Что такое термоэлектрический охладитель?

Что такое термоэлектрический охладитель?

Термоэлектрический охладитель, также называемый модулем Пельтье, представляет собой термоэлектрическое устройство, которое охлаждает или нагревает устройство, подавая на него электрический ток.

 Термоэлектрический охладитель представляет собой модуль полупроводниковых элементов, используемых в различных устройствах охлаждения и нагрева. Благодаря быстрому преобразованию направления текущего тока управление температурой объекта может быть высокоточным и быстро нагревать или отводить тепло.

Это явление обусловлено эффектом Пельтье, который возникает при протекании электрического тока и используется не только в промышленных приложениях, но и в обычных повседневных продуктах. Эффект Пельтье был открыт французским физиком Жаном Шарлем Пельтье в 1834 году. Во время его открытия использовались два разных металла, но сегодня используются эффективные полупроводники.

Применение термоэлектрических охладителей

Элементы термоэлектрических охладителей обычно используются в широком спектре областей в качестве чистых элементов. Например, в области измерений и анализа они используются для осушения спектрофотометров и газоанализаторов, в то время как в области оптики они используются для охлаждения проекторов и камер наблюдения.

В потребительской сфере применение включает охлаждение процессоров компьютеров, кондиционеров, очистителей воздуха, фенов, холодильных боксов, винных холодильников и медицинского оборудования. Из-за ожидаемого снижения производственных затрат и высокой надежности термомодули также используются в привычных продуктах бытовой электроники.

Принцип термоэлектрического охладителя

1. Эффект Пельтье

Термоэлектрический охладитель использует явление, при котором тепло передается от одного металла к другому, когда постоянный ток подается на соединение двух разных металлов. Это называется эффектом Пельтье, и когда электрический ток подается непосредственно на термоэлектрический охладитель, по обе стороны элемента создается разность температур.

Низкотемпературная сторона поглощает тепло, а высокотемпературная сторона генерирует тепло, позволяя теплу передаваться со стороны низкой температуры на сторону высокой температуры. Кроме того, изменяя полярность тока, можно изменить направление теплового насоса, а изменяя величину тока, можно также изменить количество тепла.

Этот эффект Пельтье можно легко использовать для охлаждения, нагрева и контроля температуры.

2. Термоэлектрические полупроводниковые приборы

Термоэлектрические полупроводниковые элементы, наиболее используемые в последние годы, представляют собой сварные блоки с различными характеристиками N и P или сплавы соответствующим образом легированных эфиридов висмута. Они характеризуются направленной природой материала. Принцип заключается в передаче тепловой энергии за счет разницы между дополнительными электронами в материале N и недостающими электронами в материале P.

Термоэлектрический охладитель представляет собой блок из полупроводниковых элементов P и N, соединенных последовательно в чередующихся PN-шаблонах, зажатых между керамическими подложками.

Другая информация о термоэлектрическом охладителе

1. Преимущества термоэлектрического охладителя

Системы охлаждения обычно используют хладагент и требуют такого оборудования, как компрессоры. Термоэлектрические охладители, с другой стороны, не требуют хладагентов или компрессоров и обладают такими преимуществами, как компактность, малый вес и отсутствие вибрации. Они также являются экологически чистыми охлаждающими и нагревательными устройствами. Еще одним преимуществом является возможность контролировать температуру с высокой точностью. Однако есть возможности для улучшения с точки зрения эффективности.

Радиаторы, которые часто используются для охлаждения электронных устройств, только рассеивают тепло. Термоэлектрические охладители, с другой стороны, могут охлаждаться до температуры ниже окружающей среды, что обеспечивает эффективное охлаждение.

2. Расширение применения термоэлектрических охладителей

Полупроводниковые лазеры, используемые в оптических сетях связи, должны поддерживать постоянную длину волны лазера, чтобы гарантировать стабильную передачу информации. Ключом к стабилизации длины волны является температура. Термоэлектрические охладители все чаще используются для этого применения.

Кроме того, в бытовых приборах теперь доступны изделия с генераторами ионов. В то время как системы очистки воды выделяют компоненты, вызывающие плесень и бактерии, термоэлектрические охладители охлаждают влагу в воздухе и конденсируют ее для получения чистых ионов без вредных компонентов, тем самым экономя электроэнергию.

Кроме того, метод ПЦР, который проверяет наличие патогенов, усиливает реакции ДНК. Термоэлектрические охладители используются в этом случае, поскольку требуются точные температурные циклы с точным контролем температуры.