Что такое элемент Пельтье, его устройство, принцип работы и практическое применение

Холодильное оборудование настолько прочно вошло в нашу жизнь, что даже трудно представить, как можно было без него обходиться. Но классические конструкции на хладагентах не подходят для мобильного использования, например, в качестве походной сумки-холодильника.


Сумка-холодильник на элементах Пельтье, нет компрессора, не нуждается во фреоне или других хладагентах

Для этой цели используются установки, в которых принцип работы построен на эффекте Пельтье. Кратко расскажем об этом явлении.

Что это такое?

Под данным термином подразумевают термоэлектрическое явление, открытое в 1834 году французским естествоиспытателем Жаном-Шарлем Пельтье. Суть эффекта заключается в выделении или поглощении тепла в зоне, где контактируют разнородные проводники, по которым проходит электрический ток.

В соответствии с классической теорией существует следующее объяснение явления: электрический ток переносит между металлами электроны, которые могут ускорять или замедлять свое движение, в зависимости от контактной разности потенциалов в проводниках, сделанных из различных материалов. Соответственно, при увеличении кинетической энергии, происходит ее превращение в тепловую.

На втором проводнике наблюдается обратный процесс, требующий пополнения энергии, в соответствии с фундаментальным законом физики. Это происходит за счет теплового колебания, что вызывает охлаждение металла, из которого изготовлен второй проводник.

Современные технологии позволяют изготовить полупроводниковые элементы-модули с максимальным термоэлектрическим эффектом. Имеет смысл кратко рассказать об их конструкции.

Термоэлектрический модуль

Элементы Пельтье применение нашли в устройстве, состоящем из множества полупроводников p и n типов. В отличие от транзисторов и диодов, переходные области находятся на границе металла с полупроводником. В модуле Пельтье элементы в большом количестве располагаются между керамическими пластинами, что позволяет сделать устройство мощней.

Каждый элемент содержит 4 перехода на контакте полупроводник-металл. Когда электрическая цепь замкнута, электроны перемещаются от минуса батареи питания к плюсу, проходя через все переходы.

На первом переходе термоэлектрического модуля (ТЭМ) между медной шиной и р-полупроводником в последнем выделяется тепло, так как поток зарядов попадает в область с меньшей энергией.

На другом контакте в полупроводнике поглощается энергия, поскольку электроны «высасываются» электрическим полем, совпадающим с направлением их движения. Там происходит процесс охлаждения.

На третьем контакте энергия электронов поглощается, поскольку полупроводник типа n имеет энергию больше, чем металл.

На четвертом переходе выделяется тепло, так как электроны снова тормозятся электрическим полем.

Таким образом, на одной стороне выделяется тепло, а другая — охлаждается. На одном элементе это явление будет незаметно, но модуль Пельтье, элементы которого располагаются между двумя керамическими пластинами, создает значительный температурный перепад.

Модуль можно применять как генератор электроэнергии, если поддерживать разную температуру пластин. При этом каждый термоэлектрический элемент Пельтье последовательно подключается к соседнему через медные перемычки, и токи их суммируются.

Устройство и принцип работы

Современные модули представляет собой конструкцию, состоящую из двух пластин-изоляторов (как правило, керамических), с расположенными между ними последовательно соединенными термопарами. С упрощенной схемой такого элемента можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.


Устройство модульного элемента Пельтье

Обозначения:

  • А – контакты для подключения к источнику питания;
  • B – горячая поверхность элемента;
  • С – холодная сторона;
  • D – медные проводники;
  • E – полупроводник на основе р-перехода;
  • F – полупроводник n-типа.

Конструкция выполнена таким образом, что каждая из сторон модуля контактирует либо p-n, либо n-p переходами (в зависимости от полярности). Контакты p-n нагреваются, n-p – охлаждаются (см. рис.3). Соответственно, возникает разность температур (DT) на сторонах элемента. Для наблюдателя этот эффект будет выглядеть, как перенос тепловой энергии между сторонами модуля. Примечательно, что изменение полярности питания приводит к смене горячей и холодной поверхности.

Рис. 3. А – горячая сторона термоэлемента, В – холодная

Понадобится

  • Элементы Пельтье — 6 штук. Модель TEC1-12705 рассчитана 12 В и 60 Вт, купить можно тут — AliExpress.
  • Блок питания от компьютера или любой другой на 12 В и мощностью не менее 400 Вт, купить можно тут — AliExpress.
  • Провода 2,5 кв.мм. — пару метров.

Это из основного, остальные детали и инструмент смотрите по тексту.

Технические характеристики

Характеристики термоэлектрических модулей описываются следующими параметрами:

  • холодопроизводительностью (Qmax), эта характеристика определяется на основе максимально допустимого тока и разности температуры между сторонами модуля, измеряется в Ваттах;
  • максимальным температурным перепадом между сторонами элемента (DTmax), параметр приводится для идеальных условий, единица измерения — градусы;
  • допустимая сила тока, необходимая для обеспечения максимального температурного перепада – Imax;
  • максимальным напряжением Umax, необходимым для тока Imax, чтобы достигнуть пиковой разницы DTmax;
  • внутренним сопротивлением модуля – Resistance, указывается в Омах;
  • коэффициентом эффективности – СОР (аббревиатура от английского — coefficient of performance), по сути это КПД устройства, показывающее отношение охлаждающей к потребляемой мощности. У недорогих элементов этот параметр находится в пределах 0,3-0,35, у более дорогих моделей приближается к 0,5.

Маркировка

Рассмотрим, как расшифровывается типовая маркировка модулей на примере рисунка 4.

Рис 4. Модуль Пельтье с маркировкой ТЕС1-12706

Маркировка разбивается на три значащих группы:

  1. Обозначение элемента. Две первые литеры всегда неизменны (ТЕ), говорят о том, что это термоэлемент. Следующая указывает размер, могут быть литеры «С» (стандартный) и «S» (малый). Последняя цифра указывает, сколько слоев (каскадов) в элементе.
  2. Количество термопар в модуле, изображенном на фото их 127.
  3. Величина номинального тока в Амперах, у нас – 6 А.

Таким же образом читается маркировка и других моделей серии ТЕС1, например: 12703, 12705, 12710 и т.д.

Результат работы

Кондиционер довольно мощный, все таки применено 6 модулей Пельтье. Вся электрическая мощность составила 360 Вт, что не мало. Хотя сравнивать его с тепловым насосом не приходится из-за очень низкого КПД. Но даже такой модели хватит чтобы охладить небольшую комнату. Вот результат при первом запуске: начальная температура в помещении 24 градуса Цельсия.

Примерно через час работы температура упала до 20 градусов, что является, на мой взгляд, отличным результатом!

Применение

Несмотря на довольно низкий КПД, термоэлектрические элементы нашли широкое применение в измерительной, вычислительной, а также бытовой технике. Модули являются важным рабочим элементом следующих устройств:

  • мобильных холодильных установок;
  • небольших генераторов для выработки электричества;
  • систем охлаждения в персональных компьютерах;
  • кулеры для охлаждения и нагрева воды;
  • осушители воздуха и т.д.

Приведем детальные примеры использования термоэлектрических модулей.

Холодильник на элементах Пельтье

Термоэлектрические холодильные установки значительно уступают по производительности компрессорным и абсорбционным аналогам. Но они имеют весомые достоинства, что делает целесообразным их использование при определенных условиях. К таким преимуществам можно отнести:

  • простота конструкции;
  • устойчивость к вибрации;
  • отсутствие движущихся элементов (за исключением вентилятора, обдувающего радиатор);
  • низкий уровень шума;
  • небольшие габариты;
  • возможность работы в любом положении;
  • длительный срок службы;
  • небольшое потребление энергии.

Такие характеристики идеально подходят для мобильных установок.

Термоэлектрический автохолодильник установленный в салоне автомобиля

Элемент Пельтье как генератор электроэнергии

Термоэлектрические модули могут работать в качестве генераторов электроэнергии, если одну из их сторон подвергнуть принудительному нагреву. Чем больше разница температур между сторонами, тем выше сила тока, вырабатываемая источником. К сожалению, максимальная температура для термогенератора ограничена, она не может быть выше точки плавления припоя, используемого в модуле. Нарушение этого условия приведет к выходу элемента из строя.

Для серийного производства термогенераторов используют специальные модули с тугоплавким припоем, их можно нагревать до температуры 300°С. В обычных элементах, например, ТЕС1 12715, ограничение – 150 градусов.

Поскольку КПД таких устройств невысокий, их применяют только в тех случаях, когда нет возможности использовать более эффективный источник электрической энергии. Тем не менее, термогенераторы на 5-10 Вт пользуются спросом у туристов, геологов и жителей отдаленных районов. Большие и мощные стационарные установки, работающие от высокотемпературного топлива, используют для питания приборов газораспределительных узлов, аппаратуры метеорологических станций и т.д.


Термоэлектрический генератор B25-12 (М) на 12 вольт, мощностью 25 ватт

Для охлаждения процессора

Относительно недавно данные модули стали использовать в системах охлаждения CPU персональных компьютеров. Учитывая низкую эффективность термоэлементов, польза от таких конструкций довольно сомнительна. Например, чтобы охладить источник тепла мощностью 100-170 Вт (соответствует большинству современных моделей CPU), потребуется потратить 400-680 Вт, что требует установки мощного блока питания.

Второй подводный камень – незагруженный процессор будет меньше выделять тепловой энергии, и модуль может охладить его меньше точки росы. В результате начнет образовываться конденсат, что, гарантировано, выведет электронику из строя.

Тем, кто решиться создать такую систему самостоятельно, потребуется провести серию расчетов по подбору мощности модуля под определенную модель процессора.

Исходя из выше сказанного, использовать данные модули в качестве системы охлаждения CPU не рентабельно, помимо этого они могут стать причиной выхода компьютерной техники из строя.

Совсем иначе обстоит дело с гибридными устройствами, где термомодули используются совместно с водяным или воздушным охлаждением.


Термоэлектрический кулер Армада

Гибридные системы охлаждения доказали свою эффективность, но высокая стоимость ограничивает круг их почитателей.

Кондиционер на элементах Пельтье

Теоретически такое устройство конструктивно будет значительно проще классических систем климат-контроля, но все упирается в низкую производительность. Одно дело — охладить небольшой объем холодильной камеры, другое — помещение или салон автомобиля. Кондиционеры на термоэлектрических модулях будут больше (в 3-4 раза) потреблять электроэнергии, чем оборудование, работающее на хладагенте.

Что касается использования в качестве автомобильной системы климат-контроля, то для работы такого устройства мощности штатного генератора будет недостаточно. Замена его на более производительное оборудование приведет к существенному расходу топлива, что не рентабельно.

В тематических форумах периодически возникают дискуссии на эту тему и рассматриваются различные самодельные конструкции, но полноценного рабочего прототипа пока не создано (не считая кондиционера для хомячка). Вполне возможно, ситуация измениться, когда появятся в широком доступе модули с более приемлемым КПД.

Для охлаждения воды

Термоэлектрический элемент часто используют как охладитель для кулеров воды. Конструкция включает в себя: охлаждающий модуль, контролер, управляемый термостатом и обогреватель. Такая реализация значительно проще и дешевле компрессорной схемы, помимо этого, она надежней и проще в эксплуатации. Но есть и определенные недостатки:

  • вода не охлаждается ниже 10-12°С;
  • на охлаждение требуется дольше времени, чем компрессорному аналогу, следовательно, такой кулер не подойдет для офиса с большим количеством работников;
  • устройство чувствительно к внешней температуре, в теплом помещении вода не будет охлаждаться до минимальной температуры;
  • не рекомендуется установка в запыленных комнатах, поскольку может забиться вентилятор и охлаждающий модуль выйдет из строя.


Настольный кулер для воды с использованием элемента Пельтье

Осушитель воздуха на элементах Пельтье

В отличие от кондиционера, реализация осушителя воздуха на термоэлектрических элементах вполне возможна. Конструкция получается довольно простой и недорогой. Охлаждающий модуль понижает температуру радиатора ниже точки росы, в результате на нем оседает влага, содержащаяся в воздухе, проходящем через устройство. Осевшая вода отводится в специальный накопитель.

Простой и недорогой китайский осушитель воздуха на элементах Пельтье

Несмотря на низкий КПД, в данном случае эффективность устройства вполне удовлетворительная.

XRow-600A осушитель на элементе Пельтье

У меня есть осушитель в личном пользовании компрессионного типа. Покупался в новую квартиру для просушки воздуха. Очень помог в своё время. Вынужден был основательно изучить эту тему. Именно поэтому меня заинтересовал новый аппарат. Хотелось посмотреть, что из себя представляет осушитель на основе элемента Пельтье. Возможно, интересно не только мне. Сначала теории, самая малость.

Осушитель воздуха — прибор, предназначенный для снижения влажности воздуха.

Большинство осушителей выпускается компрессионного типа. Принцип действия основан на конденсации водяного пара, содержащегося в воздухе, на поверхностях испарителя с низкой температурой. По сути осушитель воздуха представляет собой кондиционер, в котором отвод тепла происходит в то же помещение. Вот такой он прибыл. Коробка с ручкой, немного помяли при транспортировке.


Внутри был сам осушитель в простом полиэтиленовом пакете (девайс не пострадал),


маленькая инструкция на шести языках


(выложил английскую версию) и адаптер в отдельной коробочке.


Адаптер с европейской вилкой и с выходом 9 В/2,5 А.

Подключается к осушителю через разъём, очень похожий на штекер, как у Советских электробритв. В верхней части два индикатора и кнопка включения/выключения.


Размером небольшой. Чуть больше полуторалитровой банки.


Если сравнить с моим осушителем, вообще миниатюрный.


На всякий случай взвесил. 875 г.


Бачок для сбора влаги без каких-либо защёлок, выдвигается без усилий. Занимает около трети всего объёма.


Чем-то напоминает тару для микроволновки.


Крышка не снимается.


На крышке видны воронка с отверстием, поплавок (по центру снизу) и пробка, через которую удаляется влага.


Пробка изготовлена по принципу невыпадайки.


Если вынуть бачок, то видно два маленьких колёсика переключателей.

Это своего рода программные переключатели для управления осушителем.

Если нажать на один из них, который проверяет наличие бачка, то осушитель включится в работу. Если нажать на второй, то осушитель отключится и загорится жёлтый светодиод полного бака. Т.е. осушитель не включится, если бачок не вставлен и если наполнен. При работе нагретый и осушенный воздух выходит через отверстия сверху.


Алгоритм работы рассказал. Пора смотреть что внутри.


Для этого откручиваю четыре самореза сзади и два снизу.


Это коммутационная плата.


На ней два индикатора состояния и разъёмы для подключения напряжения 12 В, вентилятора, элемента Пельте и переключателей режимов.


Открутил ещё два самореза. Под защитной планкой были спрятаны два провода, идущие от разъёма питания на коммутационную плату (плюс зелёный).


Схема осушителя очень простая. Единственное, что нужно пояснить, это предназначение переключателей: 1 — Включатель/выключатель питания (находится на виду, рядом со светодиодами). 2 — Переключатель наличия бачка (если бачка нет — схема обесточена). 3 — Переключатель наполненности бачка. Если бак полный, то отключает от питания элемент Пельте и вентилятор, загорается жёлтый светодиод. Откручиваю ещё четыре самореза и достаю «рабочий орган».


Это охладитель. Здесь конденсируется влага. К «горячей» стороне прикреплён вентилятор.


Радиатор конденсатора (не путать с электрическим конденсатором) через термопасту притянут к элементу Пельтье. Винты пластмассовые. А это программные переключатели. Переключатели самые простые, только с колёсиками.


Проверю кое-какие электрические параметры. Мощность потребления БП (адаптера) на холостом ходу 0,9 Вт. Мощность потребления от сети при работе осушителя 23,7 Вт.


Напряжение на выходе адаптера на ХХ 9,178 В, под нагрузкой немного проседает.


Не мудрено. Ток потребления больше 2 А.

Ток потребления вентилятора 0,182 А. Ток потребления элемента Пельтье не такой стабильный и меняется в пределах 1,8 – 2 А.


Осушитель собираю. Пора тестировать. Но сначала немного теории. Как работает компрессионный осушитель?

Принцип действия осушителя прост, как все гениальное. Осушение воздуха проходит в три этапа: 1. Устройство втягивает воздух за счет мощного вентилятора и охлаждает его с помощью теплообменника. В результате, водяной пар преобразуется в конденсат (капли воды). 2. Конденсат попадает резервуар (водосборник). 3. Осушенный воздух вторично нагревается и подаётся обратно в помещение.

Цикл повторяется непрерывно, пока влажность в помещении не достигнет оптимального значения.

Принцип работы осушителя воздуха на примере моего Mitsubishi Electric MJ-E16VX (схема) А вот и характеристики моего Mitsubishi:


Когда в квартире потели окна, он мне помог.

Небольшое лирическое отступление про влажность

Вот так выглядят окна, когда на улице минус, а в доме высокая влажность.


Если у вас зимой окна не потеют, значит у вас влажность ниже 40% (из практики), необходимо учитывать температуру «за бортом». Для тех, кто живёт в муравейниках с централизованным отоплением, такая картина незнакома. Сам жил в таком доме. Теплоизоляции минимум. Соответственно и влага уходит вместе с теплом. Для тех, кто живёт в современных домах с хорошей теплоизоляцией, индивидуальным отоплением и современным стеклопакетом, такая картина встречается. Каждый человек выдыхает за сутки до 1 л влаги. А влагу надо куда-то девать. Иначе излишки влаги будут оседать на более холодных элементах (трубах хв, фитингах, окнах…). Кому интересно посмотрим ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные». Обратите внимание на оптимальную влажность зимой. Это вовсе не 60% как многие думают! 60% — всего лишь допустимая, выше нельзя, необходимо уже бороться. Иначе – плесень, неприятные запахи в квартире, проблемы со здоровьем…


А теперь вспомним, что такое влажность. Кто знает, смело пропускайте этот абзац. Кому интересно, что написано в Википедии?


Посмотрим на график растворимости воды (влаги) в воздухе в зависимости от температуры.


Чем выше температура, тем больше влаги может раствориться в воздухе. Например, при температуре минус 5 градусов в воздухе может раствориться 3,25 г. влаги, а при 22 градусах уже 19,44 г. Поэтому, открывая окна зимой, мы не только проветриваем, но и сушим квартиру. Абсолютная влажность при этом не изменяется, а вот относительная падает. Попытаюсь объяснить почему. Пример: Пусть на улице минус 5 градусов и 100%-ная влажность. Из таблицы видим, что в 1 кубометре воздуха при этих условиях содержится только 3,25 г. влаги (абсолютная влажность). Воздух заходит в квартиру и нагревается до 22 градусов. Количество влаги не изменяется и остаётся 3,25 г. Но при 22 градусах в воздухе может раствориться уже 19,44г воды – это 100%, а 3,25 г – это 16,7% от 19,44 г. Воздух становится сухим, с влажностью 16,7% (относительная влажность). Вот поэтому сохнет и чешется кожа. Слишком сухо. Такая проблема у тех, кто слишком часто открывает окна зимой, либо плохая тепло- и гидроизоляция квартиры (дома). Когда жил в панельном доме с централизованным отоплением, дверь в ванну закрывалась с трудом летом, и легко зимой. Раньше и не задумывался. Что же делать в этом случае? Увлажнять!!! Как это делать, учить не надо. Все знают. Ну а что делать в межсезонье, когда температура «за бортом» выше 15-ти градусов, а влажность на улице близка к 100%? Здесь уже косвенные методы определения влажности (оседание влаги на окнах) не помогут. А вот гигрометр покажет. Проветриванием здесь уже не обойтись. Можно и усугубить. Здесь нужен осушитель, или терпеть (с достоинством и честью переносить все тяготы и лишения…). А вот выдержка из инструкции к осушителю Mitsubishi.


Я всего лишь делюсь своим опытом. Хороший осушитель стоит хороших денег (здоровье тоже стоит денег, пока оно есть. Если здоровья нет, деньги уже не помогут). Это тоже надо учитывать. Лично я в межсезонье собираю до 3-х литров дистиллята в сутки (в особо «удачные» дни). Особенно помог он мне, когда только въехали в новую квартиру. Дом был сырой, все клеили, штукатурили, а жить то надо. Ну а летом помогает кондиционер. Он тоже осушает воздух, конечно, если не включен на обогрев. У моего кондиционера есть интересный режим, за другие кондиционеры ничего сказать не могу: В этом режиме кондиционер наиболее эффективно удаляет влагу из квартиры (в этом режиме температуру он тоже снижает). Ну а излишняя влажность доставляет гораздо больше дискомфорта, чем высокая температура (из личного опыта). Это ответ на вопрос, что делать после того, как узнал влажность в доме.

Вернусь к виновнику обзора. Решил его проверить в ванной комнате. В это время года мы сушим бельё на балконе. Но ради эксперимента завесил всю ванную комнату под завязку и включил осушитель.


И он со своей задачей не справился. Влажность поднялась до максимума. Гигрометр сдался на 99% :) Слабоват девайс для подобных задач. Влага в бачок собирается действительно очень медленно. 250мл за сутки — это его реальный предел. Производитель не обманул. А если учесть, сколько литров влаги было в ванной комнате, это литры, а не миллилитры. На этом можно заканчивать. Я надеялся на чудо, но чудес не бывает. Википедия со мной согласна.

Достоинством элемента Пельтье являются небольшие размеры, отсутствие каких-либо движущихся частей, а также газов и жидкостей. При обращении направления тока возможно как охлаждение, так и нагревание — это даёт возможность термостатирования при температуре окружающей среды как выше, так и ниже температуры термостатирования. Также достоинством является отсутствие шума. Недостатком элемента Пельтье является более низкий коэффициент полезного действия, чем у компрессорных холодильных установок на фреоне, что ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур. Несмотря на это, ведутся разработки по повышению теплового КПД, а элементы Пельтье нашли широкое применение в технике, так как без каких-либо дополнительных устройств можно реализовать температуры ниже 0 °C. Основной проблемой в построении элементов Пельтье с высоким КПД является то, что свободные электроны в веществе являются одновременно переносчиками и электрического тока, и тепла. Материал для элемента Пельтье же должен одновременно обладать двумя взаимоисключающими свойствами — хорошо проводить электрический ток, но плохо проводить тепло.

Единственно возможным местом применения данного осушителя могу предположить только просушку шкафчиков с верхней одеждой после дождя.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Как проверить элемент Пельтье на работоспособность?

Самый простой и надежный способ – тактильный. Необходимо подключить модуль к соответствующему источнику напряжения и дотронуться до его разных сторон. У работоспособного элемента одна из них будет теплее, другая – холоднее.

Если подходящего источника под рукой нет, потребуется мультиметр и зажигалка. Процесс проверки довольно прост:

  1. подключаем щупы к выводам модуля;
  2. подносим зажженную зажигалку к одной из сторон;
  3. наблюдаем за показаниями прибора.

В рабочем модуле при нагреве одной из сторон генерируется электрический ток, что отобразится на табло прибора.

Установка кондиционера

Устанавливается кондиционер в любое окно. Для этого из фигурного алюминиевого профиля делается такая скоба.

Которая будет четко опираться в створки и не давать всей конструкции выпасть.

Чтобы закрыть щель не до закрытого окна, вырезается полоска из поликарбоната или другого пластика по ширине кондиционера. И вставляется в паз окна.

Равой прижимаем всю конструкцию.

У меня, как видите, раздвижное окно, вам же придется придумать свою конструкцию крепления. Главное чтобы одна сторона прибора была на улице, а другая дома. И не было сквозняка через щели.

Как сделать элемент Пельтье своими руками?

Сделать самодельный модуль в домашних условиях практически невозможно, тем более в этом нет смысла, учитывая их относительно невысокую стоимость (порядка $4-$10). Но можно собрать устройство, которое будет полезным в походе, например, термоэлектрический генератор.


Схема подключения самодельного термогенератора

Для стабилизации напряжения необходимо собрать простой преобразователь на микросхеме ИМС L6920.

Принципиальная схема преобразователя напряжения

На вход такого преобразователя подается напряжение в диапазоне 0,8-5,5 В, на выходе он будет выдавать стабильные 5 В, что вполне достаточно для подзарядки большинства мобильных устройств. Если используется обычный элемент Пельтье, необходимо ограничить рабочий диапазон температуры нагреваемой стороны 150 °С. Чтобы не утруждать себя отслеживанием, в качестве источника тепла лучше использовать котелок с кипящей водой. В этом случае элемент гарантировано не нагреется выше температуры 100 °С.

Принцип работы, достоинства и недостатки

Принцип работы элемента Пельтье основан на физических процессах, происходящих при протекании тока через контакт двух токопроводящих материалов (полупроводников). При протекании тока в прямом направлении происходит охлаждение места контакта, при протекании в обратном – нагревание.

К несомненным преимуществам элементов Пельтье можно отнести простоту конструкции, отсутствие механических движущихся частей и связанного с этим рабочего шума, а также газов и жидкостей, необходимых для работы. Но за это приходится платить низким уровнем КПД, по сравнению с охладителями на фреоне, и увеличением уровня потребляемой мощности. Для повышения КПД требуется использовать материал, обладающий взаимоисключающими свойствами – хорошей токопроводностью, но низкой теплопроводностью, что также является проблемой.

Кроме того, приемлемая эффективность элементов Пельтье возможна только при относительно невысокой температуре окружающей среды (до +30°C), после чего возможности охлаждения резко снижаются, а при +40°C – практически исчезают. С другой стороны, без кондиционеров Пельтье невозможно обойтись там, где нельзя использовать традиционные способы охлаждения.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]