Модули пельтье

Элемент пельтье – термоэлектрический преобразователь (ТЭМ), который может преобразовывать электрическую энергию в разность температур: одна сторона нагревается, вторая охлаждается, или может выполнять обратную задачу по преобразованию этой разницы в электричество.

Различные элементы пельтье

Различные элементы пельтье

Недавно был в гостях у друга, работает в фирме Радиоэлектроника. Он мне показал набор модулей пельтье, пару из них взял домой потестровать. В этой статье расскажу вам об этих модулях поподробнее и немного что это за эффект пельтье. В следующей статье расскажу, каким испытание были подвергнуты эти два модуля.

Принцип действия

В начале статьи сказав, что одна сторона охлаждается, а вторая нагревается – я был немного не прав, на самом деле элемент пельтье перекачивает тепло с холодной стороны на тёплую, т.е. работает как тепловой насос. Таким образом, на его пластинах достигается разность температур, которая может доходить до 70 градусов, но, к сожалению, такую разность могут обеспечить только многоступенчатые модули, у одноступенчатых разность в среднем может достигать 20-40 градусов.

Устройство модуля пельтье

В основе этого элемента лежит множество пар контактов двух разных материалов с различными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. С одной стороны электронам нужно перейти в более высокоэнергетическую зону, для этого они начинают поглощать тепловую энергию – следовательно, та сторона охлаждается. С другой стороны им нужно из этой высокоэнергетической зоны выйти, где электроны возвращают ранее взятую тепловую энергию – сторона нагревается. Так же тепло выделяется из-за прохождения электрического тока. Наиболее сильный перепад температур достигается при использование полупроводников.

По бокам такого модуля расположены изоляторы, обычно из керамики, причём возможна металлизация, для припаивания этих элементов между радиатором и охлаждаемым элементом.

Модули пельтье бывают как одноступенчатыми, так и много ступенчатыми для достижения более низких температур или более качественного отвода тепла.

К сожалению обладают низким КПД, но позволяют без особого труда получить температуру равную 0°С и ниже при малых габаритах.

Применение

В качестве охладителя или нагревателя:

  • Данные модули применяются в портативных автомобильных холодильниках, где нужно небольшая охлаждающая мощность и есть достаточно мощный источник энергии, так же можно их встретить в USB холодильничках банок газированного напитка.
  • В автомобильных кондиционерах.
  • Кулеры питьевой воды.
  • Некоторые оверклокеры применяют их, совместно с мощными куллерами, для более эффективного охлаждения процессоров.
  • В специализированной и качественной оптической технике. Приборы ночного видения, для охлаждения стекол и корпуса, что бы не было ИК засветки от самого прибора. Для охлаждения приборов с зарядовой связью – снижение помех и шумов в камерах.
  • В уличных шкафах электрооборудования для удаления конденсата.
  • Охлаждение и термостабилизация диодных лазеров.

В качестве генераторов электроэнергии:

  • Портативные (походные) генераторы энергии.
  • В душевых кабинах для питания подсветки и радиоприёмников.

Обзор модулей

В статье рассмотрены наши отечественные модули с Санкт-Петербуржского завода Криотерм. Завод их выпускает различной конфигурации и под различные задачи. Стоит отметить несколько их главных отличий.

  • Назначение: промышленное и бытовое применение, генераторные, для РЭА…
  • Форма корпуса и количество каскадов.
  • Максимальная температура, различается от типа применения и применённого припоя, бывают до 80, 120, 150, 200 градусов Цельсия. При превышении температуры срок жизни модуля сильно сократиться, а при значительном перегреве припой расплавиться и элемент выйдет из строя.

Посмотрим на некоторые модули поближе:

Однокаскадный герметичный модуль пельтье TB-127-1,4-1,5 Однокаскадный герметичный модуль пельтье TB-127-1,4-1,5

Однокаскадный, герметичный TB-127-1,4-1,5

Однокаскадные маленькие модули пельтье TB35-0.6-0.8 и TB109-0.6-0.8 Однокаскадные маленькие модули пельтье TB35-0.6-0.8 и TB109-0.6-0.8

Два маленьких модуля TB35-0.6-0.8 и TB109-0.6-0.8

Малый двухуровневый модуль пельтье TB-2-(59-18)-1,5 Малый двухуровневый модуль пельтье TB-2-(59-18)-1,5

Малый двухуровневый модуль TB-2-(59-18)-1,5

Большой 4-х уровневый модуль пельтье TB4-(127-71-31-17)-1.66 Большой 4-х уровневый модуль пельтье TB4-(127-71-31-17)-1.66

Большой 4-х уровневый модуль TB4-(127-71-31-17)-1.66

Чем то смахивает на загадочную пирамиду Мая или зиккурат 🙂 .

К сожалению цены на наши модули кусаются, начинаются с 900 рублей, приведу несколько примеров:

Однокаскадный модуль TB-127-1,4-1,5 60Вт 40х40мм стоит от 1100р.
Двухкаскадный TB-2-(59-18)-1,5 1,8Вт 12х12мм стоит от 3100р.
В Китае модуль подобный первому можно приобрести за 5$.

При тестах смог получить разность температур в 30 градусов, а в режиме генерации 66 мВт, подробнее читайте в следующих статьях: элемент пельтье, режим теплового насоса и элемент пельтье, режим электрогенератора.

Благодарность за предоставленные модули фирме – Радиоэлектроника.

26 комментариев »

Alex_EXE | 17.08.2011 | Разное | 27 754 просмотров

26 комментариев на « Модули пельтье»

  1. Roman пишет 04.01.2014 в 06:01 #

    Не могу нигде найти модули с названием TEG. Они вроде как специально для генерации предназначены. Не подскажите где они продаются? Ещё видел на каком-то новостном сайте, что Komatsu разрабатывали такие модули. Но никакой информации.

  2. Alex_EXE пишет 04.01.2014 в 12:47 #

    У нас так-то есть отечественные элементы пельтье, производит их завод — Криотерм, правда в каталогах поставщиков их тоже найти не получилось, остается только поспрашивать их лично или обратиться к самому заводу. Кстати, именно их фото в статье.
    Среди их продукции есть и генераторные модули и генераторные модули с температруным перепадом в 400 градусов — в разделе средне температурных генераторных модулей.

  3. Андрей пишет 17.02.2014 в 07:07 #

    Здравствуйте! Просмотрел все ваши видео с Пельтье ТЕС-1 12706 (40). Очень Кропотливая и трудоемкая работа! Благодарю за понимание процесса. Теперь знаю сколько реально можно снять энергии. Ответьте пожалуйста, мой товарищ хочет заказать несколько десятков штук ТЕС-1 12706 из Китая. Какой срок жизни этих элементов при средней нагрузке. Какая реальная температура по верху в + предельная? Что бы не горели. Есть ли смысл сделать генератор на модулях 100-300 Ватт/ч? Пробовать хотим от печи на дровах. Мощность 6-8 кВт/ч по горению. Прямо рядом река. За ранее благодарим за ответ. Удачи в ваших Светлых Проектах.

  4. Alex_EXE пишет 20.02.2014 в 23:12 #

    Для начала повторюсь: для генерации есть специальные модули, у которых выше максимальная температура, китайские же, по моему, мало для этого подходят, но при желании попробовать можно.
    По сроку их жизни не скажу, т.к.плотно с ними ещё не работал, не было у меня ещё задач, где бы их можно было применить. Максимальную температуру лучше смотреть в документации к модулю.
    В генераторе на пельтье более 100Вт особого смысла не вижу, по крайней мере на этих модулях, уж больно много их нужно будет и придётся равномерно ко всем подводить и отводить тепло. Может лучше паровую турбину поставить?

  5. Алекс пишет 23.01.2016 в 01:58 #

    а мне вот интересно стало.
    в случае использования таких модулей, не для охлаждения, а для получения ‘электричества…
    Вот например:
    -при подаче тока одна сторона охлаждается другая нагревается?
    -а если нагревать одну сторону и охлаждать другую то вырабатывается ток?
    вроде так.
    То бишь только в одну сторону? при подаче тока вырабатывается тепло/холод, а при подаче тепла/холода вырабатывается ток? Так?

  6. Alex_EXE пишет 23.01.2016 в 02:12 #

    У данной статьи есть продолжения, в которых оба варианта рассмотрены подробнее.

Комментарии RSS

Оставьте отзыв