geeignet dimensionierte und auf die Rohrkörper abgestimmte Durchbrüche vorgesehen sein. Auf einer von den Rohrkörpern abgewandten Seite des ersten Rohrbodens kann ein Behältnis-artig ausgebildeter Fluidverteiler vorgesehen sein, dessen Behältnis-Innenraum fluidisch mit den Rohrkörpern kommuniziert. Auf einer von den Rohrkörpern abgewandten Seite des zweiten Rohrbodens kann ein Behältnis-artig ausgebildeter Fluidsammler vorgesehen sein, dessen Behältnis-Innenraum ebenfalls fluidisch mit den Rohrkörpern kommuniziert. Schließlich umfasst die Anordnung eine Mehrzahl von Abstandskörpern, vorzugsweise aus Graphit, die in den zwischen den Rohrkörpern gebildeten Zwischenräumen angeordnet sind. Die Anordnung erfolgt dabei derart, dass jeweils zwei in Stapelrichtung benachbarte Rohrkörper an einem im Zwischenraum zwischen diesen beiden Rohrkörpern angeordneten Abstandskörper anliegen.A method according to the invention for producing a thermoelectric heat exchanger comprises at least three method steps. In a first method step a), an arrangement is provided which has a plurality of tubular bodies each extending along a common longitudinal direction, through which a first fluid can flow. The tubular bodies are arranged at a distance from one another along a stacking direction running perpendicular to the longitudinal direction with the formation of gaps. A respective intermediate space is therefore provided between two tubular bodies which are adjacent in the stacking direction. The intermediate spaces are expediently designed to be open along a transverse direction that runs perpendicular to both the stacking direction and the longitudinal direction, so that a second fluid can flow through them - fluidly separated from the first fluid. The arrangement also includes first and second tubesheets which are opposite one another in the longitudinal direction. The tube bodies are inserted with a respective first longitudinal end into the first tube sheet or pushed through it. For this purpose, openings which are suitably dimensioned and matched to the tube body can be provided on the first tube sheet. Correspondingly, the tube bodies are inserted with a respective second longitudinal end into the second tube sheet or pushed through it. For this purpose, openings which are suitably dimensioned and matched to the tube body can be provided on the second tube sheet. On a side of the first tube sheet facing away from the tube bodies, a container-like fluid distributor can be provided, the interior of which communicates fluidically with the tube bodies. On a side of the second tube sheet facing away from the tube bodies, a container-like fluid collector can be provided, the interior of which also communicates fluidically with the tube bodies. Finally, the arrangement comprises a plurality of spacer bodies, preferably made of graphite, which are arranged in the intermediate spaces formed between the tubular bodies. The arrangement takes place in such a way that in each case two tubular bodies which are adjacent in the stacking direction bear against a spacer body arranged in the space between these two tubular bodies.

In einem zweiten Verfahrensschritt b) werden zumindest die Rohrkörper mit den Rohrböden verlötet, was vorzugsweise in einem Lötofen geschehen kann. Nach Beendigung des Lötvorgangs werden in einem dritten Verfahrensschritt c) die Abstandskörper durch thermoelektrische Baueinheiten ersetzt. Zweckmäßig wird jeder Abstandskörper durch genau eine thermoelektrische Baueinheit ersetzt. Eine solche thermoelektrische Baueinheit umfasst wenigstens ein oberes und wenigstens ein unteres thermoelektrisches Element, zwischen welchen sandwichartig eine Rippenstruktur angeordnet ist. Denkbar ist also, dass zwei oder mehr obere bzw. untere thermoelektrische Elemente vorgesehen sind, die bevorzugt im Abstand zueinander angeordnet sind. Auf einer von der Rippenstruktur abgewandten Oberseite des oberen thermoelektrischen Elements ist wenigstens eine oberes Wärmeleitelement, vorzugsweise in Form einer oberen Graphitfolie, angeordnet. Auf einer von der Rippenstruktur abgewandten Unterseite des unteren thermoelektrischen Elements ist wenigstens ein unteres Wärmeleitelement, vorzugsweise eine untere Graphitfolie, angeordnet. Denkbar ist also, dass anstelle von Graphitfolien auch andere geeignete Elemente zur Wärmeleitung - beispielsweise eine Wärmeleitpaste - vorgesehen sind. Die Wärmeleitelemente dienen zur thermischen Kopplung der thermoelektrischen Elemente an die durch die Fluidkanäle des Wärmeübertragers geführten Fluide.In a second method step b), at least the tube bodies are soldered to the tube sheets, which can preferably be done in a soldering furnace. After completion of the soldering process, the spacers are replaced by thermoelectric units in a third method step c). Each spacer is expediently replaced by exactly one thermoelectric component. Such a thermoelectric assembly comprises at least one upper and at least one lower thermoelectric element, between which a rib structure is sandwiched. It is therefore conceivable that two or more upper or lower thermoelectric elements are provided, which are preferably arranged at a distance from one another. At least one upper heat-conducting element, preferably in the form of an upper graphite foil, is arranged on an upper side of the upper thermoelectric element facing away from the rib structure. At least one lower heat conducting element, preferably a lower graphite foil, is arranged on an underside of the lower thermoelectric element facing away from the rib structure. It is therefore conceivable that instead of graphite foils, other suitable elements for heat conduction - for example a heat-conducting paste - are provided. The heat conducting elements serve to thermally couple the thermoelectric elements to the fluids guided through the fluid channels of the heat exchanger.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ersetzen gemäß Schritt c) ein Herausziehen der Abstandskörper aus den Zwischenräumen und ein darauf folgendes Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten in die Zwischenräume. Dies geschieht derart, dass die beiden Wärmeleitelemente bzw. Graphitfolien nach dem Einschieben an dem jeweils in Stapelrichtung benachbarten Rohrkörper anliegen.According to a preferred embodiment, the replacement according to step c) comprises pulling the spacers out of the spaces and then pushing the thermoelectric modules into the spaces. This is done in such a way that the two heat-conducting elements or graphite foils, after being inserted, rest against the tubular body that is adjacent in the stacking direction.

Die Rohrkörper des hergestellten Wärmeübertragers können als Flachrohre ausgebildet sein, die in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten besitzen. Zweckmäßig beträgt eine Seitenlänge einer jeden der beiden Breitseiten mindestens das Vierfache, vorzugsweise mindestens das Achtfache, einer Seitenlänge einer jeden der beiden Schmalseiten. Bevorzugt erstrecken sich die Schmalseiten entlang der Stapelrichtung und die Breitseiten Entlang der Querrichtung. Zweckmäßig können die Flachrohre in dem Querschnitt die Geometrie eines Rechtecks aufweisen. In diesem Fall sind die Seitenlängen der beiden Breitseiten identisch. Ebenso sind die Seitenlängen der beiden Schmalseiten identisch. Außerdem erstrecken sich die beiden Breitseiten orthogonal zu den beiden Schmalseiten. Diese Variante baut, insbesondere in Stapelrichtung, besonders kompakt.The tubular bodies of the heat exchanger produced can be designed as flat tubes which have two broad sides and two narrow sides in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. A side length of each of the two broad sides is expediently at least four times, preferably at least eight times, a side length of each of the two narrow sides. The narrow sides preferably extend along the stacking direction and the broad sides along the transverse direction. The flat tubes can expediently have the geometry of a rectangle in cross section. In this case, the side lengths of the two broad sides are identical. The side lengths of the two narrow sides are also identical. In addition, the two broad sides extend orthogonally to the two narrow sides. This variant is particularly compact, especially in the stacking direction.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die thermoelektrischen Baueinheiten vor Durchführung von Schritt c) vorgefertigt. Bei dieser Weiterbildung umfasst das Vorfertigen ein stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere Verkleben, der thermoelektrischen Elemente mit der Rippenstruktur und ein stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere Aufkleben, der Wärmeleitelemente bzw. Graphitfolien auf die thermoelektrischen Elemente. Alternativ zum Verkleben dazu ist auch ein (Niedertemperatur-)Löten denkbar. Somit wird eine dauerhaft stabile Befestigung der Komponenten der thermoelektrischen Baueinheiten aneinander sichergestellt, bevor letztere in der Anordnung montiert werden Grundsätzlich ist aber auch eine nicht fixierte Verbindung mit einem geeigneten thermischen Interface, insbesondere mittels einer Wärmeleitpaste oder einer (Graphit-)Folie, möglich.According to an advantageous development, the thermoelectric modules are prefabricated before step c) is carried out. In this development, the prefabrication includes a material connection, in particular gluing, of the thermoelectric elements to the rib structure and a material connection, in particular gluing, of the heat conducting elements or graphite foils to the thermoelectric elements. As an alternative to gluing, (low-temperature) soldering is also conceivable. Thus, a permanently stable Fastening of the components of the thermoelectric units to one another is ensured before the latter are assembled in the arrangement. In principle, however, a non-fixed connection with a suitable thermal interface, in particular by means of a thermal paste or a (graphite) foil, is also possible.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung werden die Abstandkörper in einem dem Schritt a) vorgeschalteten Verfahrensschritt a0) in die Zwischenräume eingeschoben.According to another advantageous development, the spacers are pushed into the spaces in a method step a0) preceding step a).

Zweckmäßig können das Herausziehen der Abstandskörper und das Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten entlang einer Querrichtung erfolgen, die sich senkrecht sowohl zur Stapelrichtung als auch zur Längsrichtung erstreckt. Diese Richtung entspricht der späteren Hauptdurchströmungsrichtung des zweiten Fluids durch den Wärmeübertrager.The removal of the spacers and the insertion of the thermoelectric components can expediently take place along a transverse direction which extends perpendicularly both to the stacking direction and to the longitudinal direction. This direction corresponds to the later main flow direction of the second fluid through the heat exchanger.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung erstrecken sich die Abstandskörper und die thermoelektrischen Baueinheiten über eine gesamte, entlang der Querrichtung gemessene Tiefe des Wärmeübertragers. Auf diese Weise kann die wärmepumpende Wirkung der thermoelektrischen Elemente über die gesamte Breite des Wärmeübertragers hinweg ausgenutzt werden.According to a first advantageous development, the spacer bodies and the thermoelectric structural units extend over an entire depth of the heat exchanger, measured along the transverse direction. In this way, the heat-pumping effect of the thermoelectric elements can be used over the entire width of the heat exchanger.

Gemäß einer dazu alternativen zweiten vorteilhaften Weiterbildung erstrecken sich die Abstandskörper und die thermoelektrischen Baueinheiten nur über einen (ersten) Teilabschnitt der in Querrichtung des Wärmeübertrager gemessenen Tiefe eines jeweiligen Zwischenraums. In dem zum (ersten) Teilabschnitt komplementären, zweiten Teilabschnitt eines jeweiligen Zwischenraums wird jeweils eine Rippenstruktur ohne thermoelektrische Elemente vorgesehen. Diese Rippenstruktur kann in Schritt b) mit den in Stapelrichtung benachbarten Rohrkörpern verlötet werden. Diese zweite Weiterbildung ist in der Regel kostengünstiger als die oben erläuterte erste Weiterbildung.According to an alternative, second advantageous development, the spacers and the thermoelectric structural units extend only over a (first) partial section of the depth of a respective space measured in the transverse direction of the heat exchanger. A rib structure without thermoelectric elements is provided in the second partial section of a respective intermediate space, which is complementary to the (first) partial section. This rib structure can be soldered in step b) to the tubular bodies adjacent in the stacking direction. This second development is generally more cost-effective than the first development explained above.

Besonders zweckmäßig sind die thermoelektrischen Baueinheiten und die Anordnung derart aufeinander abgestimmt, dass die Baueinheiten nach Durchführung von Schritt c) jeweils reibschlüssig mit den beiden in Stapelrichtung benachbarten Rohrkörpern der Anordnung verbunden sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die thermoelektrischen Baueinheiten in den Zwischenräumen an der gewünschten Position verbleiben. Insbesondere wird ein unerwünschtes „Herausrutschen“ der Baueinheiten aus den Zwischenräumen verhindert. Die Wirkung der reibschlüssigen Verbindung kann durch eine geeignete Dimensionierung der Rohrkörper oder/und der thermoelektrischen Elemente verstärkt werden. Hierzu können die thermoelektrischen Elemente in Stapelrichtung mit einem Übermaß versehen oder/und die lichte Höhe zwischen benachbarten Rohrkörpern mit einem Untermaß versehen werden.
Hieraus ergibt sich eine Druckbeaufschlagung in Stapelrichtung, welche die Reibung zwischen den thermoelektrischen Elementen und den in Stapelrichtung benachbarten Rohrkörpern erhöht und somit den Reibschluss verbessert.It is particularly expedient for the thermoelectric modules and the arrangement to be coordinated with one another in such a way that, after step c) has been carried out, the modules are each frictionally connected to the two adjacent tubular bodies of the arrangement in the stacking direction. In this way it can be ensured that the thermoelectric structural units remain in the desired position in the spaces. In particular, unwanted “slipping out” of the structural units from the spaces is prevented. The effect of the frictional connection can be enhanced by suitable dimensioning of the tubular body and / or the thermoelectric elements. To this end, the thermoelectric elements can be oversized in the stacking direction and / or the clear height between adjacent tubular bodies can be undersized.
This results in the application of pressure in the stacking direction, which increases the friction between the thermoelectric elements and the tubular bodies which are adjacent in the stacking direction and thus improves the frictional engagement.

Zusätzlich wirkt sich der aufgebrachte Druck positiv auf die Eigenschaften der Wärmeleitelemente bzw. Graphitfolien sowie der thermoelektrischen Elemente aus.In addition, the applied pressure has a positive effect on the properties of the heat-conducting elements or graphite foils and the thermoelectric elements.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann das Verfahren einen zusätzlichen Verfahrensschritt z1) umfassen, gemäß welchem die mit den Rohrböden verlöteten Rohrkörper auf Dichtigkeit geprüft werden. Bevorzugt wird dieser Schritt z1) zwischen den Schritten b) und c) durchgeführt. Auf diese Weise kann eine spätere Leckage von Fluid - verbunden mit umfangreichen Nachbesserungsarbeiten zur Behebung dieses Problems - nahezu ausgeschlossen werden.According to a further advantageous development, the method can include an additional method step z1), according to which the tube bodies soldered to the tube sheets are checked for leaks. This step z1) is preferably carried out between steps b) and c). In this way, a later leakage of fluid - combined with extensive repair work to remedy this problem - can be almost completely ruled out.

Zweckmäßig können Abstandskörper mit einer, vorzugsweise L-förmigen Geometrie, verwendet werden, die teilweise aus den Zwischenräumen des Wärmeübertragers herausragen. Dies erleichtert das Einschieben und Herausziehen der Abstandskörper aus den Zwischenräumen. Besonders zweckmäßig kann für die Abstandskörper jeweils eine L-förmige Geometrie verwendet werden.It is expedient to use spacer bodies with a, preferably L-shaped geometry, which partially protrude from the spaces in the heat exchanger. This makes it easier for the spacers to be pushed in and pulled out of the spaces. It is particularly expedient to use an L-shaped geometry for each of the spacers.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden nach Durchführung von Schritt c) die in die Zwischenräume eingeschobenen thermoelektrischen Baueinheiten in einem zusätzlichen Verfahrensschritt z2) mittels wenigstens eines Abdeckrahmens positionsgesichert. Auf diese Weise wird ein „Herausrutschen“ der thermoelektrischen Baueinheiten aus den Zwischenräumen verhindert. Darüber hinaus werden die thermoelektrischen Elemente der Baueinheiten gegen Stöße, Schläge und dergleichen zusätzlich geschützt. Schließlich kann der Abdeckrahmen auch für eine vereinfachten elektrischen Verdrahtung der thermoelektrischen Elemente herangezogen werden.According to an advantageous further development, after step c) has been carried out, the thermoelectric structural units inserted into the spaces are secured in position in an additional method step z2) by means of at least one cover frame. This prevents the thermoelectric modules from "slipping out" of the gaps. In addition, the thermoelectric elements of the structural units are additionally protected against knocks, blows and the like. Finally, the cover frame can also be used for simplified electrical wiring of the thermoelectric elements.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung deckt der wenigstens eine Abdeckrahmen in einer Blickrichtung auf den Wärmeübertrager entlang einer Querrichtung des Wärmeübertragers, die senkrecht zur Stapelrichtung und senkrecht zur Längsrichtung verläuft, zumindest die thermoelektrischen Elemente der thermoelektrischen Baueinheiten blickdicht ab. Auf diese Weise werden die besonders empfindlichen thermoelektrischen Elemente wirksam gegen äußere Einflüsse geschützt. Außerdem wird die Durchströmung der nicht-abgedeckten Zwischenräume, also der zweiten Fluidkanäle, nicht beeinträchtigt.According to an advantageous development, the at least one cover frame covers at least the thermoelectric elements of the thermoelectric structural units in an opaque manner in a direction of view of the heat exchanger along a transverse direction of the heat exchanger that runs perpendicular to the stacking direction and perpendicular to the longitudinal direction. In this way, the particularly sensitive thermoelectric elements are effectively protected against external influences. Also will the flow through the uncovered intermediate spaces, that is to say the second fluid channels, is not impaired.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung wird ein gemeinsamer Abdeckrahmen vorgesehen, der nach dem Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten in im Wärmeübertrager nach Durchführung von Schritt c) in Blickrichtung noch vorhandene Luftspalte eingesetzt wird. Dies erfolgt derart, dass der Abdeckrahmen zumindest die thermoelektrischen Elemente der thermoelektrischen Baueinheiten des Wärmeübertragers in der Querrichtung abdeckt. Diese Weiterbildung vereinfacht die Montage des Wärmeübertragers. According to another advantageous development, a common cover frame is provided, which is used after the insertion of the thermoelectric structural units into air gaps still present in the heat exchanger after step c) has been carried out in the viewing direction. This is done in such a way that the cover frame covers at least the thermoelectric elements of the thermoelectric structural units of the heat exchanger in the transverse direction. This development simplifies the assembly of the heat exchanger.

Durch das Einsetzen des Abdeckrahmens in die Luftspalte kann außerdem verhindert werden, dass das durch die Rippenstrukturen zu führende zweite Fluid an diesen seitlich vorbeiströmen kann, was zu einer Minderung der Effektivität des Wärmeübertragers führen würde.By inserting the cover frame into the air gaps, it can also be prevented that the second fluid to be guided through the rib structures can flow past them laterally, which would lead to a reduction in the effectiveness of the heat exchanger.

Typischerweise weist der Wärmeübertrager entlang der Querrichtung eine Vorderseite und eine Rückseite auf. Besonders bevorzugt kann der Wärmeübertrager daher mit zwei gemeinsamen Abdeckrahmen ausgestattet werden, von welchen einer die Vorderseite und der andere die Rückseite abdeckt. Vorzugsweise bilden die beiden Abdeckrahmen die Vorderseite bzw. Rückseite des Wärmeübertrager mit aus und liegen einander in der Querrichtung gegenüber. Auf diese Weise ist der Wärmeübertrager in der Querrichtung beidseitig geschützt.Typically, the heat exchanger has a front side and a rear side along the transverse direction. The heat exchanger can therefore particularly preferably be equipped with two common cover frames, one of which covers the front side and the other the rear side. The two cover frames preferably form the front or rear of the heat exchanger and are opposite one another in the transverse direction. In this way, the heat exchanger is protected on both sides in the transverse direction.

Besonders bevorzugt deckt der wenigstens eine Abdeckrahmen die Rippenstruktur(en) der Baueinheit(en) nicht ab, sondern lässt diese, vorzugsweise vollständig, frei. Auf diese Weise wird ein problemloser Ein- und Austritt des zweiten Fluids in die zweiten Fluidkanäle mit den Rippenstrukturen gewährleistet.Particularly preferably, the at least one cover frame does not cover the rib structure (s) of the structural unit (s), but leaves them, preferably completely, free. In this way, trouble-free entry and exit of the second fluid into the second fluid channels with the rib structures is ensured.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch:

1 den prinzipiellen Aufbau eines thermoelektrischen Wärmeübertragers in grobschematischer Darstellung,
2, 3, 7, 8 verschiedene Momentaufnahmen eines ersten Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
9a, 9b Momentaufnahmen eines zweiten Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens
4, 5 den Aufbau der thermoelektrischen Baueinheiten in unterschiedlichen Darstellungen,
6 eine den Aufbau der eine Rippenstruktur bildenden Wellrippen illustrierende Darstellung,
10 bis 13 verschiedene Darstellung, die Ausstattung des Wärmeübertragers mit Abdeckrahmen unterschiedlicher Bauform illustrieren.

They show, each schematically:

1 the basic structure of a thermoelectric heat exchanger in a rough schematic representation,
2 , 3 , 7th , 8th various snapshots of a first example of the method according to the invention,
9a , 9b Snapshots of a second example of the method according to the invention
4th , 5 the structure of the thermoelectric units in different representations,
6th a representation illustrating the structure of the corrugated ribs forming a rib structure,
10 to 13th different representation, illustrating the equipment of the heat exchanger with cover frames of different designs.

1 zeigt in grobschematischer Darstellung den Aufbau eines thermoelektrischen Wärmeübertragers 1, wie er mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann. Dieser Wärmeübertrager 1 umfasst eine Mehrzahl von entlang einer Stapelrichtung S abwechselnd aufeinandergestapelten ersten und zweiten Fluidkanälen 2a, 2b zum Durchströmen mit einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei zwischen zwei in Stapelrichtung S benachbarten Fluidkanälen 2a, 2b jeweils ein thermoelektrisch aktives Element 11a oder 11b angeordnet ist. Jedes thermoelektrische Element 11a, 11b weist eine thermisch an den in Stapelrichtung S benachbarten ersten Fluidkanal 2a gekoppelte Kaltseite und eine thermisch an den entgegen der Stapelrichtung S benachbarten zweiten Fluidkanal 2b gekoppelte Heißseite auf, oder umgekehrt. Wie die schematische Darstellung der 1 erkennen lässt, ist zwischen jedem thermoelektrischen Element 11a, 11b und dem in Stapelrichtung S benachbarten ersten und zweiten Fluidkanal jeweils ein Wärmeleitelement, beispielsweise in Form einer Graphitfolie 15a, 15b, angeordnet. Die Graphitfolien 15a, 15b besitzen eine hohe thermische Leitfähigkeit. Somit stellen sie eine hochwirksame thermische Anbindung der thermoelektrischen Elemente 11a, 11b an die benachbarten Fluidkanäle 2a, 2b sicher. Zwischen den thermoelektrischen Elementen und den elektrisch leitenden Graphitfolien 15a, 15b kann eine elektrisch isolierende Isolationsschicht (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Diese unterbindet einen unerwünschten elektrischen Kurzschluss der thermoelektrischen Elemente 11a, 11b mit den benachbarten Fluidkanälen 2a, 2b, die typischerweise aus einem Metall - also einem elektrischen Leiter - hergestellt worden sind. 1 shows a rough schematic representation of the structure of a thermoelectric heat exchanger 1 how it can be produced by means of the method according to the invention. This heat exchanger 1 comprises a plurality of first and second fluid channels alternately stacked one on top of the other along a stacking direction S 2a , 2 B for flowing through with a first and a second fluid, wherein between two adjacent fluid channels in the stacking direction S 2a , 2 B one thermoelectrically active element each 11a or 11b is arranged. Any thermoelectric element 11a , 11b has a thermally adjacent first fluid channel in the stacking direction S. 2a coupled cold side and a thermally adjacent second fluid channel opposite to the stacking direction S. 2 B coupled hot side, or vice versa. Like the schematic representation of the 1 reveals is between each thermoelectric element 11a , 11b and the first and second fluid ducts adjacent in the stacking direction S each have a heat-conducting element, for example in the form of a graphite foil 15a , 15b , arranged. The graphite foils 15a , 15b have a high thermal conductivity. Thus they provide a highly effective thermal connection to the thermoelectric elements 11a , 11b to the adjacent fluid channels 2a , 2 B for sure. Between the thermoelectric elements and the electrically conductive graphite foils 15a , 15b an electrically insulating insulation layer (not shown) can be provided. This prevents an undesired electrical short circuit of the thermoelectric elements 11a , 11b with the adjacent fluid channels 2a , 2 B which are typically made of a metal - i.e. an electrical conductor.

Anhand der 2 bis 11 wird im Folgenden das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert. In einem ersten Verfahrensschritt a) wird eine Anordnung 2 bereitgestellt, aus welcher in den auf Schritt a) folgenden Verfahrensschritten ein thermoelektrischer Wärmeübertrager 1 hergestellt wird. Die Anordnung 2 umfasst eine Mehrzahl von sich jeweils entlang einer gemeinsamen Längsrichtung L erstreckenden Rohrkörpern 3. Die Rohrkörper 3 sind entlang einer Stapelrichtung S, die sich senkrecht zur Längsrichtung L erstreckt unter Ausbildung von Zwischenräumen 4 im Abstand zueinander angeordnet.Based on 2 to 11 the method according to the invention is explained below by way of example. In a first method step a) an arrangement 2 provided, from which a thermoelectric heat exchanger in the process steps following step a) 1 will be produced. The order 2 comprises a plurality of tubular bodies each extending along a common longitudinal direction L. 3 . The tubular body 3 are along a stacking direction S, which extends perpendicular to the longitudinal direction L with the formation of gaps 4th arranged at a distance from one another.

Die Anordnung 2 umfasst einen ersten und einen zweiten Rohrboden 6a, 6b, welche einander in der Längsrichtung L gegenüberliegen. In jedem der beiden Rohrböden 6a, 6b ist für jeden der Rohrkörper 3 jeweils ein erster bzw. zweiter Durchbruch 7a, 7b vorgesehen. Wie 2 erkennen lässt, ist jeder Rohrkörper 3 mit einem ersten Längsende 8a in einen der im ersten Rohrboden 6a vorgesehenen Durchbrüche 7a eingesteckt bzw. durch diesen hindurchgesteckt. Zusätzlich ist jeder Rohrkörper 3 mit einem zweiten Längsende 8b, welches dem ersten Längsende 8a entlang der Längsrichtung L gegenüberliegt, in einen der im ersten Rohrboden 6a vorgesehenen Durchbrüche 7a eingesteckt bzw. durch diesen hindurchgesteckt.The order 2 comprises a first and a second tube sheet 6a , 6b which are opposite to each other in the longitudinal direction L. In each of the two tube sheets 6a , 6b is the pipe body for each 3 a first and a second breakthrough 7a , 7b intended. As 2 can be seen, every pipe body 3 with a first longitudinal end 8a into one of the first tube sheets 6a provided breakthroughs 7a inserted or inserted through this. In addition, each pipe body is 3 with a second longitudinal end 8b , which is the first longitudinal end 8a opposite along the longitudinal direction L, in one of the first tube sheet 6a provided breakthroughs 7a inserted or inserted through this.

Schließlich umfasst die Anordnung 2 eine Mehrzahl von Abstandskörpern 9 aus Graphit. Wie 2 erkennen lässt, werden die Abstandkörper 9 in einem dem Schritt a) vorgeschalteten Verfahrensschritt a0) in die Zwischenräume 4 eingeschoben. 2 zeigt die Abstandskörper 9 vor dem Einschieben in die Zwischenräume 4, die 3 nach dem Einschieben in die Zwischenräume 4. Gemäß den 2, 3 werden Abstandskörper 9 mit einer Geometrie verwendet, bei welcher sichergestellt ist, dass die Abstandskörper 9 die nach dem Einschieben in die Zwischenräume 4 des Wärmeübertragers 1 teilweise aus den Zwischenräumen 4 herausragen. Dies erleichtert das Einschieben der Abstandskörper 9 in die Zwischenräume 4. Denkbar ist hierzu beispielsweise eine in den 2 und 3 gezeigte L-förmige Geometrie der Abstandskörper 9.Finally, the arrangement includes 2 a plurality of spacers 9 made of graphite. As 2 can be seen, the spacers 9 in a process step a0) preceding step a) into the spaces 4th inserted. 2 shows the spacers 9 before inserting into the gaps 4th , the 3 after inserting it into the gaps 4th . According to the 2 , 3 become spacers 9 used with a geometry that ensures that the spacer 9 after being pushed into the gaps 4th of the heat exchanger 1 partly from the spaces in between 4th stick out. This makes it easier for the spacers to be pushed in 9 in the spaces 4th . For example, one in the 2 and 3 L-shaped geometry of the spacer body shown 9 .

Nach dem Einschieben sind die Abstandskörper 9 in den zwischen den Rohrkörpern 3 gebildeten Zwischenräumen 4 derart angeordnet, dass jeweils zwei in Stapelrichtung S benachbarte Rohrkörper 3 an einem solchen, im Zwischenraum 4 zwischen diesen beiden Rohrkörpern 3 angeordneten Optional können in einem zusätzlichen Verfahrensschritt z1), welcher zweckmäßig zwischen den Verfahrensschritten b) und c) durchgeführt werden kann, die mit den Rohrböden 6a, 6b verlöteten Rohrkörper 3 auf Dichtigkeit geprüft werden.After being inserted, the spacers are 9 in the between the pipe bodies 3 formed spaces 4th arranged in such a way that in each case two adjacent tubular bodies in the stacking direction S 3 on one, in the space in between 4th between these two tubular bodies 3 Optionally, in an additional process step z1), which can expediently be carried out between process steps b) and c), those with the tube sheets 6a , 6b soldered pipe body 3 checked for leaks.

Es versteht sich, dass die Abstandskörper 9 nicht mit den Rohrkörpern 3 und auch nicht mit den Rohrböden 6a, 6b verlötet werden. Vielmehr werden die Abstandskörper 9 nach Abschluss des Lötprozesses - zweckmäßig nach dem Verlöten der Rohrkörper 3 mit den Rohrböden 6a, 6b - wieder aus den Zwischenräumen 4 entfernt. Dies ist in 3 durch den mit 5a bezeichneten Pfeil angedeutet. Somit kann in einem dritten Verfahrensschritt c) jeder der Abstandskörper 9 durch eine in den 4 und 5 gezeigte thermoelektrische Baueinheit 10 ersetzt werden. Diese thermoelektrischen Baueinheiten 10 können vor Durchführung von Schritt c) vorgefertigt werden.It goes without saying that the spacers 9 not with the pipe bodies 3 nor with the tube sheets 6a , 6b be soldered. Rather, the spacers 9 after completion of the soldering process - useful after soldering the pipe body 3 with the tube sheets 6a , 6b - again from the spaces in between 4th away. This is in 3 through the with 5a indicated arrow indicated. Thus, in a third method step c) each of the spacer bodies 9 through one in the 4th and 5 shown thermoelectric assembly 10 be replaced. These thermoelectric units 10 can be prefabricated before performing step c).

Die 4 zeigt eine einzelne vorgefertigte thermoelektrische Baueinheit 10 in einer perspektivischen Darstellung, die 5 in einer Seitenansicht. Demnach umfasst die Baueinheit 10 entlang der Längsrichtung L nebeneinander angeordnete obere thermoelektrische Elemente 11a und entlang der Längsrichtung L nebeneinander angeordnete untere thermoelektrischen Elemente 11b. In einer vereinfachten Variante kann auch nur ein einziges oberes und unteres thermoelektrisches Element 11a, 11b vorgesehen sein.The 4th shows a single prefabricated thermoelectric assembly 10 in a perspective view, the 5 in a side view. Accordingly, the unit includes 10 Upper thermoelectric elements arranged next to one another along the longitudinal direction L. 11a and lower thermoelectric elements arranged next to one another along the longitudinal direction L. 11b . In a simplified variant, only a single upper and lower thermoelectric element can be used 11a , 11b be provided.

Wie die 4 und 5 veranschaulichen, ist zwischen den oberen und unteren thermoelektrischen Elementen 11a, 11b, sandwichartig eine Rippenstruktur 12 der Baueinheit 10 angeordnet. Die Rippenstruktur 12 kann gemäß 6 durch mehrere aufeinanderfolgende Wellrippen 13, die bevorzugt als sogenannte Omega-Wellrippen 14 realisiert sind, gebildet sein.As the 4th and 5 illustrate is between the upper and lower thermoelectric elements 11a , 11b , sandwiched a rib structure 12 the unit 10 arranged. The rib structure 12 can according to 6th by several successive corrugated fins 13th that are preferred as so-called omega corrugated ribs 14th are realized, be formed.

Die 4 zeigt eine einzelne vorgefertigte thermoelektrische Baueinheit 10 in einer perspektivischen Darstellung, die 5 in einer Seitenansicht. Demnach umfasst die Baueinheit 10 entlang der Längsrichtung L nebeneinander angeordnete obere thermoelektrische Elemente 11a und entlang der Längsrichtung L nebeneinander angeordnete untere thermoelektrischen Elemente 11 b. In einer vereinfachten Variante kann auch nur ein einziges oberes und unteres thermoelektrisches Element 11a, 11b vorgesehen sein.The 4th shows a single prefabricated thermoelectric assembly 10 in a perspective view, the 5 in a side view. Accordingly, the unit includes 10 Upper thermoelectric elements arranged next to one another along the longitudinal direction L. 11a and lower thermoelectric elements arranged next to one another along the longitudinal direction L. 11 b. In a simplified variant, only a single upper and lower thermoelectric element can be used 11a , 11b be provided.

Die voranstehend verwendeten Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich - auch im Folgenden - dabei ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf eine bevorzugte Einbaulage der thermoelektrischen Elemente 11a, 11b in den thermoelektrischen Wärmeübertrager 1.The terms “top” and “bottom” used above relate - also in the following - to a preferred installation position of the thermoelectric, without limiting the generality elements 11a , 11b in the thermoelectric heat exchanger 1 .

Des Weiteren sind auf einer von der Rippenstruktur 12 abgewandten Oberseite 16a der oberen thermoelektrischen Elemente 11a obere Graphitfolien 15a entlang der Längsrichtung L im Abstand zueinander angeordnet. Ebenso sind auf einer von der Rippenstruktur 12 abgewandten Unterseite 16b der unteren thermoelektrischen Elemente 11b unter Graphitfolien 15b entlang der Längsrichtung L im Abstand zueinander angeordnet.Furthermore are on one of the rib structure 12 facing away from the top 16a of the upper thermoelectric elements 11a upper graphite foils 15a arranged along the longitudinal direction L at a distance from one another. Likewise are on one of the rib structure 12 remote bottom 16b of the lower thermoelectric elements 11b under graphite foils 15b arranged along the longitudinal direction L at a distance from one another.

Zum Vorfertigen einer jeweiligen Baueinheit 10 werden die oberen und unteren thermoelektrischen Elemente 11a, 11b einer jeden Baueinheit 10 mit der Rippenstruktur 12 verklebt. Ebenso werden die oberen und unteren Graphitfolien 15a, 15b auf die oberen bzw. unteren thermoelektrischen Elemente 11a, 11b aufgeklebt. Auf diese Weise wird eine thermoelektrische Baueinheit 10 geschaffen, welche im Zuge der Herstellung des Wärmeübertragers 1 die während des Lötprozesses in den Zwischenräumen 4 angeordneten Abstandskörper 9 ersetzen. Hierzu wird in jeden nach Entnahme der Abstandskörper 9 wieder frei gewordenen Zwischenräume 4 eine solche thermoelektrische Baueinheit 10 eingebracht, vorzugsweise eingeschoben.For prefabrication of a respective structural unit 10 become the upper and lower thermoelectric elements 11a , 11b of each structural unit 10 with the rib structure 12 glued. Likewise, the top and bottom graphite foils 15a , 15b on the upper and lower thermoelectric elements 11a , 11b glued. This creates a thermoelectric assembly 10 created which in the course of the manufacture of the heat exchanger 1 those in the gaps during the soldering process 4th arranged spacer 9 replace. For this purpose, the spacer is inserted in each after removal 9 cleared spaces again 4th such a thermoelectric assembly 10 introduced, preferably pushed in.

Das voranstehend erläuterte Ersetzen der Abstandskörper 9 durch thermoelektrische Baueinheiten 10 gemäß Schritt c) umfasst also ein Herausziehen der Abstandskörper 9 aus den Zwischenräumen 4 (vgl. Pfeil 5a in 3) und ein darauf folgendes Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten 10 in die Zwischenräume 4. 7 zeigt die Anordnung 2 und die Baueinheiten 10 vor dem Einschieben der Baueinheiten 10 in die Zwischenräume 4. Das Einschieben ist in 7 durch einen mit dem Bezugszeichen 5b bezeichneten Pfeil angedeutet. Das Einschieben der Baueinheiten 10 in die Zwischenräume 4 erfolgt dabei derart, dass die beiden Graphitfolien 15a, 15b einer jeweiligen Baueinheit 10 nach dem Einschieben an dem jeweils in Stapelrichtung S benachbarten Rohrkörper 3 anliegen.The replacement of the spacers discussed above 9 through thermoelectric modules 10 according to step c) thus includes pulling out the spacers 9 from the spaces in between 4th (see arrow 5a in 3 ) and then inserting the thermoelectric modules 10 in the spaces 4th . 7th shows the arrangement 2 and the structural units 10 before inserting the units 10 in the spaces 4th . The insertion is in 7th by one with the reference number 5b indicated arrow indicated. The insertion of the units 10 in the spaces 4th takes place in such a way that the two graphite foils 15a , 15b a respective structural unit 10 after insertion on the tube body adjacent in the stacking direction S. 3 issue.

Wie die 2 und 3 veranschaulichen, erfolgen das Herausziehen der Abstandskörper 9 und das Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten 10 zweckmäßig entlang einer Querrichtung Q, die sich senkrecht sowohl zur Stapelrichtung S als auch zur Längsrichtung L erstreckt.As the 2 and 3 illustrate, the removal of the spacers are carried out 9 and inserting the thermoelectric modules 10 expediently along a transverse direction Q that extends perpendicular to both the stacking direction S and the longitudinal direction L.

Nach erfolgtem Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten 10 in die Zwischenräume 4 gemäß Verfahrensschritt c) ist der Wärmeübertrager 1 fertiggestellt.After the thermoelectric components have been inserted 10 in the spaces 4th according to process step c) is the heat exchanger 1 completed.

Seitenlänge einer jeden der beiden Breitseiten mindestens das Vierfache, vorzugsweise mindestens das Achtfache, einer Seitenlänge einer jeden der beiden Schmalseiten. Bevorzugt erstrecken sich die Schmalseiten entlang der Stapelrichtung S und die Breitseiten entlang der Querrichtung Q. Zweckmäßig können die Flachrohre in dem Querschnitt H die Geometrie eines Rechtecks aufweisen. In diesem Fall sind die Seitenlängen der beiden Breitseiten identisch. Ebenso sind die Seitenlängen der beiden Schmalseiten identisch. Außerdem erstrecken sich die beiden Breitseiten orthogonal zu den beiden Schmalseiten. Zweckmäßig beträgt eine entlang der Längsrichtung L gemessene Rohrlänge eines jeweiligen Flachrohrs wenigstens das Zehnfache, vorzugsweise wenigstens das Zwanzigfache, einer entlang der Stapelrichtung gemessenen Seitenlänge einer Schmalseite dieses Flachrohrs.Side length of each of the two broad sides at least four times, preferably at least eight times, a side length of each of the two narrow sides. The narrow sides preferably extend along the stacking direction S and the broad sides along the transverse direction Q. The flat tubes in the cross section H can expediently have the geometry of a rectangle. In this case, the side lengths of the two broad sides are identical. The side lengths of the two narrow sides are also identical. In addition, the two broad sides extend orthogonally to the two narrow sides. Appropriately, a tube length of a respective flat tube measured along the longitudinal direction L is at least ten times, preferably at least twenty times, a side length of a narrow side of this flat tube measured along the stacking direction.

8 zeigt eine erste Bauform eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten thermoelektrischen Wärmeübertragers 1. Bei dieser Bauform erstrecken sich die Abstandskörper 9 und die thermoelektrischen Baueinheiten 10 über eine gesamte, entlang der Querrichtung Q gemessene Tiefe T des Wärmeübertragers 1 hinweg. 8th shows a first design of a thermoelectric heat exchanger produced by means of the method according to the invention 1 . In this design, the spacers extend 9 and the thermoelectric modules 10 over an entire depth measured along the transverse direction Q T of the heat exchanger 1 away.

Demgegenüber illustrieren die 9a und 9b eine dazu alternative, zweite Bauform eines thermoelektrischen Wärmeübertragers 1, der ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann. Die zweite Bauform unterscheidet sich von der ersten Bauform dadurch, dass die Abstandskörper 9 (in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt) und die thermoelektrischen Baueinheiten 10 sich bei der zweiten Bauform nur über einen ersten Teilabschnitt T1 der in Querrichtung Q des Wärmeübertragers 1 gemessenen Tiefe T eines jeweiligen Zwischenraums 4 erstrecken. Bei der zweiten Bauform wird in einem zum ersten Teilabschnitt T1 komplementären, zweiten Teilabschnitt T2 eines jeweiligen Zwischenraums 4 eine Rippenstruktur 12' ohne thermoelektrische Elemente und ohne Graphitfolien 15a, 15b vorgesehen. Diese Rippenstruktur 12' 8 zeigt eine erste Bauform eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten thermoelektrischen Wärmeübertragers 1. Bei dieser Bauform erstrecken sich die Abstandskörper 9 und die thermoelektrischen Baueinheiten 10 über eine gesamte, entlang der Querrichtung Q gemessene Tiefe T des Wärmeübertragers 1 hinweg.In contrast, the illustrate 9a and 9b an alternative, second design of a thermoelectric heat exchanger 1 , which can also be produced by means of the method according to the invention. The second design differs from the first design in that the spacers 9 (not shown in the figures for the sake of clarity) and the thermoelectric structural units 10 with the second design only over a first section T1 the in Transverse direction Q of the heat exchanger 1 measured depth T of a respective space 4th extend. In the case of the second design, one becomes the first section T1 complementary, second section T2 of a respective space 4th a rib structure 12 ' without thermoelectric elements and without graphite foils 15a , 15b intended. This rib structure 12 ' 8th shows a first design of a thermoelectric heat exchanger produced by means of the method according to the invention 1 . In this design, the spacers extend 9 and the thermoelectric modules 10 over an entire depth measured along the transverse direction Q T of the heat exchanger 1 away.

Demgegenüber illustrieren die 9a und 9b eine dazu alternative, zweite Bauform eines thermoelektrischen Wärmeübertragers 1, der ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann. Die zweite Bauform unterscheidet sich von der ersten Bauform dadurch, dass die Abstandskörper 9 (in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt) und die thermoelektrischen Baueinheiten 10 sich bei der zweiten Bauform nur über einen ersten Teilabschnitt T1 der in Querrichtung Q des Wärmeübertragers 1 gemessenen Tiefe T eines jeweiligen Zwischenraums 4 erstrecken. Bei der zweiten Bauform wird in einem zum ersten Teilabschnitt T1 komplementären, zweiten Teilabschnitt T2 eines jeweiligen Zwischenraums 4 eine Rippenstruktur 12' ohne thermoelektrische Elemente und ohne Graphitfolien 15a, 15b vorgesehen. Diese Rippenstruktur 12' kann in Schritt b) mit den in Stapelrichtung S benachbarten Rohrkörpern verlötet werden. Die beiden Teilabschnitte T1, T2 ergänzen sich zur gesamten Tiefe T. Zweckmäßig werden die beiden Teilabschnitte gleich (lang) dimensioniert, d.h. T1 = T2. In diesem Fall gilt T1 = T/2 und T2=T/2.In contrast, the illustrate 9a and 9b an alternative, second design of a thermoelectric heat exchanger 1 , which can also be produced by means of the method according to the invention. The second design differs from the first design in that the spacers 9 (not shown in the figures for the sake of clarity) and the thermoelectric structural units 10 with the second design only over a first section T1 that in the transverse direction Q of the heat exchanger 1 measured depth T of a respective space 4th extend. In the case of the second design, one becomes the first section T1 complementary, second section T2 of a respective space 4th a rib structure 12 ' without thermoelectric elements and without graphite foils 15a , 15b intended. This rib structure 12 ' can be soldered to the adjacent tubular bodies in the stacking direction S in step b). The two sections T1 , T2 complement each other to the full depth T . The two subsections are expediently dimensioned the same (long), ie T1 = T2. In this case, T1 = T / 2 and T2 = T / 2.

Optional können nach Durchführung von Schritt c) die in die Zwischenräume 4 eingeschobenen thermoelektrischen Baueinheiten 10 in einem zusätzlichen Verfahrensschritt z2) mittels eines in den 11a, 11b, 11c, 12 in verschiedenen Ansichten grobschematisch dargestellten Abdeckrahmens 25 positions-gesichert werden. Dies ist insbesondere sowohl bei der ersten Bauform des Wärmeübertragers 1 gemäß 8 als auch bei der zweiten Bauform gemäß 9a, 9b möglich. Somit ist es nicht mehr notwendig, die in die Zwischenräume 4 eingeschobenen Baueinheiten 10 reibschlüssig oder stoffschlüssig oder anderweitig an den Rohrkörpern 3 der Anordnung 2 zu fixieren.Optionally, after step c) has been carried out, the in the spaces 4th inserted thermoelectric units 10 in an additional process step z2) by means of an in the 11a , 11b , 11c , 12 cover frame shown roughly schematically in different views 25th position-secured. This is particularly the case with the first design of the heat exchanger 1 according to 8th as well as the second design according to 9a , 9b possible. It is therefore no longer necessary to enter the spaces 4th inserted units 10 frictionally or cohesively or otherwise on the pipe bodies 3 the arrangement 2 to fix.

Gleichzeitig wird durch die mittels des Abdeckrahmens 25 bewirkte Abdeckung der Baueinheiten 10 diese wirksam vor äußeren Einflüssen und einer damit etwaig einhergehenden Beschädigung geschützt. Hierzu deckt der Abdeckrahmen 25 wie in 11a gezeigt in einer Blickrichtung B auf den Wärmeübertrager 1 parallel zur Querrichtung Q, also senkrecht sowohl zur Stapelrichtung S als auch zur Längsrichtung L, die thermoelektrischen Elemente 11a, 11b der thermoelektrischen Baueinheiten 10 blickdicht ab.At the same time, by means of the cover frame 25th effected coverage of the structural units 10 these are effectively protected from external influences and any associated damage. The cover frame covers this 25th as in 11a shown in a direction B of the heat exchanger 1 parallel to the transverse direction Q, i.e. perpendicular to both the stacking direction S and the longitudinal direction L, the thermoelectric elements 11a , 11b the thermoelectric components 10 opaque.

Die 10 zeigt den Wärmeübertrager 1 der 8 grobschematisch in einer Blickrichtung B entlang der Querrichtung Q vor dem Einsetzen des Abdeckrahmens 25. Der Abdeckrahmen 25 kann teilweise in 10 erkennbare Luftspalte 20a, 20b eingesetzt werden, die nach Durchführung von Schritt c) in Längsrichtung L zwischen den Baueinheiten 10 und dem ersten bzw. zweiten Rohrboden 6a, 6b entstehen. Auch kann der Abdeckrahmen 25 teilweise in Luftspalte 20c eingesetzt werden, die zwischen in Längsrichtung L im Abstand zueinander angeordneten oberen thermoelektrischen Elementen 11a, 11a bzw. unteren thermoelektrischen Elementen 11b, 11b vorhanden sind.The 10 shows the heat exchanger 1 the 8th Roughly schematically in a viewing direction B along the transverse direction Q before inserting the cover frame 25th . The cover frame 25th can partially in 10 recognizable air gaps 20a , 20b are used, after performing step c) in the longitudinal direction L between the structural units 10 and the first and second tube sheets, respectively 6a , 6b arise. The cover frame 25th partly in air gaps 20c are used, which are arranged between in the longitudinal direction L at a distance from each other upper thermoelectric elements 11a , 11a or lower thermoelectric elements 11b , 11b available.

Im Beispiel der 11a, 11b, 11c, 12 ist nicht für jede thermoelektrische Baueinheit ein einzelner Abdeckrahmen vorgesehen, sondern für alle thermoelektrische Baueinheiten 10 ein gemeinsamer Abdeckrahmen 25. Dieser Abdeckrahmen 25 wird nach dem Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten 10 teilweise in besagte Luftspalte 20a, 20b, 20c eingesetzt.In the example of 11a , 11b , 11c , 12 a single cover frame is not provided for each thermoelectric module, but for all thermoelectric modules 10 a common cover frame 25th . This cover frame 25th is after inserting the thermoelectric modules 10 partially in said air gap 20a , 20b , 20c used.

richtung Q beidseitig abgedeckt werden, so sind somit zwei Abdeckrahmen 25 erforderlich, die einander in der Querrichtung Q gegenüberliegen. Die beiden Abdeckrahmen bilden entlang der Querrichtung Q eine Vorderseite und eine Rückseite des Wärmeübertragers 1 mit aus.direction Q are covered on both sides, so there are two cover frames 25th which are opposite to each other in the transverse direction Q is required. The two cover frames form a front side and a rear side of the heat exchanger along the transverse direction Q 1 with off.

Im Folgenden wird die Darstellung der 13 erläutert. Im Beispiel der 13 werden mehrere Abdeckrahmen 25 verwendet. Bevorzugt wird für jede thermoelektrische Baueinheit 10 ein separater Abdeckrahmen 25 vorgesehen, welcher die thermoelektrischen Elemente 11a, 11b dieser Baueinheit 10 blickdicht abdeckt. Zweckmäßig kann jede thermoelektrische Baueinheit 10 im Zuge des Vorfertigens der Baueinheiten 10 also mit einem eigenen Abdeckrahmen 25 ausgestattet werden, so dass der Abdeckrahmen 25 einen Teil der vorgefertigten Baueinheit 10 bildet. Zweckmäßig sind die Abdeckrahmen 25 so konzipiert dass sie die Rippenstrukturen 12 der Baueinheiten 10 jeweils nicht abdecken, sondern - vorzugsweise vollständig- freilassen. Somit ist sichergestellt dass die Rippenstrukturen 12 bzw. die zweiten Fluidkanäle mit möglichst geringem Druckverlust von dem zweiten Fluid durchströmt werden.The following is the representation of the 13th explained. In the example of 13th several cover frames 25th used. It is preferred for each thermoelectric unit 10 a separate cover frame 25th provided which the thermoelectric elements 11a , 11b this unit 10 opaque covers. Any thermoelectric structural unit can expediently 10 in the course of the prefabrication of the building units 10 so with its own cover frame 25th equipped so that the cover frame 25th part of the prefabricated unit 10 forms. The cover frames are useful 25th designed so that they have the rib structures 12 of the building units 10 Do not cover each one, but leave it blank - preferably completely. This ensures that the rib structures 12 or the second fluid flows through the second fluid channels with the lowest possible pressure loss.

Selbstredend ist es in analoger Weise zum Beispiel der 11a, 11b, 11c, 12 auch denkbar, entlang der Querrichtung Q gegenüberliegende Abdeckrahmen 25 vorzusehen. Besonders bevorzugt wird bei dieser Variante jede Baueinheit 10 mit einander - zweckmäßig entlang der Querrichtung Q - gegenüberliegenden Abdeckrahmen 25 ausgestattet.It goes without saying, in an analogous way, for example 11a , 11b , 11c , 12 also conceivable, along the transverse direction Q, opposite cover frames 25th to be provided. In this variant, each structural unit is particularly preferred 10 with each other - expediently along the transverse direction Q - opposite cover frames 25th fitted.

welcher die thermoelektrischen Elemente 11a, 11b dieser Baueinheit 10 blickdicht abdeckt. Zweckmäßig kann jede thermoelektrische Baueinheit 10 im Zuge des Vorfertigens der Baueinheiten 10 also mit einem eigenen Abdeckrahmen 25 ausgestattet werden, so dass der Abdeckrahmen 25 einen Teil der vorgefertigten Baueinheit 10 bildet. Zweckmäßig sind die Abdeckrahmen 25 so konzipiert dass sie die Rippenstrukturen 12 der Baueinheiten 10 jeweils nicht abdecken, sondern -vorzugsweise vollständig- freilassen. Somit ist sichergestellt dass die Rippenstrukturen 12 bzw. die zweiten Fluidkanäle mit möglichst geringem Druckverlust von dem zweiten Fluid durchströmt werden.which the thermoelectric elements 11a , 11b this unit 10 opaque covers. Any thermoelectric structural unit can expediently 10 in the course of the prefabrication of the building units 10 so with its own cover frame 25th equipped so that the cover frame 25th part of the prefabricated unit 10 forms. The cover frames are useful 25th designed so that they have the rib structures 12 of the building units 10 Do not cover each one, but leave it blank - preferably completely. This ensures that the rib structures 12 or the second fluid flows through the second fluid channels with the lowest possible pressure loss.

Selbstredend ist es in analoger Weise zum Beispiel der 11a, 11b, 11c, 12 auch denkbar, entlang der Querrichtung Q gegenüberliegende Abdeckrahmen 25 vorzusehen. Besonders bevorzugt wird bei dieser Variante jede Baueinheit 10 mit einander - zweckmäßig entlang der Querrichtung Q - gegenüberliegenden Abdeckrahmen 25 ausgestattet.It goes without saying, in an analogous way, for example 11a , 11b , 11c , 12 also conceivable, along the transverse direction Q, opposite cover frames 25th to be provided. In this variant, each is particularly preferred Unit 10 with each other - expediently along the transverse direction Q - opposite cover frames 25th fitted.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102007063171 A1 [0005]DE 102007063171 A1 [0005]
DE 102010013467 [0005]DE 102010013467 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Wärmeübertragers (1), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Anordnung (2), umfassend: - eine Mehrzahl von sich jeweils entlang einer gemeinsamen Längsrichtung (L) erstreckenden Rohrkörpern (3), wobei die Rohrkörper (3) entlang einer senkrecht zur Längsrichtung (L) verlaufenden Stapelrichtung (S) unter Ausbildung von Zwischenräumen (4) im Abstand zueinander angeordnet sind, - mit einem ersten und zweiten Rohrboden (6a, 6b), die einander in der Längsrichtung gegenüberliegen, wobei die Rohrkörper (3) in die beiden Rohrböden (6a, 6b) eingesteckt oder durchgesteckt sind, - mit einer Mehrzahl von Abstandskörpern (9), vorzugsweise aus Graphit, die in den Zwischenräumen (4) angeordnet sind, so dass bevorzugt jeweils zwei in Stapelrichtung (S) benachbarte Rohrkörper (2) an einem Abstandkörper (9) anliegen, b) Verlöten der Rohrkörper (3) mit den Rohrböden (6a, 6b), vorzugsweise in einem Lötofen; c) Ersetzen der Abstandskörper (9) durch thermoelektrische Baueinheiten (10), umfassend: - wenigstens ein oberes und wenigstens ein unteres thermoelektrisches Element (11a, 11b), zwischen welchen sandwichartig eine Rippenstruktur angeordnet ist, - wobei auf einer von der Rippenstruktur (12) abgewandten Oberseite (16a) des oberen thermoelektrischen Elements (11a) wenigstens ein oberes Wärmeleitelement, insbesondere eine obere Graphitfolie (15a), angeordnet ist und wobei auf einer von der Rippenstruktur (12) abgewandten Unterseite (16b) des unteren thermoelektrischen Elements (11b) wenigstens ein unteres Wärmeleitelement, insbesondere eine untere Graphitfolie (15b) angeordnet ist.A method for producing a thermoelectric heat exchanger (1), comprising the following steps: a) providing an arrangement (2) comprising: - A plurality of pipe bodies (3) each extending along a common longitudinal direction (L), the pipe bodies (3) being arranged at a distance from one another along a stacking direction (S) perpendicular to the longitudinal direction (L), forming gaps (4) , - With a first and second tube sheet (6a, 6b) which are opposite one another in the longitudinal direction, wherein the tube bodies (3) are inserted or pushed through the two tube sheets (6a, 6b), - With a plurality of spacer bodies (9), preferably made of graphite, which are arranged in the spaces (4), so that preferably two tubular bodies (2), which are adjacent in the stacking direction (S), bear against a spacer body (9), b) soldering the tube bodies (3) to the tube sheets (6a, 6b), preferably in a soldering furnace; c) replacing the spacers (9) with thermoelectric modules (10), comprising: - At least one upper and at least one lower thermoelectric element (11a, 11b), between which a rib structure is sandwiched, - with at least one upper heat conducting element, in particular an upper graphite foil (15a), being arranged on a top side (16a) of the upper thermoelectric element (11a) facing away from the rib structure (12) and wherein on an underside (16) facing away from the rib structure (12) 16b) of the lower thermoelectric element (11b) at least one lower heat conducting element, in particular a lower graphite foil (15b) is arranged.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersetzen gemäß Schritt c) ein Herausziehen der Abstandskörper (9) aus den Zwischenräumen (4) und ein darauf folgendes Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten (10) in die Zwischenräume (4) derart umfasst, dass die beiden Wärmeleitelemente bzw. Graphitfolien (15a, 15b) nach dem Einschieben an dem jeweils in Stapelrichtung (S) benachbarten Rohrkörper (3) anliegen.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the replacement according to step c) comprises pulling the spacer bodies (9) out of the spaces (4) and then pushing the thermoelectric components (10) into the spaces (4) in such a way that the two heat-conducting elements or After being inserted, graphite foils (15a, 15b) rest against the tube body (3) which is adjacent in the stacking direction (S).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoelektrischen Baueinheiten (10) vor Durchführung von Schritt c) vorgefertigt werden, wobei das Vorfertigen ein Verkleben der thermoelektrischen Elemente mit der Rippenstruktur (12) und ein Aufkleben der Wärmeleitelemente bzw. Graphitfolien (15a, 15b) auf die thermoelektrischen Elemente (11a, 11b) umfasst.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the thermoelectric structural units (10) are prefabricated before step c) is carried out, the prefabrication comprising gluing the thermoelectric elements to the rib structure (12) and gluing the heat-conducting elements or graphite foils (15a, 15b) onto the thermoelectric ones Elements (11a, 11b) comprises.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandkörper in einem dem Schritt a) vorgeschalteten Verfahrensschritt a0) in die Zwischenräume (4) eingeschoben werden.Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the spacer bodies are pushed into the spaces (4) in a process step a0) preceding step a).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abstandskörper (9) und die thermoelektrischen Baueinheiten (10) sich über eine gesamte, entlang einer Querrichtung (Q) gemessene Tiefe (T) des Wärmeübertragers (1) bzw. der Anordnung (2), die senkrecht sowohl zur Längsrichtung (L) als auch zur Stapelrichtung (S) verläuft, erstrecken; oder dass - die Abstandskörper (9) und die thermoelektrischen Baueinheiten (10) sich nur über einen (ersten) Teilabschnitt (T1) der in Querrichtung (Q) gemessenen Tiefe (T) eines jeweiligen Zwischenraums (4) erstrecken, wobei in dem zum (ersten) Teilabschnitt (T1) komplementären, zweiten Teilabschnitt (T2) eines jeweiligen Zwischenraums (4) jeweils eine Rippenstruktur ohne thermoelektrische Elemente und ohne Wärmeleitelemente bzw. Graphitfolien vorgesehen wird, die in Schritt b) mit den in Stapelrichtung (S) benachbarten Rohrkörpern (2) verlötet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the spacer bodies (9) and the thermoelectric structural units (10) extend over an entire depth (T) of the heat exchanger (1) or the arrangement (), measured along a transverse direction (Q). 2) extending perpendicular to both the longitudinal direction (L) and the stacking direction (S); or that - the spacer bodies (9) and the thermoelectric structural units (10) extend only over a (first) partial section (T1) of the depth (T) measured in the transverse direction (Q) of a respective intermediate space (4), wherein in the ( first) sub-section (T1) complementary, second sub-section (T2) of a respective space (4) a rib structure without thermoelectric elements and without heat-conducting elements or graphite foils is provided, which in step b) with the adjacent tubular bodies (2 ) is soldered.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoelektrischen Baueinheiten (10) nach Durchführung von Schritt c) jeweils reibschlüssig mit den beiden in Stapelrichtung (S) benachbarten Rohrkörpern (2) verbunden sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, after step c) has been carried out, the thermoelectric structural units (10) are each frictionally connected to the two tubular bodies (2) adjacent in the stacking direction (S).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandskörper (9) mit einer, vorzugsweise L-förmigen Geometrie, verwendet werden, die teilweise aus den Zwischenräumen (4) des Wärmeübertragers (1) herausragen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that spacer bodies (9) with a preferably L-shaped geometry are used, which partially protrude from the spaces (4) of the heat exchanger (1).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Durchführung von Schritt c) die in die Zwischenräume (4) eingeschobenen thermoelektrischen Baueinheiten (10) in einem zusätzlichen Verfahrensschritt z2) mittels wenigstens eines Abdeckrahmens (25) positionsgesichert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after step c) has been carried out, the thermoelectric components (10) inserted into the spaces (4) are secured in position in an additional method step z2) by means of at least one cover frame (25).

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abdeckrahmen (25) in einer Blickrichtung (B) auf den Wärmeübertrager (1) entlang einer Querrichtung (Q) senkrecht sowohl zur Längsrichtung (L) als auch zur Stapelrichtung (S) zumindest die thermoelektrischen Elemente (11a, 11b) der thermoelektrischen Baueinheiten (10) blickdicht abdeckt.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the at least one cover frame (25) in a viewing direction (B) on the heat exchanger (1) along a transverse direction (Q) perpendicular both to the longitudinal direction (L) and to the stacking direction (S) at least the thermoelectric elements (11a , 11b) covers the thermoelectric structural units (10) in an opaque manner.

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Abdeckrahmen (25) vorgesehen wird, der nach dem Einschieben der thermoelektrischen Baueinheiten (10) in im Wärmeübertrager (1) zwischen den Rohrböden (6a, 6b) und den thermoelektrischen Elementen (11a, 11b) vorhandene Luftspalte (20a, 20b, 20c) eingesetzt wird und zumindest die thermoelektrischen Elemente (11a, 11b) der thermoelektrischen Baueinheiten (10) des Wärmeübertragers (1) in der Querrichtung (Q) abdeckt.Procedure according to Claim 8 or 9 , characterized in that a common cover frame (25) is provided which after the insertion of the thermoelectric structural units (10) in the heat exchanger (1) between the tube sheets (6a, 6b) and the thermoelectric elements (11a, 11b) existing air gaps (20a, 20b, 20c) is used and at least the thermoelectric elements (11a, 11b) of the thermoelectric components (10) of the heat exchanger (1) in the transverse direction ( Q) covers.

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wärmeübertrager (1) bzw. die Anordnung (2) entlang einer Querrichtung (Q) eine Vorderseite (27a) und eine Rückseite (27b) aufweist, - der Wärmeübertrager (1) bzw. die Anordnung (2) zwei gemeinsame Abdeckrahmen (25) besitzt, die einander in der Querrichtung (Q) gegenüberliegen.Method according to one of the Claims 8 to 10 , characterized in that - the heat exchanger (1) or the arrangement (2) has a front side (27a) and a rear side (27b) along a transverse direction (Q), - the heat exchanger (1) or the arrangement (2) has two common cover frames (25) facing each other in the transverse direction (Q).

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens eine thermoelektrische Baueinheit (10), vorzugsweise für alle thermoelektrischen Baueinheiten (11a, 11b), ein separater Abdeckrahmen (25) vorgesehen wird, welcher die thermoelektrischen Elemente (11a, 11b) der betreffenden Baueinheit (10) blickdicht abdecken.Procedure according to Claim 8 or 9 , characterized in that a separate cover frame (25) is provided for at least one thermoelectric module (10), preferably for all thermoelectric modules (11a, 11b), which covers the thermoelectric elements (11a, 11b) of the relevant module (10) from view cover.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede thermoelektrische Baueinheit (10) im Zuge des Vorfertigens mit einem eigenen Abdeckrahmen (25) versehen wird, so dass der Abdeckrahmen (25) einen Teil der vorgefertigten Baueinheit (10) bildet.Procedure according to Claim 12 , characterized in that each thermoelectric module (10) is provided with its own cover frame (25) in the course of prefabrication, so that the cover frame (25) forms part of the prefabricated module (10).

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abdeckrahmen (25) die Rippenstrukturen (12) der thermoelektrischen Baueinheiten (10) nicht abdeckt, sondern, vorzugsweise vollständig, freilässt.Method according to one of the Claims 8 to 13th , characterized in that the at least one cover frame (25) does not cover the rib structures (12) of the thermoelectric structural units (10), but rather, preferably completely, leaves them free.

Thermoelektrischer Wärmeübertrager (1), hergestellt mittels des Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Thermoelectric heat exchanger (1), produced by means of the method according to one of the preceding claims.