Odrody populárnych modulov Peltier

Na stránkach moderných online obchodov nájdete celý rad Peltierove termoelektrické moduly, Líšia sa navzájom teplotnými charakteristikami, elektrickými parametrami, veľkosťou, ako aj počtom termočlánkov inštalovaných vo vnútri modulu. Tieto moduly sa používajú ako v prenosných chladničkách a klimatizačných zariadeniach, tak aj v amatérskych remeslách.

Je potrebné poznamenať, že moduly Peltier sú jednovrstvové a viacvrstvové, takže problém s inštaláciou je vyriešený celkom slobodne. V rámci tohto článku zvážime niekoľko typov najbežnejších termoelektrických modulov Peltier, porozumieme ich zariadeniu a porovnáme parametre.

Tu je typický jednovrstvový termoelektrický modul Peltier. V hornej a dolnej časti modulu sú nainštalované dve keramické platne (oxid hliníka) s hrúbkou menšou ako 1 mm. Rovnako ako doska plošných spojov slúžia ako podpera pre vnútorné termočlánky a rám pre celý modul.

Keramické dosky majú vysokú tepelnú vodivosť, sú trvanlivé a ohňovzdorné. K týmto doštičkám sú prilepené medené substráty, na ktoré sú sériovo pripojené polovodičové termočlánky.

Spájkovanie polovodičových termočlánkov v priemyselnej výrobe Peltierových modulov sa uskutočňuje tavnou spájkou na špeciálnom zariadení pri teplote približne 145 ° C, pretože polovodičové prvky neumožňujú prehriatie. Výsledkom je, že moduly sú neoddeliteľné a na okrajoch sa zvyčajne nanáša silikónový tmel.

Ak je kvôli zvedavosti taký modul možné demontovať, potom môžete jasne vidieť kocky heterogénnych polovodičov (typ n a typ p), spájkovaných na medené substráty a pomocou hada navzájom spojené v sériovom obvode. Je ľahké vidieť, že najskôr bola na medené substráty nanesená taviteľná spájka a potom boli nainštalované komponenty termočlánku.

V tejto konštrukcii, ako je znázornené na fotografii, sa získajú 127 p-n a 127 n-p križovatiek, všetky n-p križovatky (na smerovanie prúdu od plusu k mínusu) sú umiestnené na jednej strane modulu a všetky p-n križovatky sú na druhej strane.

Na tých medených autobusoch, v ktorých prúd prechádza v smere na n-p križovatke, sa teplo absorbuje (dochádza k intenzívnemu ochladzovaniu tejto strany modulu), a ak prúd ide v smere k p-križovatke, uvoľňuje sa to isté (teoreticky) teplo. Peltierov modul teda prenáša teplo z jednej keramickej dosky na druhú stranu.

Najobľúbenejší jednovrstvový modul TEC1-12705, ktorý stojí približne 2 doláre, je zvlášť žiadaný pre aliexpress. Celkové rozmery modulu 40 x 40 mm, hrúbka 3,8 mm. 127 termočlánkov zapojených do série dáva vnútorný odpor modulu od 2,5 do 2,8 ohmov pri okolitej teplote 25 ° C.

Prevádzkový prúd zariadenia je od 4,3 do 4,6 A, ak je napájaný menovitým napätím 12 voltov. Maximálne povolené napätie je 15,4 V pri kritickom prúde 5,8 A. Maximálny dosiahnuteľný teplotný rozdiel je 65 ° C a maximálny chladiaci výkon je 42 W. Prevádzkový teplotný rozsah modulu je od -55 do 83 ° C.

A tu je dvojvrstvový modul TEC2-25408 pozostávajúci v podstate z dvoch modulov TEC1-12704 zapojených paralelne, ale s rozmermi 40 x 40 mm a hrúbkou 8 mm. Takýto dvojvrstvový chladič je schopný produkovať až 70 wattov chladiacej energie, zatiaľ čo spotrebuje 96 wattov elektrickej energie.

Jeho vnútorný odpor pri vypnutí je približne 1,5 ohmu. Maximálny dosiahnuteľný teplotný rozdiel počas prevádzky je 65 ° C. Je zrejmé, že pri rovnakom extrémnom teplotnom rozdiele ako v prípade modulu TEC1-12705 sa dvojvrstvový modul TEC2-25408 ochladzuje (teplo pumpy) jeden a polkrát rýchlejšie.

Nasleduje štvorvrstvový modul TEC4-24603 s hrúbkou 13,6 mm a šírkou 40 mm, navrhnutý pre napätie 14,6 V a menovitý prúd 3 A. Pri spotrebovanej elektrickej energii 44 W je tento modul schopný poskytovať chladiaci výkon 6,8 W a teplotný rozdiel do 107 ° C.

Základné zložky sú tu zahrnuté postupne. Podobne ako všetky moduly Peltier aj tento štvorvrstvový model neumožňuje použitie bez radiátora dlhšie ako sekundu.

Nakoniec, šesťvrstvový Peltierov modul TEC6-60506, navrhnutý pre menovité napätie 30 voltov a prúd 6 A. Pri šírke 62 mm a hrúbke 23 mm môže tento modul s elektrickým príkonom 180 W poskytnúť teplotný rozdiel až 100 ° C s chladiacou kapacitou 10 W , Modul tohto typu je použiteľný v zariadeniach určených na hlboké mrazenie.

Pozri tiež:Termogenerátory: ako „privariť“ elektrinu na plynový sporák aPeltierov efekt: magický účinok elektrického prúdu