Varietà di famosi moduli Peltier

Sui siti dei moderni negozi online puoi trovare una varietà di Moduli termoelettrici Peltier. Differiscono tra loro in termini di caratteristiche di temperatura, parametri elettrici, dimensioni e numero di termocoppie installate all'interno del modulo. Questi moduli sono utilizzati sia in frigoriferi portatili e condizionatori d'aria, sia in imbarcazioni amatoriali.

Vale la pena notare che i moduli Peltier sono a strato singolo e multistrato, in modo che il problema di installazione sia risolto abbastanza liberamente. Nell'ambito di questo articolo, prenderemo in considerazione diversi tipi dei moduli termoelettrici Peltier più comuni, capiremo il loro dispositivo e confronteremo i parametri.

Ecco un tipico modulo termoelettrico Peltier a strato singolo. Due piastre in ceramica (ossido di alluminio) con uno spessore inferiore a 1 mm sono installate nelle parti superiore e inferiore del modulo. Come un circuito stampato, fungono da supporto per le termocoppie interne e da un telaio per l'intero modulo.

I piatti in ceramica hanno un'alta conduttività termica, sono durevoli e resistenti al fuoco. I substrati di rame sono incollati su queste piastre, alle quali sono collegate in serie termocoppie a semiconduttore.

La saldatura di termocoppie a semiconduttore nella produzione industriale di moduli Peltier viene effettuata mediante saldatura fusibile su apparecchiature speciali a una temperatura di circa 145 ºC, poiché gli elementi a semiconduttore non consentono il surriscaldamento. Di conseguenza, i moduli non sono separabili e il sigillante siliconico viene solitamente applicato ai bordi.

Se, per motivi di curiosità, per motivi di ragione, un tale modulo può essere smontato, allora puoi vedere chiaramente i cubi di semiconduttori eterogenei (tipo n e tipo p), saldati a substrati di rame e collegati tra loro in un circuito seriale da un serpente. È facile vedere che prima è stata depositata una saldatura fusibile sui substrati di rame, quindi sono stati installati i componenti della termocoppia.

In questo disegno, come mostrato nella foto, si ottengono 127 giunzioni p-n e 127 n-p, tutte le giunzioni n-p (per dirigere la corrente da più a meno) si trovano su un lato del modulo e tutte le giunzioni p-n si trovano sull'altro lato.

Su quei bus di rame in cui la corrente va nella direzione della giunzione n-p, il calore viene assorbito (si verifica un raffreddamento intensivo di questo lato del modulo) e dove la corrente va nella direzione della giunzione p, lo stesso calore (teoricamente) viene rilasciato. Pertanto, il modulo Peltier trasferisce il calore da una piastra in ceramica al contrario.

Il più popolare modulo monostrato TEC1-12705, che costa circa $ 2, è particolarmente richiesto per aliexpress. Dimensioni d'ingombro del modulo 40 per 40 mm, spessore 3,8 mm. 127 termocoppie collegate in serie forniscono una resistenza interna del modulo da 2,5 a 2,8 ohm a una temperatura ambiente di 25 ° C.

La corrente operativa del dispositivo è compresa tra 4,3 e 4,6 A quando è alimentata da una tensione nominale di 12 volt. La tensione massima consentita è 15,4 volt con una corrente critica di 5,8 A. La differenza di temperatura massima raggiungibile è di 65 ºC e la potenza di refrigerazione massima è di 42 W. L'intervallo di temperatura operativa del modulo è compreso tra -55 e 83 ºC.

Ed ecco il modulo TEC2-25408 a due strati, costituito essenzialmente da due moduli TEC1-12704 collegati in parallelo, ma aventi dimensioni di 40 per 40 mm e uno spessore di 8 mm. Tale dispositivo di raffreddamento a due strati è in grado di produrre fino a 70 watt di potenza di raffreddamento consumando 96 watt di energia elettrica.

La sua resistenza interna quando è spenta è di circa 1,5 ohm. La massima differenza di temperatura raggiungibile durante il funzionamento è di 65 ºC. Ovviamente, con la stessa differenza di temperatura estrema con il modulo TEC1-12705, il modulo TEC2-25408 a due strati si raffredda (pompa di calore) una volta e mezzo più veloce.

Di seguito è riportato un modulo TEC4-24603 a quattro strati con uno spessore di 13,6 mm e una larghezza di 40 mm, progettato per una tensione di 14,6 volt e una corrente nominale di 3 A. Con una potenza elettrica consumata di 44 W, questo modulo è in grado di fornire una potenza di raffreddamento di 6,8 W e differenza di temperatura fino a 107 ºC.

Gli elementi costitutivi sono inclusi qui in sequenza. Come qualsiasi modulo Peltier, questo modello a quattro strati non può essere utilizzato senza un radiatore per più di un secondo.

Infine, il modulo Peltier a sei strati TEC6-60506, progettato per una tensione nominale di 30 volt e una corrente di 6 A. Con una larghezza di 62 mm e uno spessore di 23 mm, questo modulo con una potenza elettrica di 180 W può fornire una differenza di temperatura fino a 100 ° C con una capacità di raffreddamento di 10 W . Un modulo di questo tipo è applicabile in installazioni destinate al congelamento.

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