Mô-đun Peltier: Thông số kỹ thuật

Cặp nhiệt điện (Peltier module) hoạt động trên các nguyên tắc của cặp nhiệt điện tác dụng ngược lại - sự xuất hiện của chênh lệch nhiệt độ khi dòng điện chạy điện.

Làm thế nào để một yếu tố Peltier?

Rất đơn giản áp dụng một mô-đun Peltier, nguyên tắc trong đó bao gồm sự phát xạ hay hấp thụ nhiệt vào thời điểm tiếp xúc của vật liệu khác nhau bằng cách truyền therethrough một dòng điện. Mật độ của các dòng năng lượng của các electron trước và sau khi tiếp xúc là khác nhau. Nếu sản lượng ít, nó có nghĩa là có thể tạo ra nhiệt. Khi các electron đang chậm lại liên lạc bằng điện trường, họ truyền đạt động năng cho lưới, làm ấm nó. Nếu họ đang tăng tốc, sức nóng được hấp thụ. Điều này là do thực tế là một phần của năng lượng được lấy từ mạng tinh thể và làm mát của nó diễn ra.

Đến một mức độ lớn, hiện tượng này là vốn có trong các chất bán dẫn, do sự khác biệt lớn giữa những chi phí.

Peltier module, việc sử dụng đó là đối tượng của xét của chúng tôi, được sử dụng để tạo ra một thiết bị làm mát nhiệt điện (TEM). Cách đơn giản nhất trong số đó bao gồm hai p-bán dẫn và n-type, serially kết nối thông qua các điểm tiếp xúc bằng đồng.

Nếu electron di chuyển từ bán dẫn "p" thành "n", sự chuyển đổi đầu tiên từ crosspiece kim loại họ tái kết hợp với việc phát hành của năng lượng. Việc chuyển đổi tiếp theo từ bán dẫn "p" trong ruột đồng kèm theo "kéo dài" electron đi qua ngã ba của điện trường. Quá trình này dẫn đến sự hấp thụ năng lượng và làm mát của khu vực xung quanh xúc. Tương tự như vậy, có những quá trình bằng các hiệu ứng chuyển tiếp.

Khi vị trí của các điểm tiếp xúc sưởi ấm và làm mát trong mặt phẳng song song khác nhau được thực hiện thực tế của quá trình này. Chất bán dẫn được làm bằng selen, bismuth, antimon và tellurium. Peltier mô-đun chứa một số lượng lớn các cặp nhiệt điện được đặt giữa các tấm gốm nitride hoặc oxit nhôm.

Tố ảnh hưởng đến hiệu quả của TEM

• Sức mạnh hiện tại.
• Số lượng các cặp nhiệt điện (lên đến vài trăm).
• loại bán dẫn.
• Tỷ lệ làm mát.

với số lượng lớn đạt được đến nay đã thất bại do hiệu quả thấp (5-8%) và chi phí cao. Để TEM làm việc thành công, nó là cần thiết để đảm bảo loại bỏ hiệu quả của nhiệt từ phía nước nóng. Điều này tạo ra khó khăn trong hiện thân thực tiễn của phương pháp. Nếu bạn thay đổi tính phân cực của các bên lạnh và nóng được thay đổi với nhau.

Ưu điểm và nhược điểm của mô-đun

Nhu cầu TEM xuất hiện với sự xuất hiện của các thiết bị điện tử đòi hỏi phải thu nhỏ các hệ thống làm mát. Lợi ích của các thành phần sau:

• chặt;
• không di chuyển các kết nối;
• Peltier nguyên tắc điều hành mô-đun có thể đảo ngược bằng cách thay đổi tính phân cực;
• kết nối đơn giản thác để tăng sức mạnh.

Những bất lợi chính là hiệu quả thấp của các mô-đun. Này được thể hiện trong chi phí rất lớn về quyền lực trong việc đạt được hiệu quả làm mát mong muốn. Bên cạnh đó, nó có một chi phí cao.

Áp dụng TEM

Peltier mô-đun tốt nhất được sử dụng để làm mát các con chip và các bộ phận nhỏ. Nền tảng được đặt cho các yếu tố làm mát thiết bị quân sự:

• chip;
• máy dò hồng ngoại;
• yếu tố của laser;
• dao động tinh thể.

dần dần bắt đầu áp dụng một mô-đun nhiệt Peltier trong đồ dùng gia đình: để tạo ra tủ lạnh, máy điều hòa không khí, máy phát điện, điều chỉnh nhiệt độ. Mục đích chính của nó là để làm mát các vật nhỏ.

làm mát CPU

Các thành phần chính của máy tính liên tục được cải thiện, dẫn đến sự gia tăng nhiệt. Cùng với họ đang phát triển hệ thống làm mát sử dụng công nghệ tiên tiến, phương tiện hiện đại tầm kiểm soát. Peltier module được sử dụng trong lĩnh vực này tìm thấy chủ yếu trong các mạch làm mát và linh kiện điện tử khác. Với bộ vi xử lý chế độ tăng tốc buộc phải làm mát thông thường không còn đối phó. Một sự gia tăng tần số bộ vi xử lý làm cho nó có thể cải thiện hiệu suất của họ.

Tăng tốc độ quạt dẫn đến tiếng ồn đáng kể. Nó giúp loại bỏ các chi phí của việc sử dụng một module Peltier trong một hệ thống làm mát kết hợp. Bằng cách này, các công ty tiên tiến một cách nhanh chóng làm chủ việc sản xuất các hệ thống làm mát hiệu quả, đó là nhu cầu lớn.

Kể từ khi nhiệt thường được giao xử lý làm mát. Dòng không khí có thể được hút hoặc chuyển giao cho bên ngoài từ bên trong bộ phận của hệ thống. Vấn đề chính nằm trong thực tế là nhiệt độ không khí đôi khi là không đủ để tản nhiệt. Do đó TEM đã được sử dụng để làm mát các luồng không khí xâm nhập vào đơn vị hệ thống, do đó nâng cao hiệu suất trao đổi nhiệt. Do đó, điều hòa không khí tích hợp là một làm mát máy tính truyền thống trợ lý.

Trên cả hai mặt của các module được gắn tản nhiệt nhôm. Từ tấm lạnh cho không khí được thổi vào bộ vi xử lý làm mát. Sau khi ông sẽ mất nhiệt, nó thổi ra ngoài qua các mô-đun máy thở tấm nóng tản nhiệt khác.

TEM hiện đại vận hành thiết bị điện tử với bộ cảm biến nhiệt độ, trong đó mức độ làm mát là tỷ lệ thuận với quá trình gia nhiệt của bộ xử lý.

Kích hoạt các bộ xử lý làm mát cũng tạo ra một số vấn đề.

1. Đơn giản làm mát module Peltier được thiết kế cho hoạt động liên tục. Tại giảm tiêu thụ điện năng và giảm tản nhiệt, có thể gây overcooling của tinh thể và bộ vi xử lý đóng băng tiếp theo.
2. Nếu công việc là mát và mát là không phù hợp đúng cách, sau này có thể đi đến nóng thay vì làm mát. thêm nguồn nhiệt bộ xử lý nguyên nhân quá nóng.

Như vậy, đối với các bộ xử lý hiện đại cần công nghệ làm mát tiên tiến để kiểm soát các module mình. thay đổi như vậy trong điều kiện hoạt động không xảy ra với video, mà còn yêu cầu làm mát chuyên sâu. Do đó, TEM là lý tưởng cho họ.

Autorefrigerator tay riêng

Vào giữa thế kỷ trước, ngành công nghiệp trong nước đã cố gắng để làm chủ việc sản xuất tủ lạnh nhỏ kích thước, dựa trên hiệu ứng Peltier. Các công nghệ hiện thời gian không cho phép làm như vậy. Bây giờ chủ yếu là răn đe là giá cao, nhưng những nỗ lực đang tiếp tục và tiến bộ đã đạt được ở đây.

sản xuất loại thiết bị nhiệt cho phép bạn tạo ra bàn tay của riêng bạn một tủ lạnh nhỏ, thuận tiện cho việc sử dụng trong xe hơi. cơ sở của nó là một "bánh sandwich", được thực hiện như sau.

1. Ở phía trên lớp tản nhiệt bìa của nhiệt dẫn dán loại CBT-8 và Peltier module được gắn liền với một bề mặt bên của gốm.
2. Tương tự sung được gắn vào phía dưới của bộ tản nhiệt khác, dự định sẽ được đặt trong buồng tủ lạnh.
3. Toàn bộ thiết bị được nén chặt và khô trong 4-5 giờ.
4. Cả hai bộ tản nhiệt được cài đặt mát: đầu sẽ tiêu tan nhiệt và thấp hơn - điều chỉnh nhiệt độ trong buồng tủ lạnh.

tủ lạnh vỏ được làm từ một lớp lót cách nhiệt bên trong. Điều quan trọng là nó được đóng lại hoàn toàn. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng một hộp công cụ bằng nhựa thông thường.

Công suất 12 được cung cấp từ hệ thống xe. Nó có thể được thực hiện và từ 220 cung cấp điện V AC. Đề án chuyển đổi AC để liên tục áp dụng đơn giản nhất. Nó chứa một chỉnh lưu cầu và một gợn tụ làm mịn. Điều quan trọng là mức độ đầu ra trong số này không vượt quá 5% giá trị danh nghĩa, hoặc giảm hiệu quả thiết bị. Trong mô-đun, có hai kết luận của dây màu. Để màu đỏ luôn luôn kết nối "cộng" với màu đen - "trừ".

Điện TEM phải phù hợp với khối lượng của boxing. 3 chữ số đầu tiên cho biết số cặp đánh dấu vi chất dinh dưỡng bán dẫn bên trong mô-đun (49-127 hoặc nhiều hơn). Các cường độ dòng điện được biểu diễn bằng hai chữ số cuối cùng đánh dấu (3-15 A). Nếu sức mạnh là không đủ, chúng ta phải dính vào tản nhiệt là mô-đun khác.

Hãy chú ý! Nếu phần tử hiện tại sẽ vượt quá khả năng, nó sẽ được làm nóng trên cả hai mặt, và nhanh chóng bị phá vỡ.

Peltier module: một máy phát điện năng lượng điện

TEM có thể được sử dụng để tạo ra điện. Với mục đích này nó là cần thiết để tạo ra một khác biệt nhiệt độ giữa các tấm và sắp xếp therebetween cặp nhiệt điện sẽ tạo ra điện.

Đối với sử dụng thực tế của TEM cần ít nhất 5 V. Sau đó, nó có thể được sử dụng để sạc điện thoại di động. Do hiệu quả thấp của các module Peltier sẽ đòi hỏi một bước lên DC converter. Để xây dựng các máy phát điện sẽ cần:

• 2 Peltier mô-đun TES1-12705 tấm với kích thước 40x40 mm;
• Chuyển đổi EC-1674;
• tấm nhôm dày 3 mm;
• pan cho nước;
• chịu nhiệt dính.

Được đặt giữa tấm của hai mô-đun trên keo, và sau đó là toàn bộ cấu trúc được cố định vào đáy nồi. Nếu bạn điền vào nó với nước và đưa vào lửa, để có được những chênh lệch nhiệt độ cần thiết mà tạo ra emf khoảng 1,5 V. Bằng cách kết nối các module để thúc đẩy chuyển đổi, bạn có thể tăng điện áp 5 volts cần thiết để sạc pin điện thoại.

Việc lớn hơn chênh lệch nhiệt độ giữa nước và tấm nóng đáy, máy phát điện hoạt động hiệu quả hơn. Vì vậy nó là cần thiết để cố gắng làm giảm nhiệt của nước theo những cách khác nhau: .. Để làm cho nó chảy, thường thay tươi vv Một phương tiện hiệu quả của việc tăng chênh lệch nhiệt độ là một kết nối cascade các module khi chúng được chồng lên một khi các lớp khác. Tăng kích thước tổng thể của thiết bị được đặt giữa tấm cho phép nhiều yếu tố và do đó làm tăng tổng công suất.

hiệu suất máy phát điện sẽ đủ để sạc pin nhỏ, hoạt động của đèn LED hoặc radio. Hãy chú ý! Để tạo các module nhiệt điện cần có khả năng hoạt động ở 300-400 ⁰ C! Phần còn lại của bộ chỉ kiểm tra thử nghiệm.

Không giống như các phương tiện khác thay thế tạo ra điện năng, họ có thể hoạt động trong phong trào nếu tạo ra một cái gì đó giống như một nóng xúc tác.

module Peltier trong nước

TEM sản xuất của nó xuất phát từ chúng tôi trên thị trường cách đây không quá lâu. Họ là độ tin cậy cao và có hiệu suất tốt. Peltier mô-đun đó là nhu cầu lớn, có kích thước 40x40 mm. Nó được thiết kế cho một dòng điện tối đa là 6 A và điện áp lên đến 15 V.

mô-đun Peltier trong nước có thể được mua với giá thấp. Khi tiêu thụ điện năng 85 watt nó tạo ra một sự khác biệt nhiệt độ 60 ⁰ C. Tại mát nó có thể bảo vệ chống lại vi xử lý quá nóng tản 40W.

Đặc điểm của các công ty hàng đầu module

các thiết bị ngoại trên thị trường trong nhiều. Để bảo vệ các công ty hàng đầu xử lý được sử dụng như một tủ lạnh RAH56V Peltier module, giá cả được bao gồm với các fan hâm mộ là $ 35.

Với kích thước 30x30 mm nó hỗ trợ nhiệt độ xử lý không cao hơn 63 ⁰ C với cấp điện 25 watt. Để cung cấp đủ điện áp đến 5 V và dòng điện không vượt quá 1,5 A.

Vâng phù hợp để làm mát các Peltier xử lý mô-đun RA6EHV cung cấp chế độ nhiệt độ bình thường tại một tản sức mạnh của 40 watt. Diện tích mô đun của nó là 40x40 mm, và tiêu thụ hiện nay - 8 A. Cũng ấn tượng kích thước - 60h60h52,5 mm (với quạt) - một thiết bị đòi hỏi một không gian trống xung quanh nó. giá của nó là $ 65.

Khi sử dụng một số kỹ thuật mô-đun Peltier nó phải đáp ứng nhu cầu của các thiết bị làm mát. Nó là không thể chấp nhận rằng họ có một nhiệt độ quá thấp. Điều này có thể dẫn đến sự ngưng tụ hơi ẩm mà gây bất lợi ảnh hưởng đến thiết bị điện tử.

Các module sản xuất máy phát điện, chẳng hạn như TES1-12706, TES1-12709, có sức mạnh lớn hơn - 72 W và 108 W tương ứng. Chúng được phân biệt bởi các đánh dấu luôn áp dụng cho các mặt nóng. Nhiệt độ cho phép tối đa ở phía nóng của họ là 150-160 ⁰ C. lớn hơn gradient nhiệt độ giữa các tấm, điện áp đầu ra cao hơn thu được. Thiết bị này hoạt động với một sự khác biệt nhiệt độ tối đa là 600 ⁰ C.

Peltier module có thể được mua với giá rẻ - khoảng $ 10 hoặc ít hơn mỗi mảnh, nếu bạn tìm kiếm tốt. Khá thường xuyên, người bán đánh giá quá cao đáng kể giá cả, nhưng có thể được tìm thấy trong nhiều lần rẻ hơn nếu mua bán.

phần kết luận

hiệu ứng Peltier đã được áp dụng tại thời điểm này trong việc tạo ra một tủ lạnh nhỏ, công nghệ hiện đại cần thiết. Đảo ngược của quá trình này làm cho nó có thể để sản xuất vi điện, nhu cầu để sạc các thiết bị điện tử.

Không giống như các phương tiện khác thay thế tạo ra điện năng, họ có thể làm việc trên đường, nếu bạn cài đặt một máy xúc tác.