热转换装置的制作方法

本发明涉及一种热转换装置，更具体地，涉及一种被配置为利用热空气的热产生电力的热转换装置。

背景技术：

热电效应是由于材料中的电子和空穴的移动而产生的现象，是指热与电之间的直接能量转换。

热电元件是利用热电效应的元件的通用术语，并且具有设置在金属电极之间的p型热电材料和n型热电材料结合而形成pn结对的结构。

热电元件可划分为利用根据温度变化的电阻变化的元件、利用因温度差而产生电动势的塞贝克效应的元件、以及利用由于电流而发生加热或吸热的珀尔帖效应的元件。

热电元件被广泛应用于家用电器、电子部件、通信部件等。例如，热电元件可以应用于冷却装置、加热装置、发电装置等。因此，对热电元件的热转换性能的需求逐渐增加。

近来，需要利用从汽车、轮船等发动机以及热电元件产生的废热来产生电力。在这种情况下，需要一种提高产生电力性能的结构。

技术实现要素：

技术问题

本发明旨在提供一种利用废热的热转换装置。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种热转换装置，该热转换装置包括：管道，所述管道包括平坦的第一表面和设置成平行于第一表面的平坦的第二表面，并且温度低于被引入空气的温度的空气经由该管道排出；多个热电元件，所述多个热电元件的吸热表面设置在第一表面和第二表面中的每一者的外侧；多个印刷电路板(pcb)，所述多个印刷电路板电连接到多个热电元件；以及冷却水通过构件，所述冷却水通过构件设置在多个热电元件的散热表面上，其中，冷却水通过构件的外底表面包括具有第一高度的多个第一外底表面以及具有不同于第一高度的第二高度的多个第二外底表面，多个第一外底表面与多个热电元件的散热表面接触，并且多个pcb设置在多个第二外底表面上。

pcb中的每一个可以连接到多个热电元件中的至少两个热电元件。

多个热电元件可以以包括多列和多行的阵列形式设置，并且pcb中的每一个可以连接到在一列中包括的多个热电元件，或者连接到在一行中包括的多个热电元件。

在多个热电元件之间可以进一步设置有隔热构件，并且隔热构件可以与多个pcb间隔开规定距离。

在隔热构件和多个pcb之间可以存在气隙。

在管道的内表面上可以设置有散热片。

管道和散热片可以一体地形成。

冷却水通过构件可以包括：壳体；多个进口管，所述多个进口管形成在壳体的一个壁表面中，并且冷却水经由所述多个进口管被引入；多个出口管，所述多个出口管形成在壳体的另一壁表面中，并且冷却水经由所述多个出口管排出；多个散热片，所述多个散热片沿冷却水从多个进口管流向多个出口管的方向形成在壳体的内底表面上；以及盖，所述盖覆盖壳体。

散热片中的每一个可以包括：在多个进口管中的每一者的侧部处的第一区域；在多个出口管中的每一者的侧部处的第二区域；以及第一区域与第二区域之间的第三区域，其中，第一区域和第二区域的高度低于第三区域的高度。

冷却水从多个进口管流向多个出口管的方向可以与被引入到管道中的空气排出的方向不同。

热转换装置可以进一步包括：进气管，所述进气管连接到管道，并且空气经由所述进气管被引入到管道中；以及出气管，所述出气管连接到管道，并且空气经由所述出气管从管道中排出。

进气管的截面的形状与出气管的截面的形状可以不同，并且热转换装置可以进一步包括将进气管和管道连接的第一连接管以及将管道和出气管连接的第二连接管。

用于设置多个热电元件的多个凹槽可以形成在管道的外侧。

本发明的另一方面提供一种热转换装置，该热转换装置包括：多个热电元件，所述多个热电元件具有吸热表面和加热表面；以及基板，所述基板电连接到多个热电元件，其中，从其中排出温度低于被引入流体的温度的流体的管道设置在多个热电元件的吸热表面上，冷却水通过构件设置在多个热电元件的加热表面上，基板包括设置在基板与最邻近基板的热电元件之间并且将基板与最邻近基板的热电元件电连接的连接部，基板与热电元件之间的最小距离小于热电元件与连接部的与基板接触的一端之间的距离。

基板与热电元件之间的最大距离可以大于热电元件与连接部的与基板接触的一端之间的最大距离。

多个热电元件可以设置成包括多列和多行的阵列形式。

基板可以连接到设置在多列上的多个热电元件中的、设置为最邻近基板的热电元件，或者连接到设置在多行上的多个热电元件中的、设置为最邻近基板的热电元件。

基板可以连接到在多列中的一列中包括的多个热电元件，或者连接到在多行中的一行中包括的多个热电元件。

多个热电元件可以在多列中的一列或多行中的一行上连接到与其相邻的热电元件。

管道可以包括第一表面以及与第一表面相对的第二表面，并且进一步包括设置在冷却水通过构件的内表面上的散热片。

散热片可以包括凹槽，并且基板可以设置在凹槽中。

凹槽可以设置在散热片的边缘的、流体从管道排出到的一侧。

冷却水通过构件可以包括：壳体；多个进口管，所述多个进口管形成在壳体的一个壁表面上并且冷却水经由所述多个进口管被引入；多个出口管，所述多个出口管形成在壳体的另一壁表面上并且冷却水经由所述多个出口管排出；以及盖，所述盖覆盖壳体。

有益效果

根据本发明的实施例，能够获得具有高产生电力性能的热转换装置。特别地，根据本发明的实施例，可以从热转换装置的整个区域获得均匀的性能，并且可以防止电连接到热电元件的印刷电路板(pcb)由于流过管道的空气的高温而损坏的问题。

附图说明

图1是示出根据本发明一个实施例的热转换装置的透视图。

图2是示出根据本发明一个实施例的热转换装置的分解透视图。

图3是示出根据本发明一个实施例的包括在热电模块中的热电元件的剖视图。

图4是示出根据本发明一个实施例的包括在热电模块中的热电元件的透视图。

图5是示出根据本发明一个实施例的热转换装置中包括的管道的俯视图。

图6是示出根据本发明一个实施例的热转换装置中包括的管道的剖视图。

图7是示出根据本发明一个实施例的在热转换装置中包括的管道的外侧设置的多个热电元件的俯视图。

图8是示出根据本发明的一个实施例的在热转换装置中包括的冷却水通过构件的外底表面的视图。

图9是示出在图8的冷却水通过构件的外底表面设置上的印刷电路板(pcb)的视图。

图10是示出根据本发明一个实施例的热转换装置的管道、热电元件、pcb和冷却水通过构件之间的布置关系的剖视图。

图11是根据本发明一个实施例的冷却水通过构件的透视图。

图12是示出根据本发明一个实施例的管道、热电元件和冷却水通过构件的剖视图。

图13是示出根据本发明一个实施例的、热转换装置中包括的管道上设置的热电元件的俯视图。

图14是示出根据本发明另一实施例的热转换装置中包括的冷却水通过构件的外底表面的视图。

图15是示出图14的冷却水通过构件的外底表面中设置的基板的视图。

图16是示出根据本发明另一实施例的热转换装置的管道、热电元件、基板和冷却水通过构件之间的布置关系的剖视图。

图17是示出根据本发明另一实施例的热电元件、散热片和基板之间的布置关系的透视图。

图18是示出图17的区域d的放大图。

具体实施方式

由于本发明允许各种改变和许多实施例，因此将在附图中示出并在书面描述中详细描述具体实施例。然而，这并不旨在将本发明限制在特定的实施方式，并且应理解，不背离本发明的精神和技术范围的所有改变、等同物和替代物都包含在本发明中。

将理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，第二元件可以类似地被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的任何一个或组合。

应当理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，没有中间元件。

本文中使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不是旨在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解，当本文中使用术语“包括”、“包含”时，指定所述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。

除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域背景中它们的含义相一致的含义，并且除非另有说明，否则不应以理想化或过于形式化的意义来解释。

下面将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。无论图号如何，相同或彼此对应的组件都用相同的附图标记表示，并且将省略多余的描述。

图1是示出根据本发明一个实施例的热转换装置的透视图。图2是根据本发明一个实施例的热转换装置的分解透视图。图3是示出根据本发明一个实施例的热电模块中包括的热电元件的剖视图。图4是示出根据本发明一个实施例的热电模块中包括的热电元件的透视图。

参照图1至图2，热转换装置1000包括多个热电元件100、多个印刷电路板(pcb)200、管道300和冷却水通过构件400。

从管道300排出的流体的温度(在下文中，将描述空气的示例)低于引入到管道300中的空气的温度。例如，被引入到管道300中的空气可以是具有由车辆、轮船等发动机产生的废热的空气，但是不限于此。例如，被引入到管道300中的空气的温度可以是100℃或更高，优选地200℃或更高，更优选地在220℃至250℃的范围内，但是不限于此。

从冷却水通过构件400排出的冷却水的温度高于被引入到冷却水通过构件400中的冷却水的温度。例如，经过冷却水通过构件400的流体可以是水，但不限于此，可以是具有冷却性能的各种流体。引入到冷却水通过构件400中的冷却水的温度低于被引入到管道300中的空气的温度。例如，被引入到管道300中的冷却水的温度可以低于100℃，优选地低于50℃，并且更优选地低于40℃，但是不限于此。

多个热电元件100的吸热表面设置在管道300的外侧，多个热电元件100的加热表面设置在冷却水通过构件400上。另外，电连接到多个热电元件100的多个pcb向多个热电元件100供电。

根据本发明的实施例的热转换装置1000可以利用流过管道300的空气与流过冷却水通过构件400的冷却水之间的温度差，即多个热电元件100的吸热表面与加热表面之间的温度差，通过热电元件100产生电力。

在这种情况下，流过管道300的空气的方向可以不同于流过冷却水通过构件400的冷却水的方向。例如，流过管道300的空气的方向与流过冷却水通过构件400的冷却水的方向可以相差约90°。因此，容易设计冷却水通过构件400配置在管道300的外侧的结构。另外，由于可以均匀地保持管道300的被引入空气的区域中以及从管道300中排出空气的区域中的冷却水的温度，因此可以在管道300的整个区域中获得均匀的热转换性能。

另一方面，根据本发明的实施例的热转换装置1000可以进一步包括：进气管500，空气经由该进气管500被引入到管道300中；以及出气管502，该出气管502连接到管道300并且空气经由该出气管502从管道300中排出。

在进气管500和出气管502的截面的形状与管道300的截面的形状不同的情况下，热转换装置1000还可以进一步包括：将进气管500和管道300连接的第一连接管600；以及将管道300和出气管502连接的第二连接管602。例如，进气管500和出气管502通常可以具有柱形形式。然而，管道300可以具有四边形或多边形的容器形式，以提高热转换性能，其中，多个热电元件100的吸热表面设置在管道300的外侧。因此，进气管500和管道300的一个端部、以及出气管502和管道300的另一端部可以分别通过第一连接管600和第二连接管602连接，第一连接管600和第二连接管602分别具有形成为圆柱形形式的一个端部和形成为四边形形式的另一端部。

在这种情况下，进气管500和第一连接管600、第一连接管600和管道300、管道300和第二连接管602、第二连接管602和出气管502可以通过耦接构件连接。

另外，根据本发明的实施例的热转换装置1000还可以进一步包括隔热构件700。例如，隔热构件700可以设置为覆盖冷却水通过构件400，或者可以设置在管道300外侧的多个热电元件100之间。

另一方面，参考图3和图4，根据本发明的实施例的热电元件100可以包括下基板110、下电极120、p型热电臂130、n型热电臂140、上电极150和上基板160。

下电极120设置在下基板110与p型热电臂130和n型热电臂140的下底表面之间，上电极150设置在上基板160与p型热电臂130和n型热电臂140的上底表面之间。因此，多个p型热电臂130和多个n型热电臂140通过下电极120和上电极150电连接。设置在下电极120和上电极150之间并且彼此电连接的一对p型热电臂130和n型热电臂140可以形成单元电池。

例如，当通过导线(leadwire)181和182将电压施加于下电极120与上电极150之间时，由于珀耳帖效应，电流从p型热电臂130流到n型热电臂140所经由的基板吸收热并因此用作冷却部，电流从n型热电臂140流到p型热电臂130所经由的基板被加热并因此用作加热部。在本说明书中，吸热表面也可以是基板的用作冷却部的一个表面，并且加热表面也可以是基板的用作加热部的一个表面。

这里，p型热电臂130和n型热电臂140可以是主要包括铋(bi)和碲(te)的基于碲化铋(bi-te)的热电臂。p型热电臂130可以是包括基于100wt％的总重量在99wt％至99.999wt％的范围内的基于碲化铋(bi-te)的主要材料、以及基于100wt％的总重量在0.001wt％至1wt％的范围内的含有bi或te的混合物的热电臂，其中，基于碲化铋(bi-te)的主要材料含有锑(sb)、镍(ni)、铝(al)、铜(cu)、银(ag)、铅(pb)、硼(b)、镓(ga)、碲(te)、铋(bi)和铟(in)中的至少一种。例如，p型热电臂130的主要材料可以是bi-硒(se)-te，并且p型热电臂130可以进一步包括基于总重量在0.001wt％至1wt％的范围内的bi或te。n型热电臂140可以是包括基于100wt％的总重量在99wt％至99.999wt％的范围内的基于碲化铋(bi-te)的主要材料以及基于100wt％的总重量在0.001wt％至1wt％的范围内的含有bi或te的混合物的热电臂，其中，基于碲化铋(bi-te)的主要材料含有se、ni、cu、ag、pb、b、ga、te、bi和in中的至少一种。例如，n型热电臂140的主要材料可以是bi-sb-te，并且n型热电臂140可以进一步包括基于总重量在0.001wt％至1wt％的范围内的bi或te。

p型热电臂130和n型热电臂140可以形成为体积型或堆叠型。通常，体积型p型热电臂130或体积型n型热电臂140可以通过对热电材料执行热处理以制造铸锭并对铸锭进行粉碎和筛分以获得用于热电臂的粉末，烧结粉末，并切割烧结体而形成。堆叠型p型热电臂130或堆叠型n型热电臂140可以通过用包括热电材料的糊状物涂布片状基部以形成单元构件，堆叠单元构件，并切割堆叠的单元构件而形成。

在这种情况下，该一对p型热电臂130和n型热电臂140可以具有相同的形状和体积，或者可以具有不同的形状和体积。例如，由于p型热电臂130和n型热电臂140的导电特性不同，所以n型热电臂140的高度或横截面积可以与p型热电臂130的高度或横截面积不同。

根据本发明的一个实施例的热电元件的性能可以表示为塞贝克指数zt。塞贝克指数(zt)可以由式1表示。

[式1]

zt＝α²σt/k

其中，α是塞贝克系数[v/k]，σ是电导率[s/m]，α²·σ是功率因数[w/mk²]。另外，t是温度，k是热导率[w/mk]。k可以表示为a·cp·ρ，其中a是热扩散率[cm²/s]，cp是比热[j/gk]，ρ是密度[g/cm³]。

为了获得热电元件的塞贝克指数，可以使用z测量计(zmeter)测量z值(v/k)，然后，可以使用测量到的z值计算塞贝克指数(zt)。

根据本发明的实施例，p型热电臂130和n型热电臂140也可以具有图3(b)所示的结构。参照图3(b)，热电臂130和140包括：热电材料层132和142；堆叠在热电材料层132和142的一个表面上的第一镀层134和144；堆叠在热电材料层132和142的与该一个表面相对的另一表面上的第二镀层134和144；设置在热电材料层132和142与第一镀层134和144之间以及热电材料层132和142与第二镀层134和144之间的第一粘合层136和146以及第二粘合层136和146；以及堆叠在第一镀层134和144以及第二镀层134和144上的第一金属层138和148以及第二金属层138和148。

在这种情况下，热电材料层132和142可以包括作为半导体材料的bi和te。热电材料层132和142可以具有与参考图3(a)描述的p型热电臂130和n型热电臂140相同的材料或形式。

另外，第一金属层138和148以及第二金属层138和148可以包括cu、cu合金、al或al合金，并且可以具有在0.1mm至0.5mm范围内的厚度，或者优选地具有在0.2mm至0.3mm范围内的厚度。由于第一金属层138和148以及第二金属层138和148的热膨胀系数等于或大于热电材料层132和142的热膨胀系数，所以在烧结时压应力施加于第一金属层138和148与热电材料层132和142之间以及第二金属层138和148与热电材料层132和142之间的界面，因此可以防止破裂或剥离。另外，由于第一金属层138和148与电极120和150之间以及第二金属层138和148与电极120和150之间的接合力高，所以热电臂130和140可以分别稳固地耦接到电极120和150。

接下来，第一镀层134和144以及第二镀层134和144中的每一个可以包括ni、sn、ti、fe、sb、cr和mo中的至少一者，并且具有在1μm至20μm范围内的厚度，优选地具有在1μm至10μm范围内的厚度。由于第一镀层134和144以及第二镀层134和144防止在热电材料层132和142与第一金属层138和148以及第二金属层138和148中作为半导体材料的bi或te之间的反应，因此能够防止热电元件的性能下降，并且能够防止第一金属层138和148以及第二金属层138和148的氧化。

在这种情况下，第一粘合层136和146以及第二粘合层136和146可以设置在热电材料层132和142与第一镀层134和144之间以及热电材料层132和142与第二镀层134和144之间。在这种情况下，第一粘合层136和146以及第二粘合层136和146中的每一个可以包含te。例如，第一粘合层136和146以及第二粘合层136和146中的每一个可以包括ni-te、sn-te、ti-te、fe-te、sb-te、cr-te和mo-te中的至少一者。根据本发明的实施例，第一粘合层136和146以及第二粘合层136和146中的每一者的厚度可以在0.5μm至100μm的范围内，并且可以优选地在1μm至50μm的范围内。根据本发明的实施例，各自包含te的第一粘合层136和146以及第二粘合层136和146可以预先设置在热电材料层132和142与第一镀层134和144之间、以及热电材料层132和142与第二镀层134和144之间，以防止热电材料层132和142中的te扩散到第一镀层134和144以及第二镀层134和144中。因此，能够防止bi-富含区域的产生。

另一方面，设置在下基板110与p型热电臂130之间以及下基板110和n型热电臂140之间的下电极120、以及设置在上基板160与p型热电臂130之间以及上基板160与n型热电臂140之间的上电极150中的每一者可以包括cu、ag和ni中的至少一种，并且可以具有在0.01mm至0.3mm的范围内的厚度。在下电极120或上电极150的厚度小于0.01mm的情况下，下电极120或上电极150的电极功能劣化，从而其导电性能可能降低，并且下电极120或上电极150的厚度大于0.3mm的情况下，其电阻增加，从而其导电效率可能降低。

另外，彼此面对的下基板110和上基板160可以是绝缘基板或金属基板。绝缘基板可以是氧化铝基板或柔性聚合物树脂基板。柔性聚合物树脂基板可以包括具有聚酰亚胺(pi)、聚苯乙烯(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、环烯烃共聚物(coc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或树脂的任意的绝缘树脂材料，例如高渗透性塑料。金属基板可以包括cu、cu合金或cu-al合金，并且金属基板的厚度可以在0.1mm至0.5mm的范围内。在金属基板的厚度小于0.1mm或大于0.5mm的情况下，由于其散热性或热导率可能变得过高，所以热电元件的可靠性可能降低。此外，在下基板110和上基板160是金属基板的情况下，可以在下基板110与下电极120之间以及上基板160与上电极150之间进一步形成介电层170。介电层170可以包括具有在5w/k至10w/k的范围内的热导率的材料，并且可以具有在0.01mm至0.15mm的范围内的厚度。在介电层170的厚度小于0.01mm的情况下，绝缘效率或耐电压特性可能降低，并且在介电层170的厚度大于0.15mm的情况下，热导率降低，从而散热效率可能降低。

在此，下基板110和上基板160的尺寸也可以不同。例如，下基板110和上基板160中的一者的体积、厚度或面积可以大于其他者的体积、厚度或面积。因此，能够提高热电元件的吸热性能或散热性能。

另外，也可以在下基板110和上基板160的至少一个表面上形成散热图案，例如，不规则图案。因此，能够提高热电元件的散热性能。在与p型热电臂130或n型热电臂140接触的表面上形成不规则图案的情况下，还可以改善热电臂与基板之间的接合特性。

另一方面，p型热电臂130或n型热电臂140可以具有圆柱形形式、多角柱形式、椭圆形柱形式等。

根据本发明的一个实施例，p型热电臂130或n型热电臂140的与电极接合的部分的宽度可以较大。

在下文中，将更详细地描述根据本发明的实施例的热转换装置中包括的管道、热电元件、pcb和冷却水通过构件。

图5是示出根据本发明一个实施例的热转换装置中包括的管道的俯视图。图6是示出根据本发明一个实施例的热转换装置中包括的管道的剖视图，图7是示出根据本发明一个实施例的、热转换装置中包括的管道的外侧设置的多个热电元件的俯视图，图8是示出根据本发明的一个实施例的、热转换装置中包括的冷却水通过构件的外底表面的视图，图9是示出设置在图8的冷却水通过构件的外底表面上的pcb的视图，图10是示出根据本发明一个实施例的热转换装置的管道、热电元件、pcb和冷却水通过构件之间的布置关系的剖视图，图11是示出根据本发明一个实施例的冷却水通过构件的透视图，图12是示出根据本发明一个实施例的管道、热电元件和冷却水通过构件的剖视图。

参照图5至图7，管道300包括平坦的第一表面310以及与第一表面相对的平坦的第二表面320，并且在第一表面310和第二表面320的外侧设置有凹槽312，热电元件100被安置在凹槽312上。另外，一个热电元件100的吸热表面设置在每个凹槽312上。在这种情况下，如图4所示，热电元件100可以包括交替地串联布置的多个p型热电臂和多个n型热电臂。在这种情况下，多个热电元件100可以以包括多列和多行的阵列形式设置。在这种情况下，多个热电元件100以3×4阵列示出，但是不限于此，并且可以根据期望的输出而排列成具有各种尺寸。尽管在附图中未示出，但是可以使用导热油脂将多个热电元件100附接到管道300的第一表面310和第二表面320。

如上所述，当管道300包括平坦的第一表面310和设置成平行于第一表面310的平坦的第二表面320时，与包括具有曲率的表面的管道相比，可以容易地设置热电元件100，并且由于管道300的外表面与热电元件100的整个吸热表面之间的接触，可以改善吸热性能。

另一方面，隔热构件700还可以进一步设置在除了在第一表面310和第二表面320上设置有热电元件100的区域之外的区域(即，多个热电元件100之间的区域)中。因此，即使由于热空气通过管道300而从管道300的外表面产生热时，该热也不会影响冷却水通过构件400或邻近管道300的第一表面310和第二表面320设置的pcb200。

返回参照图6，可以在管道300的内表面上进一步设置散热片330。散热片330可以与管道300一体形成，并且管道300和设置在管道300上的散热片330也可以用作一个散热器。如上所述，当散热片330设置在管道300的内表面上时，通过管道300的热空气的热可以更有效地传递到热电元件100的吸热表面。

另一方面，管道300的截面的形状在图6中被示出为四边形形状，但不限于此。当第一表面310和与第一表面310相对的第二表面320平行时，将第一表面310和第二表面320连接的表面可以是具有曲率的表面。

参照图8至图10，冷却水通过构件400的外底表面的一部分与多个热电元件100的加热表面接触，并且多个pcb200可以设置在冷却水通过构件400的外底表面的其他部分上。在这种情况下，可以使用螺钉202将pcb200耦接到冷却水通过构件400的外底表面。另外，每个pcb200可以连接到以阵列形式设置的多个热电元件100中的一列中包括的多个热电元件100，或者连接到一行中包括的多个热电元件100。在这种情况下，每个pcb200可以使用连接器或焊接方法连接到多个热电元件100。

另一方面，冷却水通过构件400的外底表面可以包括：具有第一高度的多个第一外底表面402；以及具有与第一高度不同的第二高度并且设置在多个第一外底表面402之间的多个第二外底表面404。另外，第一外底表面402与多个热电元件100的加热表面接触，多个pcb200设置在第二外底表面404上，并且基于多个热电元件100的加热表面，第二高度可以高于第一高度。例如，多个第二外底表面404可以具有在多个第一外底表面402之间形成的凹槽形式。因此，每个pcb200可以设置为与设置在多个热电元件100之间的隔热构件700间隔开规定距离，并且在隔热构件700与pcb200之间可以存在气隙。因此，可以使由于因流过管道300的热空气而从管道300的外表面辐射的热产生的对pcb200的影响最小化。

参照图11和图12，根据本发明的实施例的冷却水通过构件400包括：壳体406，其设置有底表面和壁表面；多个进口管410，其形成在壳体406的一个壁表面中，并且冷却水被引入到多个进口管410中；多个出口管420，其形成在壳体406的另一壁表面中，并且冷却水从多个出口管420中排出；多个散热片430，其沿冷却水从多个进口管410流向多个出口管420的方向形成在壳体406的内底表面上；以及盖450，其覆盖壳体406。可以在壳体406中进一步形成将要耦接到盖450的凹槽440。

在这种情况下，多个进口管410的数量与多个出口管420的数量相同，多个进口管410可以设置在与多个出口管420相对应的位置处，并且从进口管410朝向出口管420的方向可以与热空气流过管道300的方向相交。

另一方面，在冷却水通过构件400的壳体406的内底表面上形成的散热片430可以包括在多个进口管410的侧部处的第一区域432、在多个出口管420的侧部处的第二区域434、以及第一区域432与第二区域434之间的第三区域436。在这种情况下，第一区域432和第二区域434的高度可以低于第三区域436的高度。如上所述，在冷却水被引入其中的进口管以及冷却水从其中排出的出口管周围的散热片的高度较低的情况下，由于不阻碍流动路径，所以冷却水能够顺畅地流动。

另一方面，根据本发明的实施例，被引入到管道300中的空气的温度可以不同于通过管道300和从管道300中排出的空气的温度。也就是说，通过管道300和从管道300中排出的空气的温度可低于被引入到管道300中的空气的温度。然而，当吸热表面与加热表面之间的温度差较高时，根据本发明的实施例的热转换装置中包括的热电元件的热转换性能可更高。因此，管道300的出口周围的热转换性能可能低于管道300的入口周围的热转换性能。在本发明的实施例中，为了解决这样的问题，管道300的入口的宽度或面积可以与管道300的出口的宽度或面积不同，或者可以根据管道的位置改变热电元件的尺寸、布置类型、数量等，以补偿由于温度差引起的热转换性能的降低。

图13是示出根据本发明一个实施例的、热转换装置中包括的管道上设置的热电元件的俯视图。

参照图13，管道300的第一表面310和第二表面320的宽度从空气的入口朝向出口增大，因此，所设置的热电元件的数量也增加。因此，能够补偿出口周围的热转换性能的降低。

另外，在冷却水通过构件400包括多个进口管的情况下，当进口管更靠近管道300的出口时，具有较低温度的冷却水可以被引入其中。因此，由于设置在管道300的入口周围的热电元件的吸热表面与加热表面之间的温度差可以被维持为与设置在管道300的出口周围的热电元件的吸热表面和加热表面之间的温度差相似，所以能够补偿出口周围的热转换性能的降低。

另一方面，根据另一实施例，还可以设置冷却水通过构件和基板。

图14是示出根据本发明另一实施例的、热转换装置中包括的冷却水通过构件的外底表面的视图。图15是示出在图14的冷却水通过构件的外底表面中设置的基板的视图。图16是示出根据本发明另一实施例的、热转换装置的管道、热电元件、基板和冷却水通过构件之间的布置关系的剖视图。

参照图14至图16，冷却水通过构件400的外底表面的一部分可以与多个热电元件100的加热表面接触。另外，基板200可以设置在冷却水通过构件400的外底表面的其他部分上。在这种情况下，基板200可以设置有多个基板200，并且可以使用螺钉202将基板200耦接到冷却水通过构件400的外底表面。在这种情况下，基板200可以与pcb一起使用。

基板200可以连接到多个热电元件100中的一列中包括的多个热电元件100。另外，基板200也可以连接到多个热电元件100中的一行中包括的多个热电元件100。另外，基板200可以位于冷却水通过构件400的外底表面的边缘处。例如，基板200可以直接连接到设置在一列上的多个热电元件100中的位于最邻近基板200的位置的热电元件。另外，最邻近基板200的热电元件100可以电连接至同一列的另一热电元件。根据该结构，由于基板200直接连接到设置在规定列上的热电元件中的最邻近基板200设置的热电元件100，因此基板200也可以电连接到除了设置在规定列上的热电元件之外的热电元件。

另一方面，冷却水通过构件400的外底表面包括：具有第一高度的多个第一外底表面402；以及具有与第一高度不同的第二高度并且设置在多个第一外底表面402之间的多个第二外底表面406。另外，第一外底表面402与多个热电元件100的加热表面接触，多个基板200设置在第二外底表面406上，并且基于多个热电元件100的加热表面，第二高度可以高于第一高度。例如，多个第二外底表面406可以具有形成在多个第一外底表面402之间的凹槽形式。因此，基板200可以设置为与设置在多个热电元件100之间的隔热构件700间隔开规定距离d，并且在隔热构件700与基板200之间可以存在气隙。因此，可以使由于因流过管道300的热空气而从管道300的外表面辐射的热产生的对基板200的影响最小化。

图17是示出根据本发明另一实施例的、热电元件、散热片和基板之间的布置关系的透视图。图18是示出图17的区域d的放大图。

参照图17和图18，如上所述，多个热电元件100可以以包括列和行的阵列形式设置。另外，散热片430可以设置在热电元件100的下方。另外，散热片430可以沿着热电元件100的列和行中的一者设置。例如，散热片430可以沿着热电元件100的列设置。另外，可以在与冷却水流过冷却水通过构件的方向相同的方向上形成散热片430的图案。具体地，散热片430可以包括图案，并且形成在散热片430上的图案可以形成为不阻碍冷却水的流动。例如，散热片430可以具有多个通孔。另外，多个通孔穿过散热片430的方向可以与冷却水流动的方向相同。根据这样的结构，散热片430可以提高冷却水与热电元件之间的热交换效率。

如上所述，散热片430的图案可以在与冷却水流动的方向相同的方向上形成。另外，散热片430的图案可以与多个热电元件100的列或行相符。根据这样的结构，散热片430可以包括在与多个热电元件100的列的方向相同的方向上形成的通孔(例如，图案)，或者包括在与多个热电元件100的行的方向相同的方向上形成的通孔。

另外，散热片430可以设置有多个散热片430，每个散热片430设置在多个热电元件100的列或行中的一者上。然而，本发明不限于此，并且散热片430可以一体地形成。

散热片430可以包括作为凹槽的凹部h。凹部h可以设置在散热片430的一侧。例如，凹部h可以设置在散热片430的边缘中。另外，凹部h可以沿与多个热电元件100的列或行的方向相同的方向设置在散热片430的边缘中。

另外，基板200可以设置在凹部h中。凹部h可以设置在散热片430的边缘中。因此，基板200可以设置在散热片430的边缘中。例如，基板200可以设置在出口管的一侧，流体经由散热片430的边缘上的管道从该出口管中排出。根据这样的布置，基板200不阻碍冷却水与散热器之间的热交换，因此不阻碍冷却水的冷却作用。另外，由于基板200受通过管道的流体影响，所以热从温度降低的流体而不是具有高温的流体传递到基板200，因此能够防止基板200的耐久性下降。另外，能够防止由于高温引起的基板200的性能变化。

另外，基板200可以包括连接凹槽210和连接到热电元件100的连接部220。连接凹槽210和连接部220位于基板200上，并且导电材料可以设置在连接凹槽210和连接部220上以电连接到热电元件100的导线181和182。连接凹槽210和连接部220可以一体地形成。

另外，连接部220可以设置在最邻近基板200的列或行上设置的热电元件100与基板200之间，并且可以将基板200电连接到最邻近基板200的列或行上设置的热电元件100。

另外，当基板200电连接到最邻近基板200的热电元件100时，由于最邻近基板200的热电元件100连接到设置在相同列或行上的另一热电元件100，因此另一热电元件100也可以从基板200接收电力。根据这样的结构，仅通过将最邻近基板200的热电元件100电连接到基板200可以操作所有的多个热电元件100。可以通过将设置在同一行或同一列上的多个热电元件100电连接来执行这种操作。因此，多个热电元件100可以不通过电线或连接器单独地连接到基板200。因此，根据实施例的热转换装置可以防止由于施加到热电元件100的物理和热冲击而导致电连接断开的问题。因此，根据实施例的热转换装置可以不受物理和热影响。另外，由于根据实施例的热转换装置不需要将基板200单独地连接到多个热电元件100，因此还能够减少由于断开连接而导致的故障率。

另外，基板200与最邻近基板200的热电元件100之间的最小距离h5可以小于连接部220的与基板200接触的一端与热电元件100之间的距离h4。另外，基于如图18所示的截面，基板200与最邻近基板200的热电元件100之间的最小距离可以是基板200的上表面与热电元件100的基板的下表面之间的最小距离。另外，在这种情况下，连接部220的与基板200接触的一端与热电元件100之间的距离包括连接部220的与基板200接触的一端与热电元件100之间的最小距离h4。

另外，例如，由于基板200与最邻近基板200的热电元件100之间的最小距离h5小于连接部220的与基板200接触的一端与热电元件100之间的最小距离h4，所以连接部220可以电连接到基板。根据这样的结构，可以使用热电元件100的导线181和182来增强基板200与热电元件100之间的电连接。

另外，由于如上所述基板200设置在凹部h中，所以基板200可以与热电元件100间隔开距离。因此，由于基板200通过散热片430接收仅从热电元件100传递的热，并且不直接接收从不与基板200接触的热电元件100传递的热，因此，能够防止由于散热片430而导致的热传递效率降低。另外，由于基板200设置在凹部h中并且设置成与热电元件100间隔开，所以基板200可以较少地受外部冲击影响。

另外，基板200与热电元件100之间的最大距离可以大于连接部220的与基板200接触的一端与热电元件之间的最大距离。基板200和热电元件100之间的最大距离可以包括基板200的下表面的规定点和最邻近基板200的下表面的规定点的热电元件100之间的最大距离。另外，连接部220的与基板200接触的一端与热电元件100之间的最大距离可以包括基板200的下表面的规定点与最邻近规定点的热电元件100之间的最大距离。也就是说，由于连接部220的一个端部不与散热片430接触并且设置在基板200中，所以连接部220可以电连接到基板200。因此，由于存在于基板200中的电连接点可以不同地进行设置，因此可以自由地设计基板200中的电路图案等。另外，根据这样的结构，能够改善由于连接部220和基板200之间的电连接而引起的耦接力。

虽然已经结合实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下对其进行修改和变化。