Rassen van populaire Peltier-modules

Op de sites van moderne online winkels kunt u een verscheidenheid aan vinden Peltier thermo-elektrische modules. Ze verschillen van elkaar in temperatuurkenmerken, elektrische parameters, grootte en het aantal thermokoppels dat in de module is geïnstalleerd. Deze modules worden zowel in draagbare koelkasten en airconditioners als in hobbyambachten gebruikt.

Het is vermeldenswaard dat Peltier-modules enkellaags en meerlaags zijn, zodat het installatieprobleem vrij vrij wordt opgelost. In het kader van dit artikel zullen we verschillende soorten van de meest voorkomende Peltier thermo-elektrische modules overwegen, we zullen hun apparaat begrijpen en de parameters vergelijken.

Hier is een typische Peltier thermo-elektrische module met één laag. Twee keramische platen (aluminiumoxide) met een dikte van minder dan 1 mm zijn geïnstalleerd in de bovenste en onderste delen van de module. Ze dienen, net als een printplaat, als ondersteuning voor interne thermokoppels en een frame voor de hele module.

Keramische platen hebben een hoge warmtegeleiding, zijn duurzaam en brandwerend. Kopersubstraten worden op deze platen gelijmd, waarop halfgeleidende thermokoppels in serie worden verbonden.

Solderen van halfgeleider thermokoppels in de industriële productie van Peltier-modules wordt uitgevoerd door smeltbare soldeer op speciale apparatuur bij een temperatuur van ongeveer 145 ºC, aangezien halfgeleiderelementen geen oververhitting toestaan. Als gevolg hiervan zijn de modules niet scheidbaar en wordt meestal siliconenkit aangebracht aan de randen.

Als een dergelijke module omwille van de nieuwsgierigheid omwille van de reden kan worden gedemonteerd, kunt u duidelijk de kubussen van heterogene halfgeleiders (n-type en p-type) zien, gesoldeerd op koperen substraten en met elkaar verbonden in een serieel circuit door een slang. Het is gemakkelijk om te zien dat eerst een smeltbaar soldeer werd afgezet op de koperen substraten en vervolgens de thermokoppelcomponenten werden geïnstalleerd.

In dit ontwerp, zoals getoond in de foto, zijn 127 p-n en 127 n-p kruispunten verkregen, alle n-p kruispunten (om de stroom van plus naar min te sturen) bevinden zich aan de ene kant van de module, en alle p-n kruispunten zijn aan de andere kant.

Op die koperen bussen waar de stroom in de richting van de n-p-kruising gaat, wordt de warmte geabsorbeerd (intensieve koeling van deze kant van de module vindt plaats), en waar de stroom in de richting van de p-kruising gaat, komt dezelfde (theoretische) warmte vrij. Aldus draagt ​​de Peltier-module warmte over van een keramische plaat naar het tegenovergestelde.

De meest populaire enkellaags module TEC1-12705, kost ongeveer $ 2, is een speciale vraag naar AliExpress. Totale afmetingen van de module 40 bij 40 mm, dikte 3,8 mm. 127 in serie geschakelde thermokoppels geven een interne weerstand van de module van 2,5 tot 2,8 Ohm bij een omgevingstemperatuur van 25ºC.

De bedrijfsstroom van het apparaat is van 4,3 tot 4,6 A wanneer gevoed door een nominale spanning van 12 volt. De maximaal toelaatbare spanning is 15,4 volt bij een kritische stroom van 5,8 A. Het maximaal haalbare temperatuurverschil is 65 ºC en het maximale koelvermogen is 42 W. Het bedrijfstemperatuurbereik van de module ligt tussen -55 en 83 ºC.

En hier is de tweelaagse TEC2-25408-module, die in wezen bestaat uit twee TEC1-12704-modules die parallel zijn verbonden, maar afmetingen hebben van 40 bij 40 mm en een dikte van 8 mm. Een dergelijke tweelaagse koeler is in staat tot 70 watt koelvermogen te produceren terwijl 96 watt elektrisch vermogen wordt verbruikt.

De interne weerstand wanneer uitgeschakeld, is ongeveer 1,5 ohm. Het maximaal bereikbare temperatuurverschil tijdens bedrijf is 65 ºC. Uiteraard, met hetzelfde extreme temperatuurverschil met de TEC1-12705-module, zal de tweelaagse TEC2-25408-module anderhalf keer sneller afkoelen (pompwarmte).

Het volgende is een vierlaagse TEC4-24603-module met een dikte van 13,6 mm en een breedte van 40 mm, ontworpen voor een spanning van 14,6 volt en een nominale stroom van 3 A. Met een opgenomen elektrisch vermogen van 44 W kan deze module een koelvermogen van 6,8 W leveren en temperatuurverschil tot 107 ºC.

De samenstellende elementen zijn hier in serie opgenomen. Net als elke Peltier-module kan dit model met vier lagen niet langer dan een seconde zonder radiator worden gebruikt.

Eindelijk, de zeslaagse Peltier-module TEC6-60506, ontworpen voor een nominale spanning van 30 volt en een stroom van 6 A. Met een breedte van 62 mm en een dikte van 23 mm kan deze module met een elektrisch vermogen van 180 W een temperatuurverschil tot 100 ° C bieden met een koelvermogen van 10 W . Een dergelijke module is van toepassing in installaties die bedoeld zijn om in te vriezen.

Zie ook:Thermogeneratoren: hoe elektriciteit op een gasfornuis te 'lassen' enPeltier-effect: het magische effect van elektrische stroom