Odmiany popularnych modułów Peltiera

Na stronach nowoczesnych sklepów internetowych można znaleźć wiele różnych Moduły termoelektryczne Peltiera. Różnią się one między sobą charakterystyką temperaturową, parametrami elektrycznymi, rozmiarem, a także liczbą termopar zainstalowanych wewnątrz modułu. Moduły te są stosowane zarówno w przenośnych lodówkach i klimatyzatorach, jak również w rzemiośle amatorskim.

Warto zauważyć, że moduły Peltiera są jednowarstwowe i wielowarstwowe, więc problem instalacyjny jest rozwiązywany dość swobodnie. W ramach tego artykułu rozważymy kilka rodzajów najpopularniejszych modułów termoelektrycznych Peltiera, zrozumiemy ich urządzenie i porównamy parametry.

Oto typowy jednowarstwowy moduł termoelektryczny Peltiera. Dwie płyty ceramiczne (tlenek glinu) o grubości mniejszej niż 1 mm są zainstalowane w górnej i dolnej części modułu. Podobnie jak płytka drukowana służą jako podpora dla wewnętrznych termopar i rama dla całego modułu.

Płytki ceramiczne mają wysoką przewodność cieplną, są trwałe i ognioodporne. Podłoża miedziane przykleja się do tych płyt, do których termopary półprzewodnikowe są połączone szeregowo.

Lutowanie termopar półprzewodnikowych w przemysłowej produkcji modułów Peltiera odbywa się za pomocą topliwego lutu na specjalnym sprzęcie w temperaturze około 145 ° C, ponieważ elementy półprzewodnikowe nie pozwalają na przegrzanie. W rezultacie modułów nie można rozdzielić, a na krawędziach zwykle nakłada się uszczelniacz silikonowy.

Jeśli ze względu na ciekawość, ze względu na powód, taki moduł można zdemontować, to możesz wyraźnie zobaczyć kostki heterogenicznych półprzewodników (typu n i typu p), przylutowanych do podłoży miedzianych i połączonych ze sobą w obwodzie szeregowym przez węża. Łatwo zauważyć, że najpierw topliwy lut został osadzony na miedzianych podłożach, a następnie zainstalowano elementy termopary.

W tym projekcie, jak pokazano na zdjęciu, uzyskano złącza 127 p-n i 127 n-p, wszystkie złącza n-p (kierujące prąd od plus do minus) znajdują się po jednej stronie modułu, a wszystkie złącza p-n są po drugiej stronie.

W tych szynach miedzianych, w których prąd płynie w kierunku złącza n-p, ciepło jest absorbowane (dochodzi do intensywnego chłodzenia tej strony modułu), a gdzie prąd płynie w kierunku złącza p, uwalniane jest to samo (teoretycznie) ciepło. W ten sposób moduł Peltiera przenosi ciepło z jednej płytki ceramicznej na drugą.

Najpopularniejszy jednowarstwowy moduł TEC1-12705, kosztujący około 2 USD, jest szczególnie poszukiwany na aliexpress. Wymiary gabarytowe modułu 40 na 40 mm, grubość 3,8 mm. 127 termopar połączonych szeregowo daje wewnętrzny opór modułu od 2,5 do 2,8 oma przy temperaturze otoczenia 25ºC.

Prąd roboczy urządzenia wynosi od 4,3 do 4,6 A, gdy jest zasilany napięciem nominalnym 12 woltów. Maksymalne dopuszczalne napięcie wynosi 15,4 wolta przy prądzie krytycznym 5,8 A. Maksymalna osiągalna różnica temperatur wynosi 65 ° C, a maksymalna moc chłodzenia wynosi 42 W. Zakres temperatur roboczych modułu wynosi od -55 do 83 ° C.

A oto dwuwarstwowy moduł TEC2-25408, składający się zasadniczo z dwóch modułów TEC1-12704 połączonych równolegle, ale o wymiarach 40 na 40 mm i grubości 8 mm. Taka dwuwarstwowa chłodnica jest w stanie wytworzyć do 70 watów mocy chłodzenia, zużywając jednocześnie 96 watów energii elektrycznej.

Jego wewnętrzny opór po wyłączeniu wynosi około 1,5 oma. Maksymalna osiągalna różnica temperatur podczas pracy wynosi 65 ° C. Oczywiście, przy tej samej ekstremalnej różnicy temperatur z modułem TEC1-12705, dwuwarstwowy moduł TEC2-25408 ostygnie (pompa ciepła) półtora razy szybciej.

Poniżej znajduje się czterowarstwowy moduł TEC4-24603 o grubości 13,6 mm i szerokości 40 mm, zaprojektowany na napięcie 14,6 woltów i prąd znamionowy 3 A. Przy zużyciu energii elektrycznej 44 W moduł ten jest w stanie zapewnić moc chłodzenia 6,8 W i różnica temperatur do 107 ° C.

Elementy składowe są tu zawarte kolejno. Jak każdy moduł Peltiera, ten czterowarstwowy model nie pozwala na użytkowanie bez grzejnika dłużej niż przez sekundę.

Wreszcie, sześciowarstwowy moduł Peltiera TEC6-60506, zaprojektowany dla napięcia nominalnego 30 woltów i prądu 6 A. Moduł o szerokości 62 mm i grubości 23 mm, o mocy elektrycznej 180 W, może zapewnić różnicę temperatur do 100 ° C przy wydajności chłodzenia 10 W . Moduł tego typu ma zastosowanie w instalacjach przeznaczonych do głębokiego mrożenia.

Zobacz także:Termogeneratory: jak „spawać” energię elektryczną na kuchence gazowej iEfekt Peltiera: magiczny efekt prądu elektrycznego