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熱電モジュール、熱電冷却モジュールのビールクーラー、車用クーラー、ワインクーラーへの応用

熱電モジュール、ペルチェモジュール(熱電冷却モジュール、TECとも呼ばれる)は、ペルチェ効果を利用して車載冷蔵庫やカークーラーの冷却を実現する代表的な技術です。以下は、車載冷蔵庫におけるこれらのシートの主な用途、利点、制約、および開発動向です。

1. 動作原理の概要

熱電冷却モジュール、ペルチェモジュール、ペルチェ素子は、N型半導体材料とP型半導体材料で構成されています。直流電流を流すと、接合部に温度差が生じ、片側(冷端)が熱を吸収し、もう片側(熱端)が熱を放出します。適切な放熱システム(ファン、ヒートシンクなど)を設計することで、熱を排出し、冷蔵庫内の冷却を実現します。

2. 自動車用冷蔵庫、熱電式カークーラー、ワインクーラー、ビールクーラー、ビールチラーの利点

コンプレッサーも冷媒も不要

フロンなどの従来の冷媒は使用していないため、環境に優しく、漏れのリスクもありません。

シンプルな構造、可動部品がなく、動作が静かで振動が少ない。

小型、軽量

スペースが限られた車両環境に適しており、小型の車両用冷蔵庫やカップホルダーの冷却装置への統合が容易になります。

高速起動、正確な制御

電源を入れると冷却が始まり、応答が速く、電流の大きさを調整することで温度を正確に制御できます。

高い信頼性、長寿命

機械的な摩耗がなく、平均寿命は数万時間に達し、メンテナンスコストが低くなります。

冷房と暖房の両方のモードをサポート

電流の方向を変えると、冷温を切り替えることができます。車載冷蔵庫の中には、加熱機能(コーヒーを保温したり、食べ物を温めたりする機能)を備えたものもあります。

3. 主な制限事項

冷却効率が低い(COPが低い)

コンプレッサー冷凍と比較すると、エネルギー効率が比較的低く(通常 COP < 0.5)、消費電力が高く、大容量または急速冷凍の要件には適していません。

最大温度差の制限

単段TEC、単段熱電冷却モジュールの最大温度差は約60~70℃です。周囲温度が高い場合(例えば、夏場の車内は50℃)、冷却端の最低温度は-10℃程度までしか下がらず、凍結(-18℃以下)を実現することは困難です。

良好な放熱性への依存

ホットエンドは効果的な放熱性を備えていなければなりません。そうでなければ、全体的な冷却性能が著しく低下します。高温で密閉された車内では放熱が困難になり、性能が制限されます。

高コスト

高性能 TEC モジュール、高性能ペルチェ素子、および付随する放熱システムは、小型コンプレッサーよりも高価です (特に高出力の場合)。

4. 典型的なアプリケーションシナリオ

小型車載冷蔵庫(6~15L):飲料、果物、医薬品などを5~15℃に保冷します。

車載用冷温ボックス:冷房(10℃)と暖房(50~60℃)の両方の機能を備えており、長距離運転に適しています。

高級車のオリジナル装備構成:メルセデス・ベンツ、BMWなどの一部モデルには快適機能としてTEC冷蔵庫が装備されています。

キャンプ/アウトドア用電動冷蔵庫:車両電源またはモバイル電源で使用し、持ち運び可能。

5. 技術開発の動向

新しい熱電材料の研究

Bi₂Te₃系材料、ナノ構造材料、スクッテルダイト等の最適化によりZT値(熱電効率)を高め、効率を向上します。

多段熱電冷却システム

複数の TEC を直列に接続してより大きな温度差を実現したり、相変化材料 (PCM) と組み合わせて断熱性能を向上させ、消費電力を削減したりします。

インテリジェントな温度制御と省エネアルゴリズム

センサー + MCU によるリアルタイムの電力調整により走行距離を延長します (特に電気自動車にとって重要)。

新エネルギー車との緊密な統合

高電圧プラットフォームの電源の利点を活用して、ユーザーの快適性と利便性に対する要求を満たす効率的な車両用冷温ボックスを開発します。

6. まとめ

熱電冷却モジュール、TECモジュール、ペルチェモジュールは、車載冷蔵庫など、小容量、低冷却、静音、そして環境に優しい用途に適しています。エネルギー効率と温度差による制約はあるものの、特定の市場(高級乗用車、キャンプ用品、医療用コールドチェーン輸送支援など)においては、かけがえのないメリットを有しています。材料科学と熱管理技術の進歩に伴い、その応用範囲は今後も拡大していくでしょう。

 

TEC1-13936T250仕様

高温側の温度は30℃、

アイマックス:36A、

最大電圧: 36.5 V

最大出力:650W

デルタTmax:> 66℃

ACR: 1.0±0.1mm

サイズ:80x120x4.7±0.1mm

 

TEC1-13936T125仕様

高温側の温度は30℃、

アイマックス: 36A、

ユーマックス: 16.5V

最大出力:350W

最高気温デルタ:68℃

ACR:0.35±0.1Ω

サイズ:62x62x4.1±0.1 mm

TEC1-24118T125仕様

高温側の温度は30℃、

アイマックス: 17-18A

ユーマックス: 28.4V

Qmax:305 +W

最高気温デルタ:67℃

ACR:1.30オーム

サイズ:55x55x3.5+/_ 0.15mm


投稿日時: 2026年1月30日