熱電モジュールの利点と限界

熱電モジュールの利点と限界

ペルチェ効果とは、電流が2つの異なる導体を流れることで、一方の接合部で熱が吸収され、もう一方の接合部で熱が放出される現象です。これが基本的な仕組みです。熱電冷却モジュール、ペルチェ素子、ペルチェクーラーと呼ばれる熱電モジュールは、通常n型とp型の半導体材料で作られ、電気的には直列、熱的には並列に接続されています。直流電流を流すと、片側は冷たくなり、もう片側は熱くなります。冷側は冷却に使用され、熱側はヒートシンクやファンなどを用いて放熱する必要があります。

可動部品がないこと、コンパクトなサイズ、正確な温度制御、信頼性などの利点があるため、小型クーラー、電子部品の冷却、科学機器など、エネルギー効率よりもこれらの要素が重視される用途に最適です。

典型的な熱電モジュール、熱電冷却モジュール、ペルチェ素子、ペルチェモジュール、TECモジュールは、2枚のセラミック板の間に挟まれたn型半導体とp型半導体の複数対で構成されています。セラミック板は電気絶縁性と熱伝導性を備えています。電流が流れると、電子はn型からp型へ移動し、低温側で熱を吸収し、高温側でp型材料中を移動する際に熱を放出します。各半導体対は全体的な冷却効果に貢献します。半導体対の数が多いほど冷却能力は高まりますが、消費電力と放散熱量も増加します。

熱電冷却モジュール、熱電モジュール、ペルチェ素子、ペルチェモジュール、熱電冷却器、高温側が適切に冷却されていない場合、熱電冷却モジュール、熱電モジュール、ペルチェ素子、ペルチェモジュールの効率が低下し、動作停止や損傷につながる可能性があります。そのため、適切なヒートシンクが不可欠です。高出力アプリケーションでは、ファンや液体冷却システムの使用が考えられます。

達成可能な最大温度差、冷却能力（送熱量）、入力電圧と電流、そして成績係数（COP）。COPとは、冷却能力と入力電力の比です。熱電冷却モジュール、TECモジュール、ペルチェモジュール、熱電冷却器は効率が低いため、COPは通常、従来の蒸気圧縮式システムよりも低くなります。

電流の方向によって、どちら側が冷たくなるかが決まります。電流を反転させると、温側と冷側が入れ替わり、冷却モードと加熱モードの両方が可能になります。これは、温度安定化が必要な用途に便利です。

熱電冷却モジュール、ペルチェ冷却器、ペルチェ素子の限界は、特に温度差が大きい場合の効率の低さと容量の制限です。モジュール全体の温度差が小さい場合に最も効果的に機能します。大きな温度差が必要な場合は、性能が低下します。また、周囲温度や高温側の冷却状態にも敏感です。

熱電冷却モジュールの利点:

ソリッド ステート設計: 可動部品がないため、信頼性が高く、メンテナンスの手間が少なくなります。

コンパクトで静か: 最小限のノイズが必要な小規模アプリケーションや環境に最適です。

正確な温度制御: 電流を調整することで冷却力を微調整でき、電流を逆転させることで加熱/冷却モードを切り替えます。

環境に優しい: 冷媒がないので、環境への影響を軽減します。

熱電モジュールの制限事項:

効率が低い: 性能係数 (COP) は通常、特に温度勾配が大きい場合に、蒸気圧縮システムよりも低くなります。

放熱の課題: 過熱を防ぐために効果的な熱管理が必要です。

コストと容量: 冷却ユニットあたりのコストが高く、大規模なアプリケーションでは容量が制限されます。

北京恵茂冷却設備有限公司熱電モジュール

TES1-031025T125仕様

アイマックス：2.5A、

ユーマックス: 3.66V

最大出力：5.4W

最高気温差：67℃

ACR: 1.2 ±0.1Ω

サイズ：10x10x2.5mm

動作温度範囲: -50～80℃

セラミックプレート：96%Al2O3 白色

熱電材料：テルル化ビスマス

704 RTVで密封

ワイヤー：24AWGワイヤー、耐熱性80℃

ワイヤー長さ: 顧客の要求に応じて100、150、または200 mm

北京恵茂冷却設備有限公司の熱電冷却モジュール

TES1-11709T125仕様

高温側の温度は30℃、

アイマックス：9A

、

ユーマックス：13.8V

最大出力：74W

最高気温差：67℃

サイズ：48.5X36.5X3.3 mm、センターホール：30X 17.8 mm

セラミックプレート：96%Al2O3

密封：704 RTV（白色）で密封

ワイヤー：22AWG PVC、耐熱温度80℃。

ワイヤー長さ：150mmまたは250mm

熱電材料：テルル化ビスマス