Odrůdy populárních modulů Peltier

Na stránkách moderních online obchodů najdete celou řadu Peltierovy termoelektrické moduly. Liší se od sebe teplotními charakteristikami, elektrickými parametry, velikostí a počtem termočlánků instalovaných uvnitř modulu. Tyto moduly se používají jak v přenosných chladničkách a klimatizacích, tak i v amatérských řemeslech.

Je třeba poznamenat, že moduly Peltier jsou jednovrstvé a vícevrstvé, takže problém s instalací je vyřešen zcela svobodně. V rámci tohoto článku se budeme zabývat několika typy nejběžnějších termoelektrických modulů Peltier, porozumíme jejich zařízení a porovnáme parametry.

Zde je typický jednovrstvý termoelektrický modul Peltier. V horní a spodní části modulu jsou umístěny dvě keramické desky (oxid hliníku) o tloušťce menší než 1 mm. Jako deska s plošnými spoji slouží jako podpora pro vnitřní termočlánky a rám pro celý modul.

Keramické desky mají vysokou tepelnou vodivost, jsou trvanlivé a ohnivzdorné. K těmto deskám jsou přilepeny měděné substráty, ke kterým jsou sériově připojeny polovodičové termočlánky.

Pájení polovodičových termočlánků v průmyslové výrobě Peltierových modulů se provádí tavnou pájkou na speciálním zařízení při teplotě přibližně 145 ° C, protože polovodičové prvky neumožňují přehřátí. Výsledkem je, že moduly jsou neoddělitelné a na okrajích se obvykle nanáší silikonový tmel.

Pokud z důvodu zvědavosti může být takový modul rozebrán, můžete jasně vidět kostky heterogenních polovodičů (typ n a typ p), připájené k měděným substrátům a navzájem spojené v sériovém obvodu hadem. Je snadno vidět, že nejprve byla na měděné podklady nanesena tavitelná pájka a poté byly nainstalovány komponenty termočlánku.

V tomto provedení, jak je znázorněno na fotografii, se získají 127 p-n a 127 n-p spojení, všechny n-p spojení (pro směrování proudu z plusu na mínus) jsou umístěny na jedné straně modulu a všechny p-n spojení jsou na druhé straně.

Na těch měděných autobusech, kde proud jde ve směru n-p křižovatky, je teplo absorbováno (dochází k intenzivnímu ochlazení této strany modulu), a kde proud jde ve směru p-n křižovatky, je uvolněno stejné (teoreticky) teplo. Peltierův modul tak přenáší teplo z jedné keramické desky na protější stranu.

Nejoblíbenější jednovrstvý modul TEC1-12705, který stojí přibližně 2 $, je ve zvláštní poptávce po aliexpressu. Celkové rozměry modulu 40 x 40 mm, tloušťka 3,8 mm. 127 termočlánků zapojených do série dává vnitřní odpor modulu od 2,5 do 2,8 ohmů při okolní teplotě 25 ° C.

Provozní proud zařízení je od 4,3 do 4,6 A, je-li napájen jmenovitým napětím 12 voltů. Maximální přípustné napětí je 15,4 V při kritickém proudu 5,8 A. Maximální dosažitelný teplotní rozdíl je 65 ° C a maximální chladicí výkon je 42 W. Rozsah provozních teplot modulu je od -55 do 83 ° C.

A tady je dvouvrstvý modul TEC2-25408, sestávající v podstatě ze dvou modulů TEC1-12704 zapojených paralelně, ale majících rozměry 40 x 40 mm a tloušťku 8 mm. Takový dvouvrstvý chladič je schopen produkovat až 70 wattů chladicí energie při spotřebě 96 wattů elektrické energie.

Jeho vnitřní odpor při vypnutí je přibližně 1,5 ohmu. Maximální dosažitelný teplotní rozdíl během provozu je 65 ° C. Je zřejmé, že při stejném extrémním teplotním rozdílu jako u modulu TEC1-12705 se dvouvrstvý modul TEC2-25408 jednou a půlkrát rychleji ochlazuje (teplo čerpadla).

Následuje čtyřvrstvý modul TEC4-24603 o tloušťce 13,6 mm a šířce 40 mm, určený pro napětí 14,6 V a jmenovitý proud 3 A. Při spotřebovaném elektrickém výkonu 44 W je tento modul schopen poskytovat chladicí výkon 6,8 W a teplotní rozdíl až 107 ° C.

Základní prvky jsou zde zahrnuty postupně. Stejně jako u jiných modulů Peltier nelze tento čtyřvrstvý model použít bez radiátoru déle než sekundu.

Konečně, šestivrstvý Peltierův modul TEC6-60506, navržený pro jmenovité napětí 30 voltů a proud 6 A. Při šířce 62 mm a tloušťce 23 mm může tento modul s elektrickým výkonem 180 W poskytnout teplotní rozdíl až 100 ° C s chladicí kapacitou 10 W . Modul tohoto typu je použitelný v zařízeních určených pro hluboké zmrazení.

Viz také:Termogenerátory: jak „svařovat“ elektřinu na plynovém sporáku aPeltierův efekt: magický účinek elektrického proudu