Термоэлемент пельтье. Термоэлементы Пельтье: принцип работы, применение и характеристики

alexxlabРазное
Что такое термоэлемент Пельтье и как он работает. Каковы основные характеристики и области применения элементов Пельтье. Как правильно подключить и использовать термоэлектрические модули.

Что такое термоэлемент Пельтье и принцип его работы

Термоэлемент Пельтье (также называемый модулем Пельтье) — это термоэлектрический преобразователь, работа которого основана на эффекте Пельтье. Суть этого эффекта заключается в том, что при прохождении электрического тока через контакт двух различных проводников происходит выделение или поглощение тепла в зависимости от направления тока.

Как устроен типичный термоэлемент Пельтье:

  • Состоит из последовательно соединенных полупроводниковых элементов n- и p-типа
  • Элементы расположены между двумя керамическими пластинами
  • При подаче постоянного тока одна сторона элемента охлаждается, другая нагревается
  • При смене полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами

Таким образом, термоэлемент Пельтье может работать как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева, что делает его универсальным устройством для терморегулирования.


Основные характеристики термоэлементов Пельтье

При выборе термоэлемента Пельтье важно учитывать следующие ключевые параметры:

  • Максимальная мощность охлаждения (Qmax) — обычно от нескольких ватт до сотен ватт
  • Максимальная разница температур (ΔTmax) — до 70°C в одноступенчатых модулях
  • Рабочее напряжение — как правило, от 3 до 15 В постоянного тока
  • Максимальный ток — от единиц до десятков ампер
  • Габаритные размеры — от нескольких миллиметров до 5-6 см

Важно понимать, что реальные характеристики термоэлемента сильно зависят от условий эксплуатации, поэтому при проектировании систем охлаждения необходимо учитывать множество факторов.

Области применения элементов Пельтье

Благодаря своим уникальным свойствам, термоэлементы Пельтье нашли широкое применение в различных областях:

  1. Охлаждение электронных компонентов (процессоры, светодиоды)
  2. Портативные холодильники и термоконтейнеры
  3. Системы кондиционирования воздуха малой мощности
  4. Лабораторное и медицинское оборудование
  5. Термостабилизация лазерных диодов
  6. Осушители воздуха
  7. Термоэлектрические генераторы

В каких случаях использование элементов Пельтье наиболее эффективно? Термоэлектрические модули особенно хорошо подходят для задач, где требуется точное поддержание температуры, компактность, бесшумность работы или возможность быстрого переключения между режимами нагрева и охлаждения.


Как правильно подключить термоэлемент Пельтье

Для корректной работы термоэлемента Пельтье необходимо соблюдать следующие правила подключения:

  • Использовать источник постоянного тока с подходящими характеристиками
  • Соблюдать полярность подключения
  • Обеспечить хороший тепловой контакт с нагреваемой/охлаждаемой поверхностью
  • Использовать радиатор и вентилятор на горячей стороне для отвода тепла
  • Применять термопасту для улучшения теплопередачи

Какие ошибки чаще всего допускают при подключении элементов Пельтье? Наиболее распространенные проблемы связаны с недостаточным отводом тепла с горячей стороны, что приводит к перегреву и снижению эффективности работы модуля.

Преимущества и недостатки термоэлементов Пельтье

Рассмотрим основные плюсы и минусы использования термоэлектрических модулей:

Преимущества:

  • Отсутствие движущихся частей и хладагентов
  • Компактные размеры
  • Бесшумная работа
  • Возможность точного регулирования температуры
  • Быстрый выход на рабочий режим
  • Простота конструкции и надежность

Недостатки:

  • Относительно низкий КПД (обычно не более 10-15%)
  • Высокое энергопотребление
  • Ограниченная холодопроизводительность
  • Необходимость эффективного отвода тепла с горячей стороны
  • Возможность образования конденсата при охлаждении ниже точки росы

При каких условиях преимущества термоэлементов Пельтье перевешивают их недостатки? В первую очередь, это задачи, где требуется компактность, точность регулирования температуры и отсутствие вибраций.


Многокаскадные термоэлектрические модули

Для достижения большей разницы температур и повышения эффективности охлаждения используются многокаскадные (многоступенчатые) термоэлектрические модули Пельтье:

  • Состоят из нескольких термоэлементов, установленных друг на друга
  • Позволяют достичь разницы температур до 130°C и более
  • Имеют более высокую холодопроизводительность
  • Требуют более сложной системы управления
  • Стоимость выше, чем у одноступенчатых модулей

В каких случаях оправдано применение многокаскадных термоэлектрических модулей? Они особенно эффективны в задачах, требующих глубокого охлаждения, например, для охлаждения инфракрасных датчиков или в некоторых видах лабораторного оборудования.

Контроллеры для управления термоэлементами Пельтье

Для эффективной работы термоэлектрических модулей часто используются специализированные контроллеры, которые обеспечивают:

  • Точное поддержание заданной температуры
  • Защиту от перегрева и переохлаждения
  • Оптимизацию энергопотребления
  • Возможность программирования различных режимов работы
  • Мониторинг и сбор данных о работе системы

Как выбрать подходящий контроллер для термоэлемента Пельтье? При выборе следует учитывать мощность используемых модулей, требуемую точность регулирования температуры, наличие дополнительных функций и возможность интеграции в существующие системы управления.


Перспективы развития термоэлектрических технологий

Несмотря на то, что принцип работы термоэлементов Пельтье известен уже давно, эта технология продолжает активно развиваться:

  • Ведутся разработки новых термоэлектрических материалов с улучшенными характеристиками
  • Совершенствуются технологии производства, позволяющие снизить стоимость модулей
  • Создаются более эффективные системы управления и оптимизации работы термоэлектрических устройств
  • Расширяются области применения, включая альтернативную энергетику и «умные» системы терморегулирования

Какие инновации могут существенно повысить эффективность термоэлементов Пельтье в ближайшем будущем? Наиболее перспективными направлениями считаются разработка наноструктурированных термоэлектрических материалов и создание гибридных систем, сочетающих термоэлектрические модули с другими технологиями охлаждения и генерации энергии.


ООО НПО «Кристалл» — производитель высокоэффективных охладителей Пельтье, Термоэлектрических Модулей (TEM) и Термоэлектрических Сборок (ТЕА)

Девиз компании

Миссия компании

Развитие компании за счет разработки, серийного производства и продвижения конкурентоспособной, инновационной продукции в целях:

  • поддержания репутации надежного и ответственного поставщика
  • улучшения благосостояния каждого работника компании
  • получения наибольшей прибыли путем максимального удовлетворения требований заказчиков
  • улучшения экологии
  • развития волонтерской деятельности.

История

1997. Принятие решения о создании компании, подготовительная работа по разработке стратегии и тактики. Совершенствование оригинального способа производства профилированного кристалла методом управляемой кристаллизации. Получение совместного с Panasonic Corporation патента, защищающего способы массового производства термоэлектрических элементов Пельтье, основанных на методе Бриджмена.

1998. Запуск производственной линии в Москве. Начало продаж термоэлектрических элементов на внутреннем рынке. Работа по совершенствованию технологий, повышение качества и надежности термоэлектрических материалов. Разработка специальных антидиффузионных слоев для высокотемпературных модулей Пельтье.

1999. Участие в международном проекте по разработке новых термоэлектрических изделий.

2000. Расширение продаж и выход на зарубежные рынки. Массовое производство термоэлементов для микромодулей, используемых в электронике. Успешные поставки продукции в большинстве стран с традиционно развитым рынком термоэлектрической продукции.

2001. Освоение технологии серийного производства термоэлектрических модулей.

2002. Начало продаж опытных образцов термоэлектрических охлаждающих модулей на внутреннем и международном рынках.

2003. Победа в тендере на разработку высокоэффективных элементов Пельтье следующего поколения.

Разработка финансировалась правительством Российской Федерации и была проведена в кооперации с ведущими университетами и исследовательскими центрами.

2004. Начало серийного производства термоэлектрических модулей на собственном заводе в городе Богородицк, Тульской области.

2005. Выход на проектные мощности серийного производства термоэлектрических элементов методом направленной кристаллизации в тонких щелях (метод Бриджмена) и серийного производства модулей Пельтье на их основе.

2006. Разработка серийной технологии вакуумного осаждения толстых пленок на термоэлектрические элементы для применения в модулях, генерирующих электрическую энергию.

2007. НИР и ОКР по созданию термоэлектрических, полупроводниковых элементов на базе Bi2Te3 для низкотемпературных генераторных модулей.

2008. Первые серийные партии термоэлектрического генераторного материала и генераторных низкотемпературных модулей.

2009. Начало разработки мощного термоэлектрического кондиционера для кабины машиниста транспорта с электрическим приводом.

2010. Начало серийного производства миниатюрных модулей Пельтье.

2011. Начало производства холодильных агрегатов – термоэлектрических сборок.

2012. Начало серийного производства многокаскадных модулей Пельтье.

2013. Начало производства термоэлектрического кондиционера для кабины машинистов тепловоза. Мощность охлаждения не менее 4,5 кВт.

2014. Разработка новых типов термоэлектрических сборок для специальных применений.

2015. Разработаны и внедрены в серийное производство термоэлектрические сборки серии «Воздух-Воздух» для уличного применения.

2016. Начало производства изделий для охлаждения еды и напитков.

2017. Разработан термоэлектрический рециркуляционный чиллер холодопроизводительностью 150 и 250 Вт.

2018. Компания была сертифицирована на соответствие требованиям стандарта ISO 9001:2015 применительно к разработке, производству и реализации термоэлектрической продукции.

2019. Разработаны специальные высокоэффективные модули Пельтье и запущены в производство термоэлектрические сборки серии COPMAX на их основе.

2020. Компания успешно преодолела 2020 год несмотря на пандемию COVID-2019, уделяя первоочередное внимание безопасности сотрудников, увеличению выпуска продукции для оборудования, используемого при диагностике COVID-2019 и своевременного выполнения заказов своих потребителей. Разрабатывались и осваивались в производстве новые образцы продукции.

2021. Разработаны и произведены опытные образцы термоэлектрических приборов, которые работают от электросети переменного тока 115 — 230 В и не нуждаются во вспомогательных устройствах, таких как контроллер, источник постоянного тока и т.д.

Термоэлемент термомодуль Пельтье TEC1-12705 44W 5A

Термоэлемент термомодуль Пельтье TEC1-12705 44W 5A

Контакты Заказать звонок Написать письмо Оптовикам Статьи

  • Личный кабинет

    • 76

    1814

    Описание

    Термоэлектрический преобразователь (модуль Пельтье), базирующийся на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. Термоэлемент Пельтье (термомодуль Пельтье) мощностью 44 Ватта, 5 ампер (TEC1-12705).

    Принцип работы устройства построен на Эффекте Пельтье, перекачивании (поглощении/выделения) тепловой энергии. Термоэлемент Пельтье не имеет движущихся частей, безшумное и экологически чистое устройство, что позволяет на основе данного создавать холодильные или нагревательные установки.

    Технические характеристики

    • Наличие герметизации — да
    • Рабочее напряжение, (V) — 12
    • Максимальное напряжение, (V) — 15,4
    • Рабочий ток, (A) — 5
    • Мощность, (W) — 44.5
    • Максимальная мощность охлаждения, (W) — 30
    • Максимальная рабочая температура, градусов Цельсия <70 C
    • Размеры, мм — 40x40x3.6
    • Ко-во термопар — 127
    • Вес (г) — 23
    • Цвет — белый

    Дополнительно

    org/PropertyValue»>
    НазначениеПод паяльник
    Страна регистрации брендаКитай
    Страна-производитель товараКитай
    ТипМакетные платы и компоненты

    Комментарии

    0

    Пока не было комментариев.

    Для покупки регистрация не обязательна! Если хотите сделать заказ, — просто добавьте нужные вам товары в корзину, укажите свои данные и нажмите кнопку «Оформить заказ». Мы свяжемся с вами в ближайшее время.

    Оплата

    — перевод на карту-ключ счета ПБ

    — онлайн без комиссии картой любого банка (LiqPay)

    — безналичный расчет без НДС для юридических лиц

    — наличными или картой при доставке (только Новой Почтой при заказе от 100 грн)

    — наличными или через терминал в нас в магазине

    Нашли дешевле? Напишите нам об этом в чат — кнопка в левом нижнем углу экрана. В сообщении укажите ссылку на активную страницу такого же товара в украинском интернет-магазине и мы пересмотрим цену.

    Доставка

    — Новая Почта

    — Укрпочта (только при предоплате)

    — Самовывоз (можете также вызвать курьера Глово по Ивано-Франковску)

    Отправка товара происходит каждый рабочий день. В большинстве случаев, ваш заказ уедет в день заявки/оплаты или на следующий день.. Заказы самовывозом можно забрать в нашем магазине, после заявки позвоним вам и скажем, когда посылка с заказом будет готова к выдаче.

    Гарантия и возврат

    — возврат в течение 14 дней, если товар не подошел

    — гарантия от 6 месяцев на товары собственного изготовления