Выбор и особенности эксплуатации модулей Пельтье

В компактных системах охлаждения могут применяться термоэлектрические элементы, часто называемые модулями Пельтье. Использование моделей достаточной мощности позволяет поддерживать температуру защищаемых объектов ниже температуры окружающей среды.

Однако процедура выбора и эксплуатации подобных средств имеет свои особенности и нередко требует выполнения соответствующих расчетов.

Для охлаждения сверхсложных чипов, примером которых могут служить современные центральные (CPU) и графические процессоры (GPU), используются охлаждающие средства разного дизайна, производительности, стоимости. Как правило, они представлены объемными радиаторами, обычно снабженными соответствующими вентиляторами. Повысить эффективность работы данных средств можно добавлением в их конструкции термоэлектрических модулей — полупроводниковых модулей Пельтье (далее — модули Пельтье).

Оценивая возможности средств охлаждения, необходимо отметить, что модули Пельтье обладают очень высокой надежностью.

Прежде всего это связано с тем, что, в отличие от холодильников, созданных по традиционной компрессионной технологии, они не имеют движущихся частей. А благодаря возможности каскадного включения указанные модули позволяют довести температуру корпусов защищаемых электронных элементов до очень низких отрицательных значений. Это, кстати, возможно даже при их значительной мощности рассеяния. Для этого достаточно подобрать соответствующие модули и обеспечить их корректную эксплуатацию.

Некоторые детали теории термоэлектрического охлаждения, лежащие в основе модулей Пельтье, а также некоторые примеры образцов, их внутреннее устройство и основные параметры были рассмотрены в предыдущей статье «Термоэлектрическое охлаждение: где и как использовать модули Пельтье?» (IT-Expert, 2022, № 10, стр. 43-48).

Однако, помимо очевидных преимуществ, модули Пельтье обладают рядом специфических свойств и характеристик. Их необходимо учитывать при выборе и использовании модулей Пельтье в составе охлаждающих средств. Некоторые из них уже были отмечены в предыдущей статье. Но для корректного применения модулей Пельтье они требуют более детального рассмотрения, что и будет сделано ниже. Итак, начнем с выбора.

Выбор модулей

Модули Пельтье, выделяющие в процессе своей работы большое количество тепла, нуждаются в соответствующих радиаторах и вентиляторах, способных эффективно отводить избыточное тепло не только от защищаемых объектов, но и от самих охлаждающих модулей. Следует отметить, что термоэлектрические модули отличаются относительно невысоким холодильным коэффициентом: выполняя функции теплового насоса, они сами являются мощными источниками тепла.

Использование данных модулей в составе средств охлаждения электронных комплектующих компьютеров вызывает значительный рост температуры внутри системного блока, что нередко требует дополнительных мер для ее снижения. В противном случае возникнут трудности в работе не только защищаемых элементов и их систем охлаждения, но и остальных компонентов компьютера, а это может нарушить корректную работу всей системы.

Необходимо также подчеркнуть, что модули Пельтье являются сравнительно мощной дополнительной нагрузкой для блоков питания. Как результат, это приводит к целесообразности выбора полноразмерных материнских плат и весьма объемных корпусов с блоками питания достаточной мощности. Обычно все электрические параметры блоков питания приводятся на их корпусах, поэтому анализ и выбор оптимальной модели блока не будут являться проблемой.

Кстати, есть и еще одна важная особенность, которую следует учитывать конструкторам. Дело в том, что модуль Пельтье в случае выхода его из строя изолирует охлаждаемый элемент от радиатора кулера. Это приводит к очень быстрому нарушению теплового режима защищаемого элемента и скорому выходу его из строя от последующего перегрева. Поэтому целесообразно использовать только качественные модули, выпускаемые известными производителями. Такие модули, как правило, обладают высокой надежностью – ресурс их работы нередко превышает 1 млн часов.

Низкие температуры, возникающие в процессе работы кулеров Пельтье избыточной мощности, способствуют конденсации влаги из воздуха. Это представляет опасность для электронных компонентов, так как конденсат может вызвать короткие замыкания между элементами. Для исключения данной опасности целесообразно использовать кулеры Пельтье оптимальной мощности. Возникнет конденсация или нет, зависит от нескольких параметров, важнейшими из них являются температура окружающей среды, температура охлаждаемого объекта и влажность воздуха.

Ниже представлена таблица 1, иллюстрирующая зависимость температуры конденсации влаги на охлаждаемом объекте в зависимости от влажности и температуры окружающего воздуха. Используя эту таблицу, легко установить, существует ли опасность конденсации влаги. Например, если внешняя температура 25 °С, а влажность 65%, то конденсация влаги на охлаждаемом объекте происходит при температуре его поверхности ниже 18 °С.

Таблица 1.  Температура конденсации влаги

Температура окружающей среды, °С	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90
30	14,9	16,8	18,4	20,0	21,4	22,7	23,9	25,1	26,2	27,2	28,2
25	10,5	12,2	13,9	15,3	16,7	18,0	19,1	20,3	21,3	22,3	23,2
20	6,0	7,7	9,3	10,7	12,0	13,2	14,4	15,4	16,4	17,4	18,3
15	1,5	3,2	4,7	6,1	7,3	8,5	9,6	10,6	11,6	12,5	13,4
10	–2,6	–1,2	0,1	1,4	2,6	3,7	4,8	5,8	6,7	7,6	8,4

В приложении к компьютерам указанные параметры — это температура и влажность воздуха внутри системного блока, температура верхней поверхности корпуса процессора. Чем теплее воздух внутри корпуса и чем выше влажность, тем вероятнее произойдет конденсация влаги и последующий выход из строя электронных элементов компьютера.

Помимо указанных особенностей, необходимо учесть еще ряд важных электрических и эксплуатационных характеристик, связанных с использованием термоэлектрических модулей Пельтье в составе кулеров. Прежде всего это касается моделей, созданных и применяемых для охлаждения высокопроизводительных центральных процессоров системных блоков мощных компьютеров.

Очевидно, что эффективность использования модулей Пельтье зависит от выбора модели и установки соответствующих режимов ее эксплуатации. Необходимо отметить, что неудачный выбор и случайно установленные режимы не только не обеспечивают необходимых условий для работы охлаждаемых компонентов, но и могут привести к выходу их из строя. Однако оптимальный выбор модулей является сравнительно непростой задачей и, возможно, потребует проведения расчетов.

Одну из методик расчетов иллюстрируют графики, представленные на рисунке 1. На нем приведены термоэлектрические характеристики одного из вариантов серийно выпускаемых модулей Пельтье.

Здесь:

• Th(K) — температура горячей стороны модуля Пельтье в градусах Кельвина;

• Imax(A) — максимальный ток в амперах;

• dTmax(K) — максимальная разность температур между горячей и холодной сторонами модуля Пельтье в градусах Кельвина, измеряется без нагрузки в вакууме;

• Umax(V) — максимально допустимое напряжение в вольтах;

• Qcmax(W) — максимальная мощность хладообразования в ваттах;

• RdTm(OHM) — сопротивление модуля по переменному току в омах.

Необходимо отметить, что значения указанных параметров модуля Пельтье зависят от температуры его горячей стороны. Они несколько отличаются от значений, которые указываются в каталогах, где характеристики модулей приводятся для температуры 300 K (27 °С).

Рис. 1. Термоэлектрические характеристики модуля Пельтье

Методика расчетов по представленным графикам характеристик сводится к следующим основным действиям:

1. По графику U(I) для выбранного напряжения U определяют ток I, протекающий через модуль Пельтье, при этом величина тока I должна быть в диапазоне восходящей кривой dT(I).

2. Для значения тока I по линиям, определяющим зависимость dT от Qc, в левом нижнем углу рисунка графиков выбирается соответствующая характеристика.

3. По известным значениям температур Th и dT определяется температура холодной стороны модуля Пельтье, вычисляемая из формулы dT = Th – Tc, где Tc — температура холодной стороны модуля, Th — температура горячей стороны модуля, dT — разность температур.

Из графиков dT от Qc видно, что с увеличением тепловой мощности (Qc) охлаждаемого элемента снижается разница температур (dT) между горячей (Th) и холодной сторонами (Tc) используемого модуля Пельтье. При этом чем выше ток, протекающий через модуль и определяемый приложенным напряжением U, тем выше разность dT при фиксированной тепловой мощности Qc.

Ниже приведен пример расчета, исходя из следующих начальных условий: подаваемое напряжение — 12 B, мощность охлаждаемого элемента — 20, 40 и 60 Вт, температура горячей стороны модуля Пельтье (температура основания охлаждающего модуль Пельтье радиатора) — 50 °С.

Итак, результаты расчета:

1. Для напряжения 12 В сила ток составляет 5 А.

2. Для электрического тока в 5 А и тепловой мощности охлаждаемого элемента 20 Вт разница температур (dT) составит примерно 45 К (45 °С), для 40 Вт — 25 К (25 °С), для 60 Вт — 4 К (4 °С).

3. По определенным значениям dT и температуре горячей стороны модуля Пельтье, которая в данном примере составляет 323 К (50 °С), можно вычислить температуру Tc для каждого значения Qc. Для случая тепловой мощности охлаждаемого элемента, равной 20 Вт, температура холодной стороны модуля Пельтье составит 278 К (5 °С), для 40 Вт — 298 К (25 °С), для 60 Вт — 319 К (46 °С).

Очевидно, что при использовании более мощного модуля Пельтье можно достичь большей разности температур горячей и холодной сторон. Так, например, модуль с Qc=131 Вт (Imax=8,5 А, Umax=28,8 В) обеспечивает разность температур в 35–40 °С для объектов с мощностью теплообразования 60 Вт. Более мощные модели модулей Пельтье позволят либо достичь большей разности температур, либо сохранить указанную разность для защищаемых объектов с большей мощностью теплообразования.

Короче, казалось бы, чем больше мощность модуля, тем лучше, но, оказывается, не все так просто. Давайте разбираться в возникающих проблемах и, конечно, предлагать решения.

Выбирая подходящий по мощности хладообразования модуль, нельзя забывать и о проблеме его собственной теплотворной способности. Действительно, для рассмотренного в приведенном примере модуля, эксплуатируемого в указанных режимах (U = 12 В, I = 5 А), эта мощность составляет 60 Вт. А для модуля с Qc=131 Вт (Imax=8,5 А, Umax=28,8 В) его тепловая мощность составит уже 244,8 Вт.

Но, конечно, нельзя забывать и о том, что существует еще и тепловая мощность самого охлаждаемого объекта, например процессора.

Тепловой поток, порождаемый данными источниками тепла — модулем Пельтье и процессором, — ложится тяжелым бременем на охлаждающие средства в лице традиционных радиаторов и вентиляторов. Данные средства должны обеспечивать эффективный отвод совокупного потока тепла, поэтому нередко они дополняются еще и элементами водяного охлаждения, что существенно повышает эффективность подсистемы охлаждения.

Особенности эксплуатации

Выбирая оптимальный модуль, следует помнить, что правильно выбранные и правильно эксплуатируемые модули Пельтье являются эффективными средствами. Они способны обеспечить температуру корпусов охлаждаемых элементов ниже температуры окружающей среды. Но это обстоятельство может породить и ряд проблем, часть из которых рассмотрена ниже.

Используемые средства, представленные, как правило, соответствующими радиатором и вентилятором, должны не только рассеивать довольно мощный тепловой поток, но и обеспечивать низкий уровень температуры горячей стороны модуля Пельтье. Связано это с тем, что, вообще говоря, термоэлектрический модуль обеспечивает именно разность температур горячей и холодной своих сторон. Поэтому, чем ниже удается обеспечить с помощью радиаторов/вентиляторов температуру горячей (Th) стороны модуля Пельтье, тем ниже будет температура холодной его стороны (Tc). И в тех случаях, когда традиционные устройства поддержания тепловых режимов не обладают необходимыми параметрами, решением может стать использование мощных средств водяного охлаждения. Здесь уместно еще раз напомнить, что температура холодной стороны модуля, а, следовательно, и прилегающей поверхности охлаждаемого объекта, зависит как от разности температур, так и от величины температуры на горячей стороне этого модуля.

Кстати, следует обратить внимание, что, выбирая подходящий по мощности хладообразования модуль Пельтье, необходимо обеспечить использование всей поверхности горячей и холодной сторон. В противном случае части модуля, не соприкасающиеся с поверхностью защищаемого объекта, например кристалла процессора, будут только расходовать электроэнергию и выделять тепло, снижая общую эффективность охлаждения (рис. 2, где FAN — вентилятор, M.P. — модуль Пельтье, CPU — процессор, Socket — процессорный разъем).

Рис. 2. Некорректное использование модулей Пельтье большой площади

Если же площадь холодной стороны модуля, сделанной из керамики, превышает площадь контакта с охлаждаемым объектом, то необходимо применять промежуточные теплопроводящие пластины достаточных размеров (в т. ч. числе толщины). Кстати, пластина большой площади позволяет использовать для охлаждения объекта несколько модулей Пельтье, размещенных в одной плоскости, правда, при условии одинаковой их толщины (и высоты). Очевидно, что для улучшения взаимного термоконтакта модуля Пельтье (одного или двух) с защищаемым чипом следует применять качественную термопасту. И, конечно, промежуточная пластина должна быть выполнена из материала, обладающего хорошей теплопроводностью (это может быть алюминий, но предпочтительнее все-таки медь).

К сожалению, этим не исчерпываются все проблемы использования модулей Пельтье, применяемых, например, в составе кулеров. Дело в том, что архитектура современных сверхсложных чипов (CPU, GPU и т. п.) и работа поддерживающих их системных программ предусматривают изменение энергопотребления в зависимости от загрузки. Это позволяет оптимизировать энергопотребление, что, кстати, предусмотрено также стандартами энергосбережения, встроенными в аппаратно-программное обеспечение современных компьютеров. В обычных условиях оптимизация работы процессора благотворно сказывается как на тепловом режиме самого процессора, так и общем тепловом балансе. Однако следует отметить, что режимы с периодическим изменением энергопотребления могут плохо сочетаться со средствами охлаждения процессоров, использующих модули Пельтье. Это связано с тем, что простейшие кулеры Пельтье, получившие наибольшее распространение, как правило, рассчитаны на непрерывную работу. Поэтому в случае перехода процессора в режим пониженного энергопотребления и, соответственно, тепловыделения возможно значительное снижение температуры корпуса процессора, а также его полупроводникового кристалла. Переохлаждение ядра процессора может вызвать в некоторых случаях временное прекращение его работоспособности и, как результат, стойкое зависание компьютера. Необходимо напомнить, что в соответствии с документацией фирмы Intel минимальная температура, при которой гарантируется корректная работа процессоров, обычно составляет +5 °С (хотя, как показывает практика, они прекрасно работают и при более низких температурах).

А еще, как это уже отмечалось ранее, низкие температуры могут привести к конденсации влаги из воздуха. Вода образуется на холодных частях системы охлаждения. Такими частями являются холодная сторона модуля Пельтье, а, следовательно, и охлаждаемая поверхность защищаемого объекта, например корпуса процессора. Кроме того, в случае использования теплопроводящей пластины вода конденсируется еще и на ней. Бороться с данным физическим эффектом можно изоляцией холодных участков системы охлаждения от окружающего воздуха. Сделать это можно, например, с помощью губчатой резины, пластика или специальной пены (рис. 3).

Рис. 3. Изоляция холодных участков системы охлаждения

Некоторые проблемы могут возникнуть и в результате работы ряда встроенных функций, например тех, которые осуществляют управление вентиляторами кулеров. В частности, режимы управления энергопотреблением процессора в некоторых компьютерных системах предусматривают изменение скорости вращения охлаждающих вентиляторов через встроенные аппаратные средства материнской платы. В обычных условиях это значительно улучшает тепловой режим процессора компьютера, оптимизируя условия его работы. Однако в случае использования простейших кулеров Пельтье, в конструкции которых не предусмотрены температурные датчики и средства контроля, уменьшение скорости вращения может привести к ухудшению теплового режима с последующим фатальным результатом для процессора уже вследствие его перегрева работающим модулем Пельтье. Это связано с тем, что он, как это показано ранее, кроме выполнения функций теплового насоса, сам выступает мощным источником дополнительного тепла.

Для того чтобы исключить проблемы с режимами изменяемого энергопотребления, вызывающими конденсацию влаги из воздуха и возможное переохлаждение, а в некоторых случаях даже перегрев защищаемых элементов, таких как процессоры компьютеров, следует отказаться от использования подобных режимов и ряда встроенных функций. Однако как альтернативу можно использовать системы охлаждения, предусматривающие интеллектуальные средства управления кулерами Пельтье. Такие устройства могут контролировать не только работу вентиляторов, но и изменять режимы работы самих термоэлектрических модулей, используемых в составе активных кулеров. В простейшем случае это может быть миниатюрное термореле на основе биметаллической пластины, укрепленное на модуле Пельтье и управляющее работой его охлаждающего вентилятора.

Остается добавить, что периодически появляются сообщения об экспериментах по встраиванию миниатюрных модулей Пельтье непосредственно в микросхемы процессоров для охлаждения их наиболее критичных структур. Такое решение способствует лучшему охлаждению за счет снижения теплового сопротивления и позволяет значительно повысить рабочую частоту и производительность процессоров.

*    *    *

Конечно, работы по совершенствованию систем обеспечения оптимальных температурных режимов электронных элементов ведутся многими исследовательскими лабораториями. И системы охлаждения, предусматривающие использование термоэлектрических модулей Пельтье, некоторые специалисты считают чрезвычайно перспективными. Что касается реализации подобных систем, то эта тема будет продолжена: в следующей статье будут рассмотрены примеры серийных компьютерных кулеров.

В статье использовались материалы книг:

1. “PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition”(USA: A-LIST).

2. “PC: Hardware Tuning & Acceleration” (USA: A-LIST).

Термоелектричні модулі Пельтьє від Науково-виробничої фірми «Модуль»

Принцип дії термоелектричного модуля (ТЕМ) заснований на ефекті Пельтьє — виникненні різниці температур на спаї двох неоднорідних провідників при протіканні через нього електричного струму. При проходженні через ТЕМ постійного електричного струму утворюється перепад температур між сторонами: одна сторона охолоджується, а інша нагрівається. Модуль Пельтьє за принципом дії є тепловим насосом.

Перевагами елемента Пельтьє є невеликі розміри, відсутність будь-яких рухомих частин, газів і рідин. При зверненні напрямку струму можливе як охолодження, так і нагрівання — це дає можливість термостатування при температурі навколишнього середовища як вище, так і нижче температури термостатування. Також їх перевагою є відсутність шуму. Елементи Пельтьє застосовуються в ситуаціях, коли необхідно охолодження з невеликою різницею температур або енергетична ефективність охолоджувача не є важливою. Наприклад, елементи Пельтьє застосовуються в ПЛР-ампліфікаторах, малогабаритних автомобільних холодильниках, охолоджуваних банкетних візках, кулерах води, винних холодильниках, так як застосування компрессорної холодильної установки в цьому випадку неможливе або недоцільне через габаритні обмеження, та окрім цього необхідна потужність охолодження невелика, а рівень шуму має бути невисоким. Крім того, елементи Пельтьє застосовуються для охолодження цифрових фотокамер. За рахунок цього досягається помітне зменшення теплового шуму при тривалих експозиціях (наприклад, в астрофотографії). Багатокаскадні елементи Пельтьє застосовуються для охолодження приймачів випромінювання в інфрачервоних сенсорах. Також елементи Пельтьє часто застосовуються для охолодження та термостатування діодних лазерів з тим, щоб стабілізувати довжину хвилі випромінювання.

за порядкомза зростанням ціниза зниженням ціниза новизною

16243248

• FM411.361 MT2-1,13-127S (40х40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  240 грн

  На складі

• eyJwcm9kdWN0SWQiOjUwMTgxMDM5NSwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NTAwNjAyLCJjb21wYW55SWQiOjI3MTE1NjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc2MjkxNjUyLjQ2Njk3NzEsInBhZ2VJZCI6IjY1YzY2OTA4LTE5MDMtNDA5Yy04MGFkLTkxNGI1YWM1ZWQxMyIsInBvdyI6InYyIn0.W5g-lK1WTLniaasYrDN2x7FUCEbQCS9TgkHge2W0hiI» data-advtracking-product-id=»501810395″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>-29%

  Залишилось 32 дні

  FM411.225 MT2,6-0,8-263T1S (50х50) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  432 грн610 грн

  На складі

• FM421. 383 2MT4,7-1,60-127/71S (62×62) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє (двокаскадний)

  732 грн

  На складі

• FM411.224 MT2-1,6-127S (40х40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  306 грн

  На складі

• vtudFVUWa7lw3xEqboHNEht3gj0IWTt8GLvqUHCCLNI» data-advtracking-product-id=»501893211″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.632 MT2-2,5-127GS (40×40) Термоэлектрический охлаждающий модуль Пельтье

  372 грн

  На складі

• FM411.466 MT1-1,2-127GS (30х30) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  252 грн

  На складі

• eyJwcm9kdWN0SWQiOjUwNDk2OTA4NiwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NTAwNjAyLCJjb21wYW55SWQiOjI3MTE1NjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc2MjkxNjUyLjQ3NDU4MDgsInBhZ2VJZCI6ImE1ZDQxNzBhLTQ3ODMtNGY5ZC1hMmNkLWJhNDdkZWM0OWM2NSIsInBvdyI6InYyIn0.zRwfD0kuOK4YqPQ5t-u0fs8wwsdxirCY_pNja2Umu_A» data-advtracking-product-id=»504969086″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.622 MT1-1,3-127 (30×30) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  210 грн

  Під замовлення

• -32%

  Залишилось 32 дні

  FM411. 500 MT2-1,13-127DS (40×44) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  162 грн240 грн

  На складі

• FM411.374 MT2-0,8-209eS (40х40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  450 грн

  Під замовлення

• AUfDDxv5lMqcmsc9WPz2RNWBf43uqzuMsiHXmSUHGok» data-advtracking-product-id=»504985743″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.370 MT1-1,5-241S (40×40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  486 грн

  На складі

• FM411.566 MT4-1,4-127S (62х62) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  840 грн

  На складі

• eyJwcm9kdWN0SWQiOjUwNDk5MTA3OSwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NTAwNjAyLCJjb21wYW55SWQiOjI3MTE1NjYsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjc2MjkxNjUyLjQ3ODgzNCwicGFnZUlkIjoiYmQ3MjYyYTgtNzBlZi00NzliLWE0NmYtZTNiY2U3MWViZTdmIiwicG93IjoidjIifQ.CxPViVR7Z-hPHN6b2Y1OEkaHWARNPA3n88mFkeBPwXE» data-advtracking-product-id=»504991079″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.573 MT1,3-1,7-275S (40×40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  792 грн

  На складі

• FM411. 359 MT1-2,0-31eS (15×15) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  612 грн

  На складі

• -35%

  Залишилось 32 дні

  FM411.380 MT0,81-2-127Т2eS (56х35) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  204 грн312 грн

  На складі

• KduNP1qJaQp1H_xfHuo8EGAhJMfr0VnxFAdAzd0WqzU» data-advtracking-product-id=»505038863″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.271 MT4-2,3-127 (62х62) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  960 грн

  Під замовлення

• FM411.626 MT1-0,8-209S (40х40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  522 грн

  На складі

• eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMTY3OTkxODksImNhdGVnb3J5SWQiOjUwMDYwMiwiY29tcGFueUlkIjoyNzExNTY2LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY3NjI5MTY1Mi40OTQ0Njc3LCJwYWdlSWQiOiJiYWFiOTRlYS0zMThkLTQwNGQtOTdmNy00NTVhMDlhNGQ0OTEiLCJwb3ciOiJ2MiJ9.Yiy8HboTAVENEjdUouGnqq1DB921h3wgfi17Kr5VOPA» data-advtracking-product-id=»1216799189″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.445 MT1-1,2-127G (23х23) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  342 грн

  На складі

• FM411. 613 MT1,2-0,8-241GeS (55х55) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  552 грн

  На складі

• FM411.559 MT1-1,45-143S (40х40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  294 грн

  На складі

• iIYSRaONk2t3EAVm161tTLvbEOqjFMw9aueelHE-SqI» data-advtracking-product-id=»1216981247″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.421 MT2-1,6-71 (30х30) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  264 грн

  На складі

• FM411.638 MT2-2,6-127GeS (40×40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  396 грн

  На складі

• eyJwcm9kdWN0SWQiOjEyMTc1MDk0MTUsImNhdGVnb3J5SWQiOjUwMDYwMiwiY29tcGFueUlkIjoyNzExNTY2LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY3NjI5MTY1Mi41MDY1ODY4LCJwYWdlSWQiOiI2M2Y0Njk1Mi00Mjk1LTRkNjgtOWRhMi0xM2I4MGNjMWI0OTciLCJwb3ciOiJ2MiJ9.5Fz9VcQ8Yz92mU5PIsDngllV52tCnoW9jmXBx4uapVA» data-advtracking-product-id=»1217509415″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

  FM411.432 MT2,9-0,7-263T1S (50х50) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  564 грн

  Під замовлення

• FM411. 426 МТ2-1,13-125H (40х40) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє з отвором

  480 грн

  Під замовлення

• -21%

  Залишилось 32 дні

  FM 411.395 MT0,44-1,4-127Т2еЅ (32х27) Термоелектричний охолоджуючий модуль Пельтьє

  276 грн348 грн

  На складі

Термоелектричні модулі, елементи Пельтьє високої якості від українського виробника в Києві

Шановні клієнти!
Час оброблення замовлень становить від 2 до 5 робочих днів у зв’язку із воєнним станом.
Сподіваємось на ваше розуміння. Дякуємо за підтримку вітчизняного виробника. Все буде Україна!

Принцип работы и применение – Robocraze

Что такое охладитель Пельтье: принцип работы и применение — Робобезумие перейти к содержанию

Что такое охладитель Пельтье

Модуль Пельтье — это электронный компонент, который помогает противостоять тепловым проблемам в цепи. Для работы многих компонентов схемы может потребоваться прохладная среда, в то время как другим может потребоваться поддержание определенной температуры, а не выше или ниже ее, для эффективной работы. Здесь радиаторы и охлаждающие вентиляторы могут не работать из-за архитектуры, поэтому на помощь приходят модули Пельтье, решая возникшую проблему, а также поддерживая архитектуру.

Принцип работы

Есть две керамические пластины, разделенные полупроводниковыми гранулами, когда ток протекает через полупроводниковую таблетку, одна пластина рассеивает тепло, а другая поглощает тепло.

ref:CUI devices

Модули Пельтье работают по принципу эффекта Пельтье. Этот эффект вызывает разницу температур за счет передачи тепла между двумя соединениями. Основное применение модуля Пельтье — охлаждение, но этот модуль также можно использовать для нагрева или поддержания температуры.

Радиатор и охлаждение

Поскольку мы знаем, что элемент Пельтье охлаждает одну сторону и нагревает другую сторону, использование соответствующих радиаторов с элементами Пельтье становится весьма необходимым. Из-за чрезмерного нагревания одной стороны элемента Пельтье модуль может расплавиться или получить внутренние повреждения, поэтому радиатор будет отводить тепло от поверхности элемента Пельтье и поддерживать его работоспособность и целостность.

 

В дополнение к радиатору можно даже использовать охлаждающий вентилятор, чтобы предотвратить перегрев Пельтье, охлаждающие вентиляторы бывают разных размеров. вашего проекта и не позволяйте ему быть громоздким.

 

Радиаторы и охлаждающие вентиляторы защищают элементы Пельтье от перегрева и защищают окружающую среду вашего оборудования от неблагоприятного воздействия охлаждения Пельтье.

Примечание о соответствующем источнике питания для использования с датчиком Пельтье.

Блок питания микросхемы Пельтье  Зависит от используемой микросхемы Пельтье. На основе общего использования Пельтье потребляет приблизительно 60 Вт мощности. Таким образом, максимальное напряжение, которое вы можете подать на основе этого рейтинга, составляет 15 вольт с током 6 ампер, поэтому можно использовать любой источник питания, который может обеспечить вам то же самое.

О чем следует помнить при использовании Пельтье.

При выборе модуля Пельтье для реализации в проекте очень важно знать, что говорится в техническом описании имеющегося в наличии модуля Пельтье.

A Пельтье Технический паспорт Обычно состоит из следующих терминов на 1-й странице

1. Температура горячей стороны

2.Q max

3. Delta Tmax

4.Imax

5.Vmax

5

5 Сопротивление

Важно, чтобы пользователь не превышал уровни Imax и Vmax при работе с модулем.

Всегда следует обращаться в HB для получения информации о вариантах защиты от влаги.

Существует также частота отказов и ожидаемый срок службы модуля, указанные в техническом описании, которые следует учитывать для получения исчерпывающей информации о модуле.

Избегайте повреждения элемента Пельтье:

Номинальные значения тока и напряжения элемента Пельтье должны поддерживаться на максимальном уровне, но это значение не должно превышаться, так как это может быть основной причиной повреждения элемента Пельтье.

Многие люди склонны увеличивать ток через Пельтье для увеличения охлаждения, что оправдано, но только до определенной степени. Ток через Пельтье пропорционален Охлаждению, но тепло, выделяемое внутри модуля, пропорционально квадрату тока, поэтому через определенный момент времени, если ток увеличивается слишком сильно, даже если он находится в пределах безопасности, квадратичное отношение может преобладать над линейным отношением, и Пельтье может быть поврежден.

Во-вторых, механическое давление на элемент Пельтье может привести к возникновению трещин внутри модуля, которые могут повредить работу элемента Пельтье.

Применение Пельтье

Охлаждающий модуль, такой как Пельтье, имеет множество применений, поскольку он может выступать в качестве основы многих электронных процессов.

1. Мини-холодильники: В качестве небольшого электронного проекта можно использовать Пельтье для создания мини-холодильников, которые могут даже производить лед.
2. Офтальмологические лазеры: Внутри офтальмологических лазеров элемент Пельтье используется для поддержания температуры лазерных диодов ниже определенной температуры и охлаждения кристаллов.
3. Приборы ночного видения: во избежание шума изображения датчики изображения охлаждаются с помощью элемента Пельтье
.
4. Охлаждение аккумуляторов электромобилей: можно использовать элементы Пельтье для охлаждения литий-ионных аккумуляторов электромобилей
5. криоконсервация: мы можем использовать Пельтье для сохранения тканей, клеток и других подобных веществ при низких температурах, которые охлаждаются с помощью Пельтье
.

— Robocraze —

14 июня 2021 г.

Robocraze — самый надежный в Индии магазин робототехники и товаров для дома. Мы стремимся способствовать росту знаний в области встроенных систем, Интернета вещей и автоматизации.

Компоненты и расходные материалы

TEC1 12706 Модуль Пельтье

TEC1 12706 Модуль Пельтье

Обычная цена

рупий 179

Цена продажи

рупий 179

Обычная цена

рупий 240

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Обычная цена

рупий 179

Цена продажи

рупий 179

Обычная цена

рупий 240

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

TEC1-12715 Модуль Пельтье

TEC1-12715 Модуль Пельтье

Обычная цена

рупий 329

Цена продажи

рупий 329

Обычная цена

рупий 424

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Обычная цена

рупий 329

Цена продажи

рупий 329

Обычная цена

рупий 424

Цена за единицу товара

/за 

Вкл. GST (без скрытых платежей)

Вам также может быть интересно прочитать:

— Robocraze —

Что такое пистолеты для горячего клея

— Robocraze —

NEMA 17 — Принцип работы шагового двигателя с высоким крутящим моментом

— Robocraze —

Электромагнитный клапан — Принцип работы

---

Вернуться к сообщению ` : «»} ` константная выдержка = document. querySelector(«.excerpt»).innerHtml document.querySelector(«.excerpt-container»).outerHTML += doc }

Используйте стрелки влево/вправо для перемещения по слайд-шоу или проведите пальцем влево/вправо при использовании мобильного устройства

Модули Пельтье

Элементы Пельтье , которые также называются термоэлектрическими модулями или ТЭО, представляют собой тепловой насос с электрическим приводом. Здесь энергия в виде тепла передается с одной стороны модуля на другую и должна рассеиваться там. Модуль Пельтье основан на так называемом эффекте Пельтье , который описывает квазиобратный эффект Зеебека. Эффект Пельтье утверждает, что энергия может переноситься в виде тепла током в полупроводнике, что создает разницу температур. Эффект Зеебека означает, что ток возникает, когда к полупроводнику прикладывается разность температур. Эффект Зеебека используется для измерения температуры или сбора электроэнергии.
Элемент Пельтье представляет собой тепловой насос, работа которого основана на переносе электрического тока в полупроводнике.

Термоэлектрические модули часто используются в:

• Медицинском
• лазерная технология
• Лабораторное/аналитическое оборудование
• Газоанализатор
• Для конденсации
• Автомобильные технологии рекуперации энергии
• военная техника

Основные преимущества элемента Пельтье здесь:

• Точное управление электричеством
• Путем изменения полярности можно добиться изменения направления теплового потока
• Работа без вибрации
• Продолжительность эффекта (> 20 лет)
• Мелкие размеры

Компания uwe electronic предлагает очень большую программу элементов Пельтье, которая может использоваться во многих областях.

 

30 золотых правил для технологии Пельтье

1. Количество твердотельных пар, а также плотность пакетов модуля Пельтье определяют размер модуля.
2. На каждую твердотельную пару падает ок. 0,12 Вольт. Большое количество твердотельных пар увеличивает максимально возможное напряжение и, таким образом, может уменьшить ток.
3. Сильный ток влияет на срок службы модуля, так как со временем он расширяет микроразрывы твердотельного материала.
4. Большой ток вызывает больший тепловой нагрев и, следовательно, снижает эффективность.
5. Отношение мощности охлаждения (Qc) к потребляемому току математически можно рассматривать как экспоненциальное приближение к максимальному значению. Следовательно, для последних 30% достижения максимального охлаждения необходимо задействовать много электроэнергии.
6. Тепловыделение на теплой стороне модуля Пельтье представляет собой сумму мощности охлаждения и задействованной электрической энергии (рабочей энергии).
7. КПД модуля Пельтье – это отношение теплопередачи к потребляемой электрической энергии.
8. Очень высокая эффективность охлаждения с элементами Пельтье достигается при работе прибл. 50% от максимального значения напряжения/тока.
9. Информация о максимальной мощности охлаждения Qc модуля Пельтье основана на разнице температур между обеими сторонами (0 градусов Кельвина), максимальном обеспечиваемом токе/напряжении и температуре окружающей среды 300K (27°C). Реальная мощность охлаждения ниже и ее можно оценить с помощью диаграммы производительности.
10. Стандартные модули достигают в условиях вакуума и температуре окружающей среды 300K (27°C) максимальную разницу температур прибл. 70 Кельвинов.
11. Высококачественные модули могут достигать температуры около 72 Кельвинов и выше, в то время как недорогие модули достигают едва ли около 60 Кельвинов.
12. Специальные модули, такие как многоступенчатые каскады, генерируют разницу температур до 120К. Недостатком является низкая тепловая прокачка и высокая цена.
13. Хороший отвод тепла на теплой стороне модуля Пельтье улучшает охлаждающую способность, эффективность и максимальную разницу температур deltaT.
14. Отвод тепла в окружающую среду зависит от мощности радиатора. Более высокая активная поверхность радиатора (как размер, так и количество ребер) улучшает тепловое сопротивление.
15. Большие вентиляторы с мощным потоком воздуха улучшают тепловое сопротивление радиатора.
16. Прямой обдув корпуса радиатора наиболее эффективен, так как наибольшее количество тепла всегда отдается на основание корпуса.
17. Жидкостные радиаторы в большинстве своем обладают еще более высокими тепловыми качествами, однако они значительно более затратны.
18. Между модулем Пельтье и радиатором должен быть нанесен хороший термоинтерфейс (термопрокладки, термопаста или термоклей) для увеличения теплопередачи
19. Очень хорошая теплопередача между материалами достигается с помощью тонкого слоя термопасты, поскольку она может адаптироваться к микроскопическим неровностям.
20. PCM (материал с фазовым переходом) показывают особенно высокий коэффициент заполнения. Она смачивает поверхности даже лучше, чем обычная термопаста, а также имеет то преимущество, что не высыхает.
21. Высокое контактное давление также улучшает теплопередачу, но при сборке очень важно предотвратить поперечную силу.
22. Давление прижима к модулю Пельтье должно быть в пределах 3-8 кг/см².
23. Только небольшие модули размером не более 12×12 мм могут быть опционально покрыты металлизацией. Их можно припаять в процессе изготовления прямо на радиатор.
24. Максимальная кратковременная рабочая температура всегда должна быть на 20-30°C ниже температуры припоя отвеса (139°С; 183°С и 232°С).
25. Длительное использование модуля Пельтье >120°C приводит к процессу диффузии меди в твердое тело и, как следствие, к снижению производительности.
26. Для защиты от влаги обязательна герметизация. Но за счет рекуперации тепла производительность составляет ок.