Ogniwa Peltiera, nazywane też modułami termoelektrycznymi, to płaskie elementy wykorzystujące efekt Peltiera do tworzenia strumienia ciepła pod wpływem przepływu prądu elektrycznego.
Moduł Peltiera zbudowany jest z par półprzewodników typu n i p połączonych elektrycznie szeregowo, a termicznie równolegle, umieszczonych między dwiema płytkami ceramicznymi. Gdy przez moduł przepływa prąd stały, jedna strona ogniwa pochłania ciepło i się ochładza, a druga je oddaje i się nagrzewa. Kierunek przepływu prądu decyduje o tym, która strona pełni funkcję chłodzącą, dzięki czemu ten sam moduł może być wykorzystywany zarówno do chłodzenia, jak i do podgrzewania, w zależności od potrzeb aplikacji.
Zastosowania ogniw Peltiera
Ogniwa Peltiera wykorzystuje się tam, gdzie konieczna jest precyzyjna kontrola temperatury w niewielkiej przestrzeni, bez stosowania sprężarek ani innych elementów mechanicznych.
Typowe zastosowania:
- chłodzenie i stabilizacja temperatury podzespołów elektronicznych,
- przenośne lodówki i chłodnice turystyczne,
- urządzenia naukowe i laboratoryjne wymagające precyzyjnej termostabilizacji,
- zastosowania wojskowe i inżynierskie,
- klimatyzacja punktowa w obudowach i szafach elektronicznych.
Ogniwa Peltiera sprawdzają się szczególnie tam, gdzie liczy się brak ruchomych części, a co za tym idzie niska awaryjność i ograniczona potrzeba konserwacji w porównaniu do klasycznych układów chłodzenia sprężarkowego. Jeśli moduł Peltiera ma odprowadzać większe ilości ciepła z gorącej strony, konieczne będzie też dobranie odpowiedniego elementu odprowadzającego ciepło, sprawdź równieżradiatory.
Rodzaje ogniw Peltiera
W ofercie RS ogniwa Peltiera dostępne są w wielu rozmiarach – od niewielkich modułów o wymiarach 12×12 mm, przeznaczonych do punktowego chłodzenia małych podzespołów, po większe moduły 62×62 mm, zdolne odprowadzić znacznie więcej ciepła. Grubość modułów mieści się zwykle w zakresie od około 3 do 5 mm, w zależności od konstrukcji i mocy.
Ogniwa różnią się przede wszystkim parametrami elektrycznymi i termicznymi: maksymalną wydajnością chłodniczą (od pojedynczych watów do ponad stu watów), maksymalnym prądem, napięciem roboczym oraz maksymalną różnicą temperatur ΔT, jaką moduł może wytworzyć między stroną zimną a ciepłą. Im wyższa wartość ΔT, tym większy potencjał chłodzenia poniżej temperatury otoczenia, choć w praktyce rzeczywista wydajność zależy też od obciążenia cieplnego i jakości odprowadzania ciepła po stronie gorącej.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze ogniwa Peltiera?
Dobór ogniwa Peltiera wymaga zestawienia parametrów elektrycznych i termicznych dopasowanych do wymagań aplikacji.
Zwróć uwagę na:
- maksymalną wydajność chłodnicza,
- maksymalną różnicę temperatur (ΔT),
- maksymalny prąd i napięcie robocze,
- rezystancję modułu,
- wymiary zewnętrzne i grubość,
- typ i długość przewodów przyłączeniowych,
- zgodność z normami (np. RoHS, REACH, UL),
- kompatybilność z dostępnym radiatorem lub układem chłodzenia po stronie gorącej.
Przy doborze modułu kluczowe jest zaplanowanie skutecznego odprowadzania ciepła po stronie gorącej ogniwa – bez odpowiedniego radiatora lub wentylatora sprawność chłodzenia po stronie zimnej znacząco spada, a moduł może ulec przegrzaniu. Warto też dobrać zasilacz o parametrach zgodnych z maksymalnym prądem i napięciem ogniwa, ponieważ przekroczenie tych wartości skraca jego żywotność. Montaż powinien zapewniać dobry kontakt termiczny obu stron modułu z odpowiednimi elementami układu, najczęściej z wykorzystaniem pasty termoprzewodzącej.
Ogniwa Peltiera w ofercie RS
W RS znajdziesz ogniwa Peltiera do zastosowań w elektronice, urządzeniach naukowych, sprzęcie wojskowym oraz produktach konsumenckich wymagających precyzyjnego chłodzenia. Filtry na stronie ułatwiają wybór według wydajności chłodniczej, wymiarów, prądu i napięcia roboczego. Dostępne są produkty RS PRO oraz rozwiązania marek Adaptive, European Thermodynamics i Tark Thermal Solutions.
Zobacz pozostałe elementy do podgrzewania i chłodzenia elektroniki.
Określ wymaganą wydajność chłodniczą i różnicę temperatur dla swojej aplikacji, a następnie dobierz ogniwo Peltiera wraz z odpowiednim radiatorem.