Τι είναι το κύτταρο Peltier και πώς λειτουργεί

Το κύτταρο Peltier χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας για εργασίες ψύξης, καθώς είναι ένα σύστημα που έχει αρκετά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα πιο παραδοσιακά συστήματα ψύξης. Σε αυτό το άρθρο εξηγούμε τι είναι ένα κύτταρο Peliter και πώς λειτουργεί.

Τι είναι ένα κύτταρο Peltier

Ο θερμοσίφωνας Peltier, θερμαντήρας ή αντλία θερμότητας είναι μια ενεργή αντλία θερμότητας στερεάς κατάστασης που μεταφέρει τη θερμότητα από τη μία πλευρά της συσκευής στην άλλη, χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια, ανάλογα με την κατεύθυνση του ρεύματος. Ένα τέτοιο όργανο ονομάζεται επίσης κύτταρο Peltier, αντλία θερμότητας Peltier, ψύκτης στερεάς κατάστασης ή θερμοηλεκτρικός ψύκτης (TEC). Ένα κύτταρο Peltier μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση ή ψύξη, αν και στην πράξη η κύρια εφαρμογή είναι η ψύξη. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ρυθμιστής θερμοκρασίας που θερμαίνει ή ψύχεται.

Σας συνιστούμε να διαβάσετε την ανάρτησή μας σχετικά με τις καλύτερες ψύκτρες, ανεμιστήρες και υγρή ψύξη για PC

Η θερμοηλεκτρική ψύξη χρησιμοποιεί το φαινόμενο Peltier για να δημιουργήσει μια ροή θερμότητας μεταξύ της διασταύρωσης δύο διαφορετικών τύπων υλικών. Αυτή η τεχνολογία εφαρμόζεται πολύ λιγότερο στην ψύξη από την ψύξη συμπίεσης ατμών. Τα κυριότερα πλεονεκτήματα ενός κυττάρου Peltier σε σύγκριση με ένα ψυγείο συμπίεσης ατμού είναι η έλλειψη κινούμενων μερών ή κυκλοφορούντος υγρού, η πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής, η αδυναμία διαρροής, το μικρό μέγεθος και το εύκαμπτο σχήμα. Τα κύρια μειονεκτήματά του είναι το υψηλό κόστος και η κακή ενεργειακή απόδοση. Πολλοί ερευνητές και εταιρείες προσπαθούν να αναπτύξουν τα ψυγεία Peltier που είναι φθηνά και αποτελεσματικά.

Ο ψύκτης Peltier μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως θερμοηλεκτρική γεννήτρια. Όταν λειτουργεί ως ψυγείο, εφαρμόζεται τάση σε ολόκληρη τη συσκευή και, κατά συνέπεια, θα δημιουργηθεί διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο πλευρών. Όταν λειτουργεί ως γεννήτρια, η μία πλευρά της συσκευής θερμαίνεται σε υψηλότερη θερμοκρασία από την άλλη και ως αποτέλεσμα θα δημιουργηθεί διαφορά τάσης μεταξύ των δύο πλευρών (το φαινόμενο Seebeck). Ωστόσο, ένας καλά σχεδιασμένος ψύκτης Peltier θα είναι μια μέτρια θερμοηλεκτρική γεννήτρια και αντίστροφα, λόγω διαφορετικών απαιτήσεων σχεδιασμού και συσκευασίας.

Πώς λειτουργεί το κύτταρο Peltier και τι πλεονεκτήματα έχει

Οι θερμοηλεκτρικοί ψύκτες λειτουργούν με το φαινόμενο Peltier (το οποίο είναι επίσης γνωστό από το ευρύτερα γνωστό θερμοηλεκτρικό φαινόμενο). Η συσκευή έχει δύο πλευρές και όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα DC ρέει μέσω της συσκευής, μεταφέρει θερμότητα από τη μια πλευρά στην άλλη, έτσι ώστε η μία πλευρά να κρυώνει ενώ η άλλη θερμαίνεται. Η "θερμή" πλευρά συνδέεται σε μια ψύκτρα θερμότητας έτσι ώστε να παραμένει σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ η ψυχρή πλευρά πέφτει κάτω από τη θερμοκρασία δωματίου. Σε ορισμένες εφαρμογές, πολλαπλοί ψύκτες μπορούν να κλιμακωθούν για να μειώσουν τη θερμοκρασία.

Δύο μοναδικά ημιαγωγοί χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους , ένας από τον τύπο n και ένας από το p, επειδή πρέπει να έχουν διαφορετικές πυκνότητες ηλεκτρονίων. Οι ημιαγωγοί τοποθετούνται θερμικά παράλληλα μεταξύ τους και ηλεκτρικά σε σειρά και έπειτα προσαρτώνται με μια θερμικά αγώγιμη πλάκα σε κάθε πλευρά. Όταν εφαρμόζεται τάση στα ελεύθερα άκρα των δύο ημιαγωγών, υπάρχει μια ροή συνεχούς ρεύματος διαμέσου της ένωσης των ημιαγωγών που προκαλεί διαφορά θερμοκρασίας. Η πλευρά με την πλάκα ψύξης απορροφά τη θερμότητα η οποία στη συνέχεια μετακινείται στην άλλη πλευρά της συσκευής όπου βρίσκεται η ψύκτρα. Οι θερμοηλεκτρικοί ψύκτες συνδέονται συνήθως μεταξύ τους μεταξύ δύο κεραμικών πλακών. Η χωρητικότητα ψύξης της συνολικής μονάδας είναι ανάλογη του αριθμού των TEC σε αυτήν. Ένα TEC μονής βαθμίδας τυπικά θα παράγει μια μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας 70 ° C μεταξύ των θερμών και ψυχρών πλευρών του. Όσο περισσότερη θερμότητα κι αν μετακινήσετε με ένα TEC, τόσο λιγότερο αποτελεσματική γίνεται, καθώς χρειάζεται να διαλύσετε τόσο τη θερμότητα που κινείται όσο και τη θερμότητα που παράγει από τη δική σας κατανάλωση ενέργειας. Η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται είναι ανάλογη του ρεύματος και του χρόνου.

Μερικά οφέλη από τη χρήση ενός TEC είναι:

• Δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη, επομένως απαιτείται λιγότερη συχνότητα συντήρησης Δεν υπάρχουν χλωροφθοράνθρακες (CFCs) Ο έλεγχος της θερμοκρασίας μπορεί να διατηρηθεί μέσα σε κλάσματα ενός βαθμού. Συγκεκριμένα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρότερα ή πιο σοβαρά περιβάλλοντα από τα συμβατικά ψυγεία Μεγάλη διάρκεια ζωής, με μέση διάρκεια μεταξύ βλαβών (MTBF) άνω των 100.000 ωρών Ελεγχόμενη με αλλαγή τάσης εισόδου / ροή

Μερικά μειονεκτήματα της χρήσης ενός TEC είναι:

• Μόνο μια περιορισμένη ποσότητα ροής θερμότητας μπορεί να διαλυθεί Επιστρέφοντας σε εφαρμογές χαμηλής θερμικής ροής Δεν είναι τόσο αποδοτική από πλευράς συντελεστή απόδοσης όπως συστήματα συμπίεσης ατμού (βλέπε παρακάτω)

KKmoon DIY Θερμοηλεκτρικό σύστημα ψύξης Kit Cooler Driver + Κλιματιστικό + ανεμιστήρας + TEC1-12706 Ελαφρύ και μικρό σε μέγεθος, εύκολο στην τοποθέτηση? Πάρτε TEC1 12706 πλάκα ψύξης ημιαγωγών a, καλής ποιότητας για χρήση. 25.99 EUR

Αυτό τελειώνει το άρθρο μας σχετικά με το τι είναι το Peliter Cell και πώς λειτουργεί, θυμηθείτε ότι μπορείτε να το μοιραστείτε με τα κοινωνικά δίκτυα, ώστε να μπορεί να βοηθήσει περισσότερους χρήστες που το χρειάζονται.