Термоэлектрические элементы: Термоэлектрические модули для промышленного применения, элементы Пельтье

Z-MAX｜Термоэлектрические модули (элементы Пельтье)

Термоэлектрические модули (элементы Пельтье) Z-MAX
■Стандартные керамические модули ? лучший выбор
■Оптимальный баланс производительности, качества и стоимости
■Высокая ударопрочность и долговечность
■Высокая разница температур ΔTmax, высокое теплопоглощение, высокая эффективность
■Возможно выполнение специальных заказов по спецификации пользователя

■Высокоэффективные термоэлектрические модули / Серия GL-II■

■GL-II　НОВИНКА!

– Исключительная долговечность – Термоэлектрические модули со структурой GL все чаще используются для охлаждения. Область применения расширяется благодаря повышенной надежности, контролю влажности и температуры и другим преимуществам.

Модель	Imax (А)	Vmax (В)	ΔTmax (℃)	Qmax (Вт)	ΔTmax (℃)	Qmax (Вт)	Габаритные размеры (мм)					Характер истики PDF
			Th=27℃		Th=50℃		Lc	Wc	Lh	Wh	H
FPh2-3102NC	2. 0	3.8	70.0	4.4	77.0	5.0	15.0		15.0		4.7
FPh2-7102NC		8.8		10.2		11.2	20.0		20. 0
FPh2-12702AC		15.7		18.2		19.5	30.0		30.0		4.75
FPh2-3103NC	3.0	3.8	70.0	7. 3	77.0	8.0	15.0		15.0		3.8
FPh2-7103NC		8.8		16.6		18.0	20.0		20.0
FPh2-12703AC		15. 7		29.8		32.5	30.0		30.0		3.85
FPh2-3104NC	3.9	3.8	70.0	8.6	77.0	9.5	15. 0		15.0		3.6
FPh2-7104NC		8.8		18.7		20.9	20.0		20.0
FPh2-12704AC		15.7		35.2		39. 0	30.0		30.0		3.65
FPh2-3106NC	6.0	3.8	70.0	13.0	77.0	14.3	15.0		15.0		3. 1
FPh2-7106NC		8.8		29.7		32.7	20.0		20.0
FPh2-12706AC		15.7		53.1		59.1	30.0		30. 0		3.15
FPh2-1707NC	6.0	2.1	70.0	7.4	77.0	8.2	15.0		15.0		3.9
FPh2-3107NC		3. 8		13.6		14.9	20.0		20.0
FPh2-7107AC		8.8		31.1		34.2	30.0		30.0		3.95
FPh2-12707AC		15. 7		55.6		61.0	40.0		40.0
FPh2-1708NC	8.5	2.1	70.0	10.3	77.0	11.3	15.0		15.0		3. 4
FPh2-3108NC		3.8		18.8		20.8	20.0		20.0
FPh2-7108AC		8.8		43.1		48.0	30.0		30. 0		3.45
FPh2-12708AC		15.7		77.1		85.0	40.0		40.0

Общие характеристики модулей GL-II 1.Гарантированный температурный диапазон: -40 ? 100°C 2.Максимальная нагрузка на сжатие: 1 МПа 3.Токоподводящие провода: ПВХ изоляция по стандарту UL 4.Влагоизоляция: герметизация периметра модуля с использованием KE437 (Shin-Etsu Chemical) или аналогичного герметика

■Двухкаскадные модули／Серия GL-II

●Не содержат свинца ●Обеспечивают высокую разницу температур

Модель	Imax (А)	Vmax (В)	ΔTmax (℃)	Qmax (Вт)	ΔTmax (℃)	Qmax (Вт)	Габаритные размеры (мм)					Характер истики PDF
			Th=27℃		Th=50℃		Lc	Wc	Lh	Wh	H
FPK2-19808NC	8. 5	16.1	85.0	51.6	95.0	58.0	40.0		40.0		7.05
FPK2-15828NC	2.8	15.0	95.0	5.30	105.0	5.80	15.0		30. 0		7.2

■Высокоэффективные термоэлектрические модули / Серия GL-II■

■Микромодули

Модель	Imax (А)	Vmax (В)	ΔTmax (℃)	Qmax (Вт)	ΔTmax (℃)	Qmax (Вт)	Габаритные размеры (мм)					Характер истики PDF
			Th=27℃		Th=50℃		Lc	Wc	Lh	Wh	H
FPM1-71005	0. 6	8.8	70.0	2.7	77.0	3.0	10.0		10.0		3.5
FPM1-71008NC	0.8	8.8	68.0	3.7	75.0	4.2	10.0		10. 0		3.0
FPM1-31008NC	0.8	3.6	68.0	1.6	75.0	1.8	8.0		8.0		3.0

Производители Модулей термоэлектрических из России

Продукция крупнейших заводов по изготовлению Модулей термоэлектрических: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

1. где производят Модули термоэлектрические
2. ⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)
3. Модули термоэлектрические цена 29. 11.2021
4. 🇬🇧 Supplier’s Thermoelectric Modules Russia

Страны куда осуществлялись поставки из России 2018, 2019, 2020, 2021

• 🇩🇪 ГЕРМАНИЯ (179)
• 🇺🇸 СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ (112)
• 🇯🇵 ЯПОНИЯ (33)
• 🇰🇷 КОРЕЯ, РЕСПУБЛИКА (31)
• 🇭🇰 ГОНКОНГ (30)
• 🇬🇧 СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО (23)
• 🇫🇷 ФРАНЦИЯ (17)
• 🇸🇪 ШВЕЦИЯ (12)
• 🇳🇱 НИДЕРЛАНДЫ (12)
• 🇮🇹 ИТАЛИЯ (12)
• 🇨🇭 ШВЕЙЦАРИЯ (12)
• 🇫🇮 ФИНЛЯНДИЯ (11)
• 🇹🇼 ТАЙВАНЬ (КИТАЙ) (9)
• 🇸🇬 СИНГАПУР (8)
• 🇮🇱 ИЗРАИЛЬ (7)

Выбрать Модули термоэлектрические: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить Модули термоэлектрические.
🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие российские производители Модулей термоэлектрических, в основном производства находятся в России. Из-за низкой себестоимости, цены ниже, чем на мировом рынке

Поставки Модулей термоэлектрических оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы по производству Модулей термоэлектрических

Заводы по изготовлению или производству Модулей термоэлектрических находятся в центральной части России. Мы подготовили для вас список заводов из России, чтобы работать напрямую и легко можно было купить Модули термоэлектрические оптом

Приборы полупроводниковые

Изготовитель Приборы и аппаратура для измерения напряжения

Поставщики Приборы и аппаратура для измерений или проверки полупроводниковых пластин или приборов

Крупнейшие производители Устройства для защиты электрических цепей на силу тока не более А

Экспортеры Приборы электронагревательные

Компании производители элементы химические легированные

Термоэлектрические охладители / нагреватели — RIF

Главная / Продукция / Термоэлектрические охладители / нагреватели

Разработка и изготовление изделий на основе эффекта Пельтье является одним из самых молодых и бурно развивающихся направлений деятельности ОАО «Корпорация НПО «Риф». Эффект Пельтье был открыт в 1834 году и спустя столетие лег в основу термоэлектрических технологий, радикально меняющих представление человека о способах получения тепла и холода. Широкое применение во всех сферах человеческой деятельности холодильных установок с фреонсодержащими смесями явилось одной из причин серьезного нарушения экологического баланса земной атмосферы, связанного с нарушением озонового слоя. Лучшей альтернативой парокомпрессионным и абсорбционным холодильным систе- мам является термоэлектрический метод охлаждения, при котором роль хладагента выполняют электронные и дырочные газы в полупроводниках. Термоэлектрические охладительные системы отличает высокая надежность, стойкость к механическим нагрузкам и вибрации относительно парокомпрессионных охладительных систем, у которых при больших механических нагрузках возникает утечка фреона. В отличие от парокомпрессионных, термоэлектрические системы не нуждаются в систематических ремонтных работах. Приобретая термоэлектрическое устройство, не надо заботиться о расходах на его обслуживание в будущем. Термоэлектричество, вытесняя традиционные охладительные системы, все активнее начинает использоваться в самых разных сферах: медицина, железнодорожный транспорт, автомобильная промышленность, авиационная и космическая техника, промышленная электроника и энергетика, коммутационное и компьютерное оборудование, бытовая техника. Использование гибких технологий позволяет предприятию динамично реагировать на запросы рынка и оперативно решать проблемы «тепло-холод» в различных сферах человеческой деятельности, в разных странах и климатических зонах.

Термоэлектрический охладитель компьютера

При охлаждении процессора, использующего традиционный охладитель (вентилятор и радиатор), критическая температура достигается при температуре окружающей среды 28 °C. Технические параметры: Максимальная охлаждающая мощность, Вт. . 50 Потребляемая мощность, Вт . . . . . . . . . . . . . . 45 Напряжение, подаваемое на ТЭМы, В . . . . . . […]

Термоэлектрический охладитель воды

Термоэлектрический охладитель (ТЭВ) предназначен для применений в случаях, требующих поддержания стабильного уровня температуры воды. ТЭВ может использоваться для охлаждения различных видов жидкостей: вода, масло, эмульсии. Оборудование с применением охлаждающих жидкостей применяется в различных областях: бытовое использование (душ, бассейн, аквариум) медицина полиграфическая промышленность химическая промышленность машиностроительная промышленность с целью охлаждения различных станков, обрабатывающих центров, лазерных генераторов […]

Термоэлектрический модуль

Конструкция
Полупроводниковые элементы (ветви) n- и p-типа соединяются в определенной последовательности и запаиваются между двумя керамическими пластинами. При подаче постоянного напряжения на выводы ТЭМ происходит поглощение тепла на одной пластине и выделение тепла на другой.
Таким образом, достигается эффект «теплового насоса» — происходит перенос тепла. Разница температур на обкладках ТЭМ достигает 70 °С.

Термоэлектрический контейнер

В комплект поставки входят: контейнер 1 шт шнур питания 1 шт руководство по эксплуатации 1 шт На рис. 1 показан общий вид контейнера. Здесь: 1 – выключатель сети, 2 – крышка отсека шнура пи- тания, 3 – крышка отсека аккумулятора, 4 – розетка для подключения шнура питания, 5 – вентиляционные окна (с двух сторон), 6 […]

Основные термоэлектрические принципы – термоэлектрические

2.0 Основные принципы термоэлектрических модулей и материалов

2.1 ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ: Термоэлектрический полупроводниковый материал, наиболее часто используемый в современных ТЭ-охладителях, представляет собой сплав теллурида висмута, который был соответствующим образом легирован для получения отдельных блоков или элементов, имеющих различные характеристики «N» и «P». Термоэлектрические материалы чаще всего изготавливают либо направленной кристаллизацией из расплава, либо методом прессованной порошковой металлургии.Каждый метод производства имеет свои особые преимущества, но наиболее распространены материалы, выращенные в направлении роста. Помимо теллурида висмута (Bi ₂ Te ₃ ), существуют другие термоэлектрические материалы, включая теллурид свинца (PbTe), кремний-германий (SiGe) и сплавы висмут-сурьма (Bi-Sb), которые могут использоваться в определенных ситуации. Рисунок (2.1) иллюстрирует относительные характеристики или добротность различных материалов в диапазоне температур. Из этого графика видно, что характеристики теллурида висмута максимальны в диапазоне температур, который лучше всего подходит для большинства систем охлаждения.

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНАЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТЬ (Z) ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТЕ

Рисунок (2.1) Характеристики термоэлектрических материалов при различных температурах

2.1.1 ТЕЛЛУРИДНЫЙ МАТЕРИАЛ ВИСМУТА: Кристаллический теллурид висмута имеет несколько характеристик, заслуживающих обсуждения. Из-за кристаллической структуры Bi ₂ Te ₃ по своей природе сильно анизотропен. Это приводит к тому, что удельное электрическое сопротивление материала параллельно оси роста кристаллов (ось C) примерно в четыре раза больше, чем при перпендикулярной ориентации.Кроме того, теплопроводность параллельно оси C примерно в два раза больше, чем в перпендикулярном направлении. Поскольку анизотропное поведение удельного сопротивления больше, чем поведение теплопроводности, максимальная производительность или добротность достигается при параллельной ориентации. Из-за этой анизотропии термоэлектрические элементы должны быть собраны в охлаждающий модуль так, чтобы ось роста кристалла была параллельна длине или высоте каждого элемента и, следовательно, перпендикулярна керамическим подложкам.

Есть еще одна интересная характеристика теллурида висмута, которая также связана с кристаллической структурой материала. Кристаллы Bi ₂ Te ₃ состоят из гексагональных слоев одинаковых атомов.

В то время как слои висмута и теллура удерживаются вместе прочными ковалентными связями, слабые ван-дер-ваальсовые связи связывают прилегающие слои [Te¹]. В результате кристаллический теллурид висмута легко расслаивается по этим слоям [Te¹] [Te¹], и его поведение очень похоже на поведение листов слюды.К счастью, плоскости спайности обычно проходят параллельно оси C, и материал достаточно прочный, когда он собран в термоэлектрический охлаждающий модуль.

2.1.2 Материал теллурида висмута, полученный путем направленной кристаллизации из расплава, обычно изготавливается в виде слитка или були, а затем нарезается на пластины различной толщины. После того, как поверхности пластины были должным образом подготовлены, пластина разрезается на блоки, которые могут быть собраны в термоэлектрические охлаждающие модули.Блоки материала теллурида висмута, которые обычно называют элементами или кубиками, также могут быть изготовлены методом прессованной порошковой металлургии.

2.2 ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДУЛИ ОХЛАЖДЕНИЯ: Практичный термоэлектрический охладитель состоит из двух или более элементов из полупроводникового материала, которые соединены электрически последовательно и термически параллельно. Эти термоэлектрические элементы и их электрические соединения обычно устанавливаются между двумя керамическими подложками.Подложки служат для механического удержания всей конструкции вместе и для электрической изоляции отдельных элементов друг от друга и от внешних монтажных поверхностей. После объединения различных составных частей в модуль могут быть сконструированы термоэлектрические модули размером приблизительно от 2,5 до 50 мм (от 0,1 до 2,0 дюймов) в квадрате и от 2,5 до 5 мм (от 0,1 до 0,2 дюйма) в высоту.

Рисунок (2.2) Принципиальная схема типичного термоэлектрического охладителя

2.2.1 В термоэлектрическом охладителе используются термоэлектрические материалы из теллурида висмута N-типа и P-типа. Такая конструкция заставляет тепло проходить через охладитель только в одном направлении, в то время как электрический ток попеременно перемещается вперед и назад между верхней и нижней подложками через каждый N- и P-элемент. Материал N-типа легирован так, что в нем будет избыток электронов (больше электронов, чем необходимо для завершения идеальной структуры молекулярной решетки), а материал P-типа легирован так, что в нем будет недостаток электронов (меньше электронов, чем необходимо. чтобы завершить идеальную решетчатую структуру).Дополнительные электроны в материале N и «дырки», возникающие из-за недостатка электронов в материале P, являются носителями, которые перемещают тепловую энергию через термоэлектрический материал. На рисунке (2.2) показан типичный термоэлектрический охладитель, в котором тепло перемещается в результате приложенного электрического тока (I). Большинство термоэлектрических охлаждающих модулей изготавливаются из равного количества элементов N-типа и P-типа, где одна пара элементов N и P образуют термоэлектрическую «пару». Модуль, показанный на рисунке (2.2) имеет две пары элементов N и P и называется «двухпарным модулем».

Тепловой поток (тепло, активно прокачиваемое через термоэлектрический модуль) пропорционален величине приложенного постоянного электрического тока. Изменяя входной ток от нуля до максимума, можно регулировать и контролировать тепловой поток и температуру.

Термоэлектрики – обзор | ScienceDirect Topics

2.4.1.4 New Horizons

New Horizons – межпланетный космический зонд, запущенный в рамках программы NASA New Frontiers [41].Спроектированный Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL) xe «Университетская лаборатория прикладной физики (APL)» и Юго-Западным научно-исследовательским институтом (SwRI), космический корабль был запущен в 2006 г. миссия по пролетному исследованию системы Плутона в 2015 году и вторичная миссия по пролету и изучению одного или нескольких других объектов пояса Койпера (KBO) xe «Объекты пояса Койпера (KBO)» в следующем десятилетии. Это пятый космический зонд, достигший космической скорости, необходимой для выхода из Солнечной системы.

ГПС-РИТЭГ имеет габаритный диаметр 0,422 м и длину 1,14 м [42]. Каждый GPHS-RTG имеет массу около 57 кг и вырабатывает около 300 Вт электроэнергии в начале полета (5,2 Вт / кг), используя около 7,8 кг Pu-238, что дает около 4400 Вт тепловой мощности [42] . Топливо из оксида плутония находится в 18 ГПЗ. Обратите внимание, что GPHS имеют форму куба, хотя они содержат цилиндрические таблетки на основе плутония.

Установки GPHS-RTG, используемые на космических кораблях, не были созданы НАСА.Они были спроектированы и построены General Electric Space Division (позже часть Martin-Marietta, впоследствии часть Lockheed Martin) в Короле Пруссии, штат Пенсильвания. Генераторы были заполнены плутонием лабораториями Министерства энергетики в Майамисбурге, штат Огайо, и Айдахо-Фоллс, штат Айдахо.

После заправки РИТЭГов «Улисс» и «Галилео» их запуск был отложен на четыре и три года соответственно. В результате миссии были немного адаптированы для использования более низкой доступной мощности [43].Остаточное тепло уменьшается примерно на 0,8% в год, поэтому термоэлектрический преобразователь «стареет» или в некоторой степени ухудшается. См. Рис. 2.10.

Рис. 2.10. Схема модуля источника тепла общего назначения.

Термоэлектрические элементы преобразуют тепловую энергию изотопа в электричество. В GPHS-RTG используются термоэлектрические элементы SiGe («разъединители»), которые больше не производятся [44]. В миссиях после 2010 года, требующих РИТЭГов, таких как Марсианская научная лаборатория, вместо этого будут использоваться многоцелевые радиоизотопные термоэлектрические генераторы.

•

Ulysses, миссия завершена в 2007 году на гелиоцентрической орбите (вращающейся вокруг Солнца)

•

Galileo, миссия завершена в 2003 году вход на планету Юпитер

•

Cassini, миссия завершена в 2017 году вход в планета Сатурн

•

Новые горизонты, миссия продолжается, покидает Солнечную систему (траектория ухода)

Радиоизотопный генератор Стирлинга (SRG) основан на электрическом преобразователе мощностью 55 Вт, питаемом от одного блока GPHS.Горячий конец преобразователя Стирлинга достигает температуры 650, 90 · 101 °, 90 · 102 ° C, и нагретый гелий приводит в движение свободный поршень в линейном генераторе переменного тока, при этом тепло отводится на холодном конце двигателя. Затем переменный ток преобразуется в постоянный ток мощностью 55 Вт. Этот двигатель Стирлинга производит примерно в четыре раза больше электроэнергии из плутониевого топлива, чем РИТЭГ. Таким образом, каждый SRG будет использовать два блока преобразователя Стирлинга с тепловой мощностью около 500 Вт, обеспечиваемой двумя блоками GPHS, и будет выдавать 100–120 Вт электроэнергии. SRG прошел всесторонние испытания, но еще не летал.

Россия также разработала РИТЭГи, использующие По-210; два из них все еще находятся на орбите навигационных спутников “Космос” 1965 года. Но он сосредоточился на реакторах деления для космических энергетических систем. Помимо РИТЭГов, на спутниках и космических кораблях используются блоки радиоактивных нагревателей (RHU) xe «Блоки радиоактивных нагревателей (RHU)», чтобы поддерживать приборы в тепле, достаточном для их эффективного функционирования. Их выходная мощность составляет всего около 1 Вт, и они в основном используют Pu-238 – обычно его около 2,7 г. Размеры около 3 см в длину и 2,5 см в диаметре, вес 40 г.Примерно 240 из них уже использовались США, а два российских лунохода находятся в отключенном состоянии на Луне. Их будет восемь на каждом марсоходе США, запущенном в 2003 году.

И RTG, и RHU, как и SRG, спроектированы таким образом, чтобы выдерживать крупные аварии при запуске и возвращении в атмосферу.

Обратите внимание, что в недавних мероприятиях по созданию космических энергетических реакторов (SPR) xe «Космические энергетические реакторы (SPR)» радиоизотопные термоэлектрические генераторы (RTGs) xe «Thermoelectric Generators (RTGs)» преобразуют тепловую энергию из альфа-распада Pu ₂₃₈ к электроэнергии посредством твердотельных термоэлектрических элементов.

РИТЭГи

также использовались на поверхности Марса на двух посадочных модулях «Викинг». Марсоходы Mars Exploration Rovers использовали радиоактивные нагреватели для внутреннего терморегулирования, предохраняя электронику и заряженные батареи от замерзания во время марсианских ночей.

Электроэнергия на поверхности Марса вырабатывалась солнечными панелями, несмотря на атмосферную запыленность, ограничивающую количество солнечной радиации, достигающей поверхности панелей. Что касается энергопотребления в космосе, все миссии США полагались почти исключительно на топливные элементы.РИТЭГи и солнечные батареи для энергетики. См. Рис. 2.11, где Spirit Rover использовался на поверхности Марса во время сборки и испытаний НАСА.

Рис. 2.11. Спирит ровер.

Предоставлено НАСА.

Единственным исключением является реактор деления SNAP-10A мощностью 45 кВт, который был запущен в 1965 году. Однако Россия использовала реакторы деления для более чем 30 миссий по спутниковому наблюдению. Эти источники энергии предлагают явные преимущества для длительных миссий на Луне или Марсе. РИТЭГи становятся непомерно массивными при высоких электрических мощностях.

Миссия космического корабля «Кассини» к Сатурну и его спутникам, таким как Титан, несет три РИТЭГа и 32,8 кг топлива Pu ₂₃₈ , которые обеспечивают общую электрическую мощность 0,870 кВтэ. Высокоэффективные тонкопленочные кремниевые батареи солнечных элементов могут производить 0,676 кВт-экв / кг, а батареи InGaAs с тройным переходом могут производить 0,360 кВт / кг на геостационарной орбите [46].

Топливные элементы на космическом шаттле вырабатывали электроэнергию в количестве 0,130 кВт-экв / кг при постоянной мощности 7 кВт-экв. При расчетном бюджете мощности в 100 кВт для наземных миссий электроэнергия, произведенная исключительно с помощью этих технологий, становится непрактичной.Однако комбинация этих технологий и реакторов ядерного деления с двигателями цикла Стирлинга может предоставить более практичное решение для удовлетворения потребностей в электроэнергии и терморегуляции для наземных исследований.

(PDF) SPICE-модель термоэлектрических элементов, включая тепловые эффекты

SPICE Модель термоэлектрических элементов, включая тепловые эффекты

Х.А. Чавес, Х.А. Ортега, Х. Салазар, А. Туро, М.Дж. Гарсия

Sensor Systems Group, Departament d ‘ Enginyeria Electrònica

Universitat Politècnica de Catalunya, C / Jordi Girona, 1 i 3, Módulo C4, 08034 Barcelona, ​​SPAIN,

телефон: 34-934015636, факс: 34-934016756, электронная почта: chavez @ eel.upc.es

Abstract

Предлагается электрическая модель ячейки Пельтье, основанная на аналогии

между тепловыми и электрическими переменными. Использование тепловых моделей позволяет проверять общие характеристики

схемы термоохлаждения и сигнальной системы

с помощью программ анализа электрических цепей

, таких как SPICE. Максимальная ошибка в установившемся состоянии

между измеренной и смоделированной температурой

меньше 0.3

o

C для горячей температуры и

менее 0,2

o

C для холодной температуры с 31,7

o

C при изменении температуры

.

1. Введение

Термоэлектрические охладители (ТЕС) – это универсальные устройства контроля температуры

. Среди множества прибылей

, предоставляемых устройствами TEC, можно найти следующие:

У них нет движущихся частей.

Они используются в приложениях, где ограниченное пространство

и надежность имеют первостепенное значение.

У них нет CFC.

Их можно использовать для нагрева или охлаждения путем изменения направления потока

на противоположное.

В настоящее время мы работаем над разработкой недорогого детектора загрязняющих газов

на основе инфракрасной оптической абсорбционной спектроскопии

[1] [2]. Мы используем массив PbSe из

64 пикселей [3] в качестве сенсорного элемента, этот массив включает устройство

TEC. Элемент ТЕС необходим потому, что токовые характеристики фотопроводников

темного цвета имеют большую зависимость от температуры

.В нашем случае, если температура

увеличивается с 1

до

C, примерно на 298 K, то темновое сопротивление PbSe

увеличивается примерно до 3% [4] [5] [6]. Изменение характеристик

может быть неверно истолковано как изменение концентрации загрязняющих газов

.

Термоэлектрическая охлаждающая ячейка, которая включает в себя массив PbSe

, имеет тепловую насосную мощность 0,97 Вт. Нам нужна холодная температура

в TEC около -20

o

C и стабильность

температуры около 0 .5

o

C для разрешения 2 ppm в

для расчета концентрации газа.

Разработка модели ТЕС для схемы PSPICE

Программа моделирования позволяет включить ячейки ТЕС в

, автоматизированное проектирование схем точного управления.

SPICE-модель предложена для термоэлектрических элементов

, основанных на эффекте Пельтье [7] [8]. Модель

прошла валидацию, и ошибка между измеренной

и смоделированной температурой в установившемся состоянии составляет менее

0.5

o

C.

2. Физические явления

Четыре основных физических явления могут быть связаны с

работой термоэлектрических устройств: эффект Зеебека

, эффект Пельтье, эффект Томсона и

Эффект Джоуля. Эффект Зеебека – это напряжение, генерируемое

при изменении температуры между двумя сторонами ТЕС

. Эффект Пельтье – это эффект нагрева или охлаждения

, наблюдаемый, когда электрический ток

проходит через два разных перехода.Эффект Thomson

– это эффект нагрева или охлаждения в однородном проводнике

, наблюдаемый, когда электрический ток проходит в

в направлении температурного градиента. Эффект Джоуля – это эффект нагрева, наблюдаемый в проводнике, когда электрический ток

проходит через проводник.

Типичный модуль TEC состоит из двух керамических пластин

с несколькими полупроводниковыми (SC) материалами p- и n-типа

, электрически соединенными последовательно и термически параллельно,

см. Рис.1.

Керамическая пластина

НПНПНП

I

I

I

Поглощенное тепло

Рассеиваемое тепло

металл

I

I

N

полупроводник

Плечо

Плечо

Полупроводник

рычаг

Рис. 1. Схема модуля ТЕС.

Во-первых, мы рассматриваем только штангу SC с разной температурой

на каждом конце, через которую протекает ток

, см. Рис.2. Где

T

c

– температура холодной стороны,

T

h

– температура горячей стороны,

q

c

– поглощенное тепло на холодной стороне,

q

h

– выделяемое тепло на горячей стороне, а

I – электрический ток.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Crystal Ltd. Термоэлектрические модули и сборки

Кристалл Лтд. – частная компания, специализирующаяся на массовом производстве и исследованиях высококачественных термоэлектрических материалов, модулей Пельтье, термоэлектрических узлов и систем для промышленного и специального применения. Наше производство изготавливается на полупроводниковых материалах n- и p-типа из теллурида висмута, выращенных собственными силами по оригинальной запатентованной технологии и имеет многослойные вакуумные пленочные покрытия. Мы используем этот метод для массового производства. Усовершенствованный способ электроэрозионной резки позволяет разрезать пластины из термоэлектрического материала на элементы с высокой точностью геометрических размеров и высоким качеством поверхности после резки.Уникальность нашей технологии защищена многочисленными патентами.

Наша миссия – обеспечить постоянное развитие исследований, массовое производство и продвижение конкурентоспособной продукции в следующих целях:
– Укрепление репутации надежного и ответственного поставщика
– Повышение благосостояния каждого сотрудника нашей компании
– Добейтесь максимальной прибыли за счет максимального удовлетворения требований клиентов
– Защищайте окружающую среду
– Продвигайте волонтерскую деятельность.

Наша компания обеспечивает полный цикл создания инновационных холодильных изделий от изучения применения заказчиком и разработки термоэлектрических материалов до изготовления конечных узлов. Стратегия продаж сильно фокусируется на промышленных приложениях и технической поддержке . Сегодня мы предлагаем много видов термоэлектрических устройств, в том числе:

Преимуществом партнерства с нашей компанией является научно-исследовательская и инженерная поддержка комплексных решений в области термоэлектрического охлаждения и разработка систем терморегулирования на основе термоэлектрических модулей Пельтье (ТЭМ).В наших термоэлектрических сборках мы используем модули Пельтье, обладающие высокой эффективностью, надежностью и производимые только компанией Crystal.

ООО «Кристалл» с 1998 года имеет репутацию надежного поставщика термоэлектрической продукции . У нас есть опыт участия в международных торгах и мы поставляем нашу продукцию по всей Европе, Азии, Северной Америке, Ближнему Востоку и так далее.

Термоэлектрические устройства Crystal стали популярными благодаря своей высокой добротности, долговечности и привлекательной цене.

: Глава 11: Проблемы с использованием термоэлектрических элементов :: Настройка и ускорение оборудования ПК :: Разное :: eTutorials.org

Модули Пельтье

Охладители Пельтье – это термоэлектрические холодильники, основанные на эффекте Пельтье – явлении, названном в честь французского часовщика и физика-любителя Жана К. А. Пельтье (1785–1845).

Пельтье сделал свое открытие почти 170 лет назад, в 1834 году. Идея этого явления была раскрыта несколькими годами позже, в 1838 году, немецким физиком Генрихом Ф.Э. Ленц (1804–1865). Экспериментируя с электрическим током, протекающим через соединение двух разнородных проводников, Ленц поместил каплю воды в небольшую полость на стыке двух стержней из висмута (Bi) и сурьмы (Sb). Когда электрический ток течет в одном направлении, капля воды замерзает. Когда ток течет в обратном направлении, замерзшая вода тает. Этот эксперимент показал, что когда электрический ток протекает через соединение двух разнородных проводников, это соединение либо поглощает, либо выделяет тепло, в зависимости от направления потока тока.Это явление получило название эффекта Пельтье.

Этот эффект противоположен открытию, сделанному в 1821 году немецким физиком Томасом Зеебеком (1770–1831). Это явление имеет место в замкнутой электрической цепи, состоящей из разнородных металлов или полупроводников. Если есть разница температур в двух точках соединения разнородных металлов или полупроводников, в цепи индуцируется напряжение.

Согласно хорошо известному закону Джоуля, проводник, по которому проходит ток, выделяет тепло, пропорциональное произведению сопротивления ( R ) проводника на квадрат тока ( I ).Таким образом, джоулева теплота, выделяющаяся в течение определенного периода времени ( t ), рассчитывается по следующей формуле:

(Формула 11.1)

В отличие от тепла Джоуля, тепло Пельтье пропорционально току, и направление теплопередачи меняется на противоположное, если ток меняется на противоположное. Эксперименты показали, что теплоту Пельтье можно выразить следующей формулой:

(Формула 11.2)

Здесь q – электрический заряд ( q = I × t ), а P – так называемый фактор Пельтье, значение которого зависит как от свойств разнородных материалов, по которым проходит ток. и от их температуры.

Тепло Пельтье положительное, если оно выделяется; в противном случае – отрицательный.

В эксперименте, проведенном, как показано на рис. 11.1, в каждом калориметре будет выделяться одинаковое количество джоулева тепла, если оба провода имеют одинаковое сопротивление (Cu + Bi). Это количество тепла можно рассчитать по следующей формуле:

(Формула 11.3)

Рисунок 11.1: Устройство для измерения теплоты Пельтье (Cu – медь, Bi – висмут)

Теплота Пельтье, с другой стороны, будет положительной в одном калориметре и отрицательной в другом.В этом эксперименте измерялось тепло Пельтье и определялись значения коэффициента Пельтье для различных пар проводников.

Обратите внимание, что фактор Пельтье сильно зависит от температуры. Несколько значений фактора Пельтье для различных комбинаций металлов и сплавов при различных абсолютных температурах (шкала Кельвина или ° K) представлены в таблице 11.1.

Таблица 11.1: Коэффициенты Пельтье для пар проводников

Fe – константан		Cu-Ni		Pb – константан
T ( ° K)	P (мВ)	T (° К)	P (мВ)	T (° К)	P (мВ)
273	13.0	292	8,0	293	8,7
299	15,0	328	9,0	383	11,8
403	19.0	478	10,3	508	16,0
513	26,0	563	8,6	578	18,7
593	34.0	613	8,0	633	20,6
833	52,0	718	10,0	713	23,4

Коэффициент Пельтье, важная техническая характеристика материалов, может быть рассчитан с использованием коэффициента Томсона, а не измеряться следующим образом:

(Формула 11.4)

Здесь P – коэффициент Пельтье, α – коэффициент Томсона и T – абсолютная температура.

Это открытие оказало огромное влияние на последующее развитие физики, а затем и техники.

Идея эффекта такова: когда электрический ток течет через соединение двух разнородных материалов, помимо джоулева тепла (которое всегда производится), дополнительное тепло, известное как тепло Пельтье, либо производится, либо поглощается, в зависимости от направления тока. или температурного градиента.Степень проявления этого эффекта во многом зависит от выбранных проводников и используемых электрических режимов.

Классическая теория объясняет эффект Пельтье. Электроны, перемещаемые током от одного проводника к другому, ускоряются или замедляются из-за внутренней разности потенциалов в точке соединения. В первом сценарии кинетическая энергия электронов увеличивается и впоследствии выделяется в виде тепла. Во втором случае кинетическая энергия электронов уменьшается, и эта потеря энергии компенсируется поглощением тепла.Второй материал в результате остынет.

Эффект Пельтье, как и другие термоэлектрические явления, наиболее сильно проявляется в полупроводниковых цепях, состоящих из полупроводников n- и p-типа.

Рассмотрим термоэлектрические процессы, происходящие на контакте таких полупроводников. Предположим, что направление электрического поля заставляет электроны в n-полупроводнике и дырки в p-полупроводнике двигаться навстречу друг другу. Пройдя границу, электрон попадает в зону p-полупроводника и занимает место дырки.Эта рекомбинация выделяет тепло (рис. 11.2).

Рисунок 11.2: Выделение тепла Пельтье на контакте полупроводников n- и p-типа

Если направление электрического поля поменять местами, электроны и дырки будут двигаться в противоположных направлениях. Число отверстий, движущихся от границы, будет увеличиваться, потому что при переходе электронов от p-полупроводника к n-полупроводнику будут образовываться новые пары. Генерация таких пар требует энергии, и эта потеря энергии компенсируется тепловыми колебаниями атомной решетки.Электроны и дырки, возникающие в результате появления пар, будут перемещаться в противоположных направлениях электрическими полями. Следовательно, новые пары будут появляться до тех пор, пока через контакт будет протекать ток. Это приведет к поглощению тепла (рис. 11.3).

Рисунок 11.3: Поглощение тепла Пельтье на контакте полупроводников n- и p-типа

Таким образом, в зависимости от направления электрического тока через контакт различных типов полупроводников (pn- и np-переходы), тепло будет выделяться или поглощаться при взаимодействии электронов (n) и дырок (p) и при взаимодействии новых пар заряды рекомбинируются или генерируются.Использование p- и n-полупроводников в термоэлектрических холодильниках показано на рис. 11.4.

Рисунок 11.4: Использование p- и n-полупроводников в термоэлектрических холодильниках

Объединение большого количества n- и p-полупроводниковых переходов создает охлаждающие элементы – модули Пельтье значительной мощности. Структура полупроводникового модуля Пельтье показана на рис. 11.5.

Рисунок 11.5: Структура модуля Пельтье

Модуль Пельтье представляет собой термоэлектрический холодильник, состоящий из связанных полупроводников p- и n-типа, которые образуют p-n- и n-p-переходы.Каждый переход имеет тепловой контакт с одним из двух радиаторов. Если электрический ток определенной полярности проходит через переход, температура между радиаторами в модуле Пельтье упадет: один радиатор будет работать как холодильник, а другой будет генерировать и отводить тепло. Когда холодная сторона модуля Пельтье соединяется с поверхностью защищаемого объекта, этот модуль действует как тепловой насос. Этот тепловой насос перемещает тепло от этого объекта к горячей стороне модуля, которая охлаждается воздухом или водой.Как и любой тепловой насос, его можно описать термодинамическими формулами. Поэтому модули Пельтье можно назвать не только термоэлектрическими, но и термодинамическими модулями.

На рис. 11.6 показан внешний вид типичного модуля Пельтье.

Рисунок 11.6: Внешний вид типичного модуля Пельтье

В типичном модуле температура может отличаться на десятки градусов. Если горячая сторона охладится должным образом, другая сторона достигнет отрицательной температуры по Цельсию. Для увеличения разницы температур можно каскадировать должным образом охлаждаемые модули Пельтье.Этот метод обеспечивает простой, надежный и недорогой способ получения разницы температур, которая способствует эффективному охлаждению электронных компонентов.

На рис. 11.7 показан пример каскадных модулей Пельтье.

Рисунок 11.7: Каскадные модули Пельтье

Компонент охлаждения на основе модулей Пельтье часто называют активным охладителем Пельтье или просто охладителем Пельтье.

Модули

Пельтье делают кулеры более эффективными, чем стандартные кулеры, основанные на традиционной комбинации радиатора и вентилятора.В процессе разработки и эксплуатации кулеров, использующих модули Пельтье, вы должны помнить об определенных особенностях. Эти особенности являются результатом конструкции модулей, принципов их работы, архитектуры аппаратного обеспечения современного компьютера, а также функциональных возможностей системы и прикладного программного обеспечения.

Ключевую роль играет мощность модуля Пельтье, которая в основном зависит от его размеров. Слабый модуль не сможет гарантировать необходимый уровень охлаждения, что может привести к перегреву и выходу из строя охлаждаемого электронного элемента, например процессора.Однако использование слишком мощного модуля Пельтье может снизить температуру охлаждающего радиатора до такого уровня, что влага в воздухе конденсируется – опасная ситуация для электронных схем. Постоянно образующаяся в результате конденсации вода может вызвать короткое замыкание электронных схем компьютера. Пришло время вспомнить, что расстояние между подводящими проводами на современных печатных платах часто составляет лишь доли миллиметра.

Тем не менее, мощные модули Пельтье в высокопроизводительных кулерах и дополнительные системы охлаждения позволили KryoTech и AMD в рамках совместного исследовательского проекта разогнать процессоры AMD, созданные по традиционной технологии, за пределы 1 ГГц.Практически вдвое увеличили рабочую частоту. Однако заданный уровень производительности был достигнут в условиях, обеспечивающих стабильность и надежность работы процессоров в разогнанных режимах. Результатом такого экспериментального разгона стал рекорд производительности среди процессоров 80×86.

KryoTech известна не только своими экспериментами, связанными с экстремальным разгоном процессора. Широкую известность получила также ее установка для криогенной заморозки компьютерных компонентов. Они оснащены соответствующими электронными компонентами и используются в качестве платформ для многих высокопроизводительных серверов и рабочих станций.Между тем AMD подтвердила высокий уровень своей продукции и получила экспериментальные материалы для дальнейшего улучшения архитектуры своих процессоров. Аналогичное исследование было проведено с процессорами Intel Celeron, Pentium II и Pentium III и позволило значительно повысить производительность.

Обратите внимание, что модули Пельтье в процессе работы выделяют относительно большое количество тепла. По этой причине у вас должен быть не только мощный вентилятор для кулера, но и средство для снижения температуры внутри корпуса компьютера, чтобы избежать перегрева остальных компонентов.Для этого в конструкции корпуса следует использовать дополнительные вентиляторы.

Внешний вид активного кулера, использующего полупроводниковые модули Пельтье, представлен на рис. 11.8.

Рисунок 11.8: Внешний вид охладителя с модулем Пельтье

Примерами серийно выпускаемых модулей Пельтье являются изделия Osterm ( http://www.osterm.ru ). Они отличаются максимальным потребляемым током (Imax, в амперах), максимальным напряжением (Umax, в вольтах), мощностью охлаждения (Qcmax, ватт), максимальным перепадом температуры (dTmax, в кельвинах) между горячей и холодной сторонами. измеренные в вакууме без нагрузки, и их размеры.

В таблице 11.2 перечислены рабочие параметры некоторых модулей Пельтье, производимых серийно.

Таблица 11.2: Модули Пельтье от Osterm

Серийный номер	Imax (А)	Uмакс. (В)	Qcmax (Вт)	dTmax (° К)	Д × Ш × В (мм)
К1-127-1 / 0.8	6.0	15,4	50,0	71	30 × 30 × 3,1
К1-241-1 / 0.8	6.0	29,2	95,0	71	40 × 40 × 3.1
К1-127-1 / 1.3	3,9	15,4	33,4	73	30 × 30 × 3,6
К1-241-1 / 1.3	3,9	29,2	63.4	73	40 × 40 × 3,6
К1-127-1 / 1.5	3,0	15,4	27,0	73	30 × 30 × 3,8
К1-241-1 / 1.5	3.0	29,2	51,2	73	40 × 40 × 3,8
К1-71-1.4 / 1.1	8,5	8,6	41,9	71	30 × 30 × 3,8
К1-127-1.4 / 1.1	8,5	15,4	75,0	71	40 × 40 × 3,8
К1-71-1,4 / 1,5	6.0	8,6	30,0	73	30 × 30 × 3.9
К1-127-1.4 / 1.5	6.0	15,4	53,0	73	40 × 40 × 3,9
К1-127-2 / 1.5	13,0	15,5	120.0	73	55 × 55 × 4,6

Имейте в виду, что системы охлаждения на основе модулей Пельтье используются не только в электронных системах, но и в компьютерах. Подобные модули используются для охлаждения различных высокоточных устройств. В первую очередь это относится к экспериментальным исследованиям в области физики, химии и биологии.

Примеры нескольких модулей Пельтье, выпущенных Osterm, показаны на рис.11.9–11.13.

Рисунок 11.9: Полупроводники p- и n-типа в модуле Пельтье
Рисунок 11.10: Крошечный модуль Пельтье
Рисунок 11.11: Фасонный модуль Пельтье
Рисунок 11.12: Модуль Пельтье со снятой керамической пластиной
Рисунок 11.13: Каскадный модуль Пельтье

Информацию о модулях в охладителях Пельтье, включая их характеристики и результаты использования, можно найти в Интернете по следующим веб-адресам:

• http: // www.tomshardware.com

• http://rudteam.narod.ru/english/index.html

• http://www.kryotech.com

• http://www.melcor.com

• http://www.supercool.se

• http: //www.computernerd.com

Особенности эксплуатации

Модули Пельтье

при использовании для охлаждения электронных элементов обладают относительно высокой надежностью. В отличие от холодильников, созданных по традиционной технологии, в них нет движущихся частей. Для повышения эффективности их работы эти модули можно соединять каскадом. Каскадирование позволяет защищенным электронным компонентам охлаждаться до температуры ниже 0 ° C (32 ° F) даже при значительном рассеивании мощности.

Помимо очевидных преимуществ, модули Пельтье обладают некоторыми специфическими свойствами, которые необходимо учитывать при их использовании в охлаждающем оборудовании.Некоторые из этих свойств были упомянуты, но для правильного использования модуля Пельтье вам необходимо более подробно изучить эти характеристики. Следующие рабочие характеристики являются одними из наиболее важных:

• Модули Пельтье в процессе работы выделяют большое количество тепла. Для них требуются радиаторы и вентиляторы, способные эффективно отводить излишки тепла от охлаждающих модулей. Термоэлектрические модули отличаются относительно низким КПД; когда они действуют как тепловые насосы, они являются мощными источниками тепла.Использование этих модулей в охлаждающих устройствах, предназначенных для защиты электронных компонентов компьютера, резко увеличивает температуру внутри системного блока. Иногда для этого требуются дополнительные охлаждающие устройства в корпусе компьютера. Если не использовать дополнительное охлаждение, высокие температуры усложняют условия эксплуатации – даже для модулей. Обратите внимание, что использование модулей Пельтье создает относительно большую дополнительную нагрузку для источника питания. С учетом значений токов, требуемых модулями Пельтье, блок питания, установленный на компьютере, должен быть 250 Вт.Поэтому есть смысл выбрать материнскую плату формата ATX и корпус с мощным блоком питания. Это упростит задачу по организации оптимального температурного режима и электрических режимов для компонентов компьютера.

• При выходе из строя модуля Пельтье охлаждаемый элемент изолируется от радиатора охладителя. Это приводит к быстрому нарушению стабильного температурного режима элемента с последующим выходом из строя самого элемента от перегрева.Поэтому стоит выбирать качественные модули известных брендов. Такие модули отличаются высокой надежностью. Их среднее время наработки на отказ (MTBF) часто превышает 1 миллион часов.

• Низкие температуры, возникающие при работе охладителей Пельтье, могут быть слишком высокими и вызывать конденсацию влаги из воздуха. Это опасно для электрических компонентов; вода может закоротить элементы. Чтобы избежать такой опасности, выбирайте кулер Пельтье с оптимальной мощностью для ваших нужд.Конденсация зависит от нескольких параметров; наиболее важными из них являются температура окружающей среды (воздуха внутри корпуса), температура охлаждаемого объекта и влажность воздуха. Чем теплее и влажнее воздух внутри корпуса, тем больше вероятность образования конденсата и, следовательно, больше вероятность того, что электронные элементы компьютера выйдут из строя. В таблице 11.3 показано, как температура конденсации влаги зависит от количества влаги в воздухе и температуры воздуха.Используя эту таблицу, вы легко сможете определить, существует ли опасность образования конденсата. Например, если температура внутри корпуса составляет 25 ° C (77 ° F), а влажность составляет 65%, то конденсация влаги на охлаждаемом объекте произойдет, когда температура его поверхности упадет ниже 18 ° C (64 ° F). .

  Таблица 11.3: Температуры, при которых влага будет конденсироваться

  Температура (° C)	Влажность (%)
  	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95
  30	10.5	12,9	14,9	16,8	18,4	20,0	21,4	22,7	23,9	25,1	26,2	27,2	28.2	29,1
  29	9,7	12,0	14,0	15,9	17,5	19,0	20,4	21,7	23.0	24,1	25,2	26,2	27,2	28,1
  28	8,8	11,1	13,1	15,0	16.6	18,1	19,5	20,8	22,0	23,2	24,2	25,2	26,2	27,1
  27	8.0	10,2	12,2	14,1	15,7	17,2	18,6	19,9	21,1	22,2	23,3	24,3	25.2	26,1
  26	7,1	9,4	11,4	13,2	14,8	16,3	17,6	18,9	20,1	21.2	22,3	23,3	24,2	25,1
  25	6,2	8,5	10,5	12,2	13,9	15,3	16.7	18,0	19,1	20,3	21,3	22,3	23,2	24,1
  24	5,4	7,6	9,6	11.3	12,9	14,4	15,8	17,0	18,2	19,3	20,3	21,3	22,3	23,1
  23	4.5	6,7	8,7	10,4	12,0	13,5	14,8	16,1	17,2	18,3	19,4	20,3	21.3	22,2
  22	3,6	5,9	7,8	9,5	11,1	12,5	13,9	15,1	16,3	17.4	18,4	19,4	20,3	21,2
  21	2,8	5,0	6,9	8,6	10,2	11,6	12.9	14,2	15,3	16,4	17,4	18,4	19,3	20,2
  20	1,9	4,1	6.0	7.7	9,3	10,7	12,0	13,2	14,4	15,4	16,4	17,4	18,3	19,2
  19	1.0	3,2	5,1	6,8	8,3	9,8	11,1	12,3	13,4	14,5	15,5	16,4	17.3	18,2
  18	0,2	2,3	4,2	5,9	7,4	8,8	10,1	11,3	12,5	13.5	14,5	15,4	16,3	17,2
  17	-0,6	1,4	3,3	5,0	6,5	7,9	9.2	10,4	11,5	12,5	13,5	14,5	15,3	16,2
  16	-1,4	0,5	2,4	4.1	5,6	7,0	8,2	9,4	10,5	11,6	12,6	13,5	14,4	15,2
  15	-2.2	-0,3	1,5	3,2	4,7	6,1	7,3	8,5	9,6	10,6	11,6	12,5	13.4	14,2
  14	-2,9	-1,0	0,6	2,3	3,7	5,1	6,4	7,5	8,6	9.6	10,6	11,5	12,4	13,2
  13	-3,7	-1,9	-0,1	1,3	2,8	4,2	5.5	6,6	7,7	8,7	9,6	10,5	11,4	12,2
  12	-4,5	-2,6	-1,0	0.4	1,9	3,2	4,5	5,7	6,7	7,7	8,7	9,6	10,4	11,2
  11	-5.2	-3,4	-1,8	-0,4	1,0	2,3	3,5	4,7	5,8	6,7	7,7	8,6	9.4	10,2
  10	-6,0	-4,2	-2,6	-1,2	0,1	1,4	2,6	3,7	4,8	5.8	6,7	7,6	8,4	9,2

Помимо уже упомянутых функций, необходимо учитывать ситуации, в которых используются термоэлектрические модули Пельтье для охлаждения высокопроизводительных процессоров в мощных компьютерах.

Эффективность использования модуля Пельтье зависит от модели и режимов ее работы.Выбор неоптимальной модели и установка неправильных режимов работы может привести к опасным ситуациям, поскольку такой выбор не обеспечивает требуемых условий работы охлаждаемых компонентов. Они могут даже привести к выходу из строя защищаемых компонентов. Оптимальный выбор модуля Пельтье – нетривиальная задача.

На рис. 11.14 показан один из методов расчета, используемых для выбора модулей Пельтье. (Этот график опубликован с разрешения Osterm.) На графике показаны термоэлектрические характеристики модулей Пельтье, производимых партиями.Размеры следующие:

• Th ( Th ) – Температура горячей стороны модуля Пельтье (в кельвинах)

• Imax ( I ) – Максимально допустимый ток (в амперах)

• dTmax ( dT ) – Максимальная разница температур между горячей и холодной сторонами модуля Пельтье, измеренная в вакууме без рабочей нагрузки (в кельвинах)

• Umax ( U ) – Максимально допустимое напряжение (в вольтах)

• Qcmax ( Qc ) – Максимальная мощность охлаждения (в ваттах)

• RdTm – Сопротивление модуля переменному току (в Ом)

Рисунок 11.14: Термоэлектрические характеристики модуля Пельтье

Значения этих параметров модуля Пельтье зависят от температуры его горячей стороны. Они отличаются от значений, указанных в документации, где все характеристики указаны для температуры 300 ° K (27 ° C).

Выполнение расчетов на основе этого графика подразумевает следующее:

1. Используя график U (I) , для выбранного напряжения U определите ток I , который протекает через модуль Пельтье.Значение тока I должно соответствовать диапазону восходящей части кривой dT (I) .

2. Для значения тока I выберите характеристику, используя кривые, которые определяют зависимость dT от Qc (в нижней левой части графика).

3. Используя известные значения Th и dT, определяет температуру холодной стороны модуля Пельтье ( Tc ), рассчитанную по следующей формуле:

   (Формула 11.5)

Здесь Tc – температура холодной стороны модуля, Th – температура горячей стороны модуля, а dT – разница температур.

Из графиков функций, иллюстрирующих зависимость dT от Qc, , очевидно, что с увеличением тепловой мощности ( Qc ) охлаждаемого элемента перепад температур между горячим ( Th ) и холодные ( Tc ) стороны модуля Пельтье уменьшается.(См. Формулу 11.5.) В то же время, чем выше ток, протекающий через модуль (определяемый напряжением U ), тем больше разница dT , при условии, что тепловая мощность Qc является фиксированной.

В следующем примере показан расчет, необходимый для выбора модуля Пельтье. Он основан на следующих начальных условиях: подаваемое напряжение 12 В; тепловая мощность охлаждаемого элемента составляет 20 Вт, 40 Вт и 60 Вт; а температура горячей стороны модуля Пельтье (равная температуре основания радиатора, установленного на модуле Пельтье) составляет 50 ° C.Расчет дает следующее:

1. Для напряжения 12 В ток 5 А.

2. При токе 5 А и тепловой мощности охлаждаемого элемента 20 Вт разница температур ( dT ) составляет примерно 45 ° K (45 ° C). При 40 Вт это 25 ° K (25 ° C), а при 60 Вт – 4 ° K (4 ° C).

3. Зная значения разности температур ( dT ) и температуры горячей стороны модуля Пельтье, которая в этом примере составляет 323 ° K (50 ° C), можно рассчитать температуру Tc для каждое значение Qc .При тепловой мощности охлаждаемого элемента 20 Вт температура холодной стороны модуля Пельтье составляет 278 ° K (5 ° C). При 40 Вт это 298 ° K (25 ° C), а при 60 Вт – 319 ° K (46 ° C).

Если используется более мощный модуль Пельтье, можно добиться большей разницы температур между горячей и холодной сторонами. Например, модуль с Qc на 131 Вт, I на 8,5 А и U на 28,8 В обеспечит разницу температур от 308 ° K (35 ° C) до 313 ° K (40 ° C). ° C) для объектов с тепловой мощностью 60 Вт.

При выборе подходящего модуля в зависимости от мощности охлаждения учитывайте тепловую мощность модуля. Например, при работе рассматриваемого модуля в выбранных режимах ( U = 12 и I = 5) эта мощность составляет 60 Вт. Также присутствует тепловая мощность охлаждаемого элемента. Тепловой поток, создаваемый этими источниками, является тяжелым бременем для системы охлаждения.

Правильно выбранные и правильно работающие модули Пельтье – это эффективные охлаждающие устройства, которые обеспечивают температуру корпуса охлаждаемого элемента ниже температуры окружающей среды.

Охлаждающие устройства, обычно состоящие из радиатора и вентилятора, должны не только рассеивать довольно мощный тепловой поток, но и обеспечивать низкую температуру на горячей стороне модуля Пельтье. Модуль обеспечивает разницу температур между его горячей и холодной сторонами; следовательно, чем ниже температура поддерживается на его горячей стороне, тем ниже температура на его холодной стороне. (См. Формулу 11.5.)

Если традиционные охлаждающие устройства не могут обеспечить требуемые параметры, одним из возможных решений является система водяного охлаждения.Опять же, температура холодной стороны модуля Пельтье и, следовательно, температуры прилегающей поверхности охлаждаемого элемента, зависит как от разницы температур, так и от значения температуры на горячей стороне модуля Пельтье.

При выборе модуля Пельтье соответствующей мощности охлаждения необходимо обеспечить использование всех поверхностей его холодной и горячей сторон. В противном случае части модуля, не соприкасающиеся с поверхностью защищаемого объекта (например, микросхема процессора), будут только тратить энергию и выделять тепло, снижая общую эффективность охлаждения (рис.11.

Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии от Disqus.

Испарительная эрозия термоэлектрических элементов в некоторых термоэлектрических генераторах.

Версия PDF также доступна для скачивания.

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этого отчета, либо с его содержанием.

Какие

Описательная информация, помогающая идентифицировать этот отчет.Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие предметы в Электронной библиотеке.

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этим отчетом.

Статистика использования

Когда последний раз использовался этот отчет?

Взаимодействовать с этим отчетом

Вот несколько советов, что делать дальше.

Версия PDF также доступна для скачивания.

Ссылки, права, повторное использование

Международная структура взаимодействия изображений

Распечатать / Поделиться

Печать
электронная почта
Твиттер
Facebook
в Tumblr
Reddit

Ссылки для роботов

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Ключ архивных ресурсов (ARK)

Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)

Форматы метаданных

Изображений

URL

Статистика

Кинни, Р.Д. Испарительная эрозия термоэлектрических элементов в некоторых термоэлектрических генераторах., отчет, 1 января 1970 г .; Альбукерке, Нью-Мексико. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc871914/: по состоянию на 28 ноября 2021 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, Цифровая библиотека UNT, https://digital.library.unt.edu; кредитование Департамента государственных документов библиотек ЕНТ.

.