Что такое клетка Пельтье и как она работает

Ячейка Пельтье широко используется в различных секторах промышленности для холодильных работ, так как это система, которая имеет несколько преимуществ по сравнению с более традиционными системами охлаждения. В этой статье мы объясняем, что такое ячейка Пелитера и как она работает.

Что такое клетка Пельтье

Термоэлектрический охладитель, нагреватель или тепловой насос Пельтье - это твердотельный активный тепловой насос, который передает тепло с одной стороны устройства на другую, используя электрическую энергию, в зависимости от направления тока. Такой инструмент также называют ячейкой Пельтье, тепловым насосом Пельтье, твердотельным охладителем или термоэлектрическим охладителем (TEC). Ячейка Пельтье может использоваться для нагрева или охлаждения, хотя на практике основное применение - это охлаждение. Он также может использоваться в качестве регулятора температуры, который нагревает или охлаждает.

Мы рекомендуем прочитать наш пост о лучших радиаторах, вентиляторах и жидкостном охлаждении для ПК.

Термоэлектрическое охлаждение использует эффект Пельтье для создания теплового потока между соединением двух разных типов материалов. Эта технология гораздо менее применима к холодильной технике, чем холодильная установка с компрессией пара. Основные преимущества ячейки Пельтье по сравнению с холодильником с компрессией пара - это отсутствие движущихся частей или циркулирующей жидкости, очень долгий срок службы, неуязвимость к утечкам, небольшой размер и гибкая форма. Его основными недостатками являются высокая стоимость и низкая энергоэффективность. Многие исследователи и компании пытаются разработать дешевые и эффективные холодильники Пельтье.

Кулер Пельтье также может быть использован в качестве термоэлектрического генератора. При работе в качестве охладителя на устройство подается напряжение, и в результате между двумя сторонами будет создаваться разность температур. При работе в качестве генератора одна сторона устройства нагревается до более высокой температуры, чем другая, и в результате между двумя сторонами будет создаваться разница в напряжении (эффект Зеебека). Однако хорошо спроектированный кулер Пельтье будет посредственным термоэлектрическим генератором и наоборот, из-за различных требований к конструкции и упаковке.

Как работает клетка Пельтье и какие у нее преимущества

Термоэлектрические охладители работают с эффектом Пельтье (который также известен более широко известным термоэлектрическим эффектом). Устройство имеет две стороны, и когда электрический ток постоянного тока протекает через устройство, он переносит тепло с одной стороны на другую, так что одна сторона охлаждается, а другая нагревается. «Горячая» сторона прикреплена к радиатору таким образом, чтобы он оставался при комнатной температуре, а холодная сторона опускается ниже комнатной температуры. В некоторых приложениях несколько кулеров могут каскадно понижать температуру.

Для их изготовления используются два уникальных полупроводника, один типа n, а другой p, потому что они должны иметь разные электронные плотности. Полупроводники размещены термически параллельно друг другу и электрически последовательно, а затем прикреплены с помощью теплопроводящей пластины с каждой стороны. Когда напряжение подается на свободные концы двух полупроводников, через место соединения полупроводников протекает постоянный ток, который вызывает перепад температур. Сторона с охлаждающей пластиной поглощает тепло, которое затем перемещается на другую сторону устройства, где расположен радиатор. Термоэлектрические охладители обычно соединены между собой двумя керамическими пластинами. Холодопроизводительность всего блока пропорциональна количеству ТЕС в нем. Одноступенчатая ТЭО обычно выдает максимальную разницу температур 70 ° C между ее горячей и холодной сторонами. Чем больше тепла вы перемещаете с помощью TEC, тем менее эффективным он становится, поскольку вам нужно рассеивать как тепло, которое движется, так и тепло, которое он генерирует в результате вашего собственного энергопотребления. Количество тепла, которое может быть поглощено, пропорционально току и времени.

Некоторые преимущества использования TEC:

• Отсутствие движущихся частей, поэтому требуется менее частое техническое обслуживание. Нет хлорфторуглеродов (ХФУ). Контроль температуры можно поддерживать в пределах долей градуса. Гибкая форма (форм-фактор); В частности, они могут быть очень маленькими по размеру. Может использоваться в небольших или более суровых условиях, чем обычное охлаждение. Длительный срок службы, при этом среднее время наработки на отказ (MTBF) превышает 100 000 часов. Управляется изменением входного напряжения / ток

Некоторые недостатки использования TEC:

• Может быть рассеяно только ограниченное количество теплового потока. Возвращено к применениям с низким тепловым потоком. Не так эффективно с точки зрения коэффициента производительности, как системы сжатия пара (см. Ниже)

KKmoon DIY Термоэлектрический комплект охлаждения Модуль драйвера кулера + Радиатор + Вентилятор + TEC1-12706 Легкий и небольшой по размеру, простой в установке. Получить TEC1 12706 полупроводниковую охлаждающую пластину a, хорошее качество для использования. 25, 99 евро

На этом заканчивается наша статья о том, что такое Peliter Cell и как он работает, помните, что вы можете поделиться им в социальных сетях, чтобы помочь большему количеству пользователей, которым он нужен.