Разнообразие от популярни модули Peltier

На сайтовете на съвременните онлайн магазини можете да намерите разнообразие от Peltier термоелектрически модули, Те се различават помежду си по температурни характеристики, електрически параметри, размер, както и броя на термодвойките, инсталирани вътре в модула. Тези модули се използват както в преносими хладилници и климатици, така и в любителските занаяти.

Заслужава да се отбележи, че Peltier модулите са еднослойни и многослойни, така че проблемът с инсталацията да се решава доста свободно. В рамките на тази статия ще разгледаме няколко типа най-разпространени термоелектрически модули на Peltier, ще разберем тяхното устройство и ще сравним параметрите.

Ето типичен еднослоен термоелектричен модул Peltier. В горната и долната част на модула са монтирани две керамични плочи (алуминиев оксид) с дебелина по-малка от 1 мм. Те като печатна платка служат като опора за вътрешни термодвойки и рамка за целия модул.

Керамичните плочи имат висока топлопроводимост, са издръжливи и пожароустойчиви. Медните субстрати са залепени към тези плочи, към които се свързват последователно полупроводникови термодвойки.

Запояването на полупроводникови термодвойки при промишленото производство на модули Peltier се осъществява чрез стопяем спойка на специално оборудване при температура от около 145 ° C, тъй като полупроводниковите елементи не позволяват прегряване. В резултат на това модулите са неразделими, а в краищата обикновено се прилага силиконов уплътнител.

Ако за любопитство, в името на причината, такъв модул може да бъде разглобен, тогава можете ясно да видите кубовете хетерогенни полупроводници (n-тип и p-тип), споени с медни субстрати и свързани помежду си в серийна верига от змия. Лесно е да се види, че първоначално върху медните субстрати е нанесена стопяема спойка, а след това са инсталирани компонентите на термодвойката.

В този дизайн, както е показано на снимката, се получават 127 p-n и 127 n-p кръстовища, всички n-p съединения (за насочване на тока от плюс към минус) са разположени от едната страна на модула, а всички p-n кръстовища са от другата страна.

В онези медни шини, където токът върви в посока на n-p кръстовището, топлината се абсорбира (възниква интензивно охлаждане от тази страна на модула), а където токът върви в посока на p-кръстовището, се отделя същата (теоретично) топлина. По този начин модулът Peltier предава топлина от една керамична плоча в противоположната.

Най-популярният еднослоен модул TEC1-12705, струващ около 2 долара, е в особено търсене на aliexpress. Габаритни размери на модула 40 на 40 мм, дебелина 3,8 мм. 127 термодвойки, свързани последователно, дават вътрешно съпротивление на модула от 2,5 до 2,8 ома при температура на околната среда от 25 ° С.

Работният ток на устройството е от 4,3 до 4,6 A, когато се захранва от номинално напрежение 12 волта. Максималното допустимо напрежение е 15,4 волта при критичен ток от 5,8 A. Максималната достижима разлика в температурата е 65 ºC, а максималната хладилна мощност е 42 W. Диапазонът на работната температура на модула е от -55 до 83 ° C.

И тук е двуслойният TEC2-25408 модул, състоящ се по същество от два модула TEC1-12704, свързани паралелно, но с размери 40 на 40 мм и дебелина 8 мм. Такъв двуслоен охладител е способен да произвежда до 70 вата охлаждаща мощност, докато консумира 96 вата електрическа енергия.

Вътрешното му съпротивление при изключване е приблизително 1,5 ома. Максималната достижима разлика в температурата по време на работа е 65 ºC. Очевидно, при една и съща екстремна разлика в температурата с модула TEC1-12705, двуслойният TEC2-25408 модул ще се охлади (помпа топлина) един и половина пъти по-бързо.

По-долу е четирислоен модул TEC4-24603 с дебелина 13,6 мм и ширина 40 мм, проектиран за напрежение 14,6 волта и номинален ток 3 А. С консумирана електрическа мощност от 44 W, този модул е ​​в състояние да осигури мощност на охлаждане от 6,8 W и разлика в температурата до 107 ºC.

Съставните елементи са включени тук последователно. Както всеки Peltier модул, този четирислоен модел не позволява използване без радиатор за повече от секунда.

И накрая, шестслойният модул Peltier TEC6-60506, проектиран за номинално напрежение 30 волта и ток 6 A. С ширина 62 mm и дебелина 23 mm, този модул с електрическа мощност 180 W може да осигури температурна разлика до 100 ° C с капацитет на охлаждане 10 W , Модул от този тип е приложим в инсталации, предназначени за дълбоко замръзване.

Вижте също:Термогенератори: как да заварявате електричество на газова печка иЕфект на Пелтие: магическият ефект на електрическия ток