Varietats de mòduls populars de Peltier

Als llocs de les botigues en línia modernes en podeu trobar diversos Mòduls termoelèctrics de Peltier. Es diferencien entre si en característiques de temperatura, paràmetres elèctrics, mida, així com el nombre de termoparells instal·lats dins del mòdul. Aquests mòduls s'utilitzen tant en frigorífics portàtils i climatitzadors, com en manualitats aficionades.

Cal destacar que els mòduls de Peltier són d’una sola capa i multicapa, de manera que el problema de la instal·lació es resol de manera lliure. En el marc d’aquest article, considerarem diversos tipus de mòduls termoelèctrics de Peltier més comuns, entendrem el seu dispositiu i comparem els paràmetres.

A continuació, es mostra un mòdul termoelèctric típic d’una sola capa Peltier. A les parts superiors i inferiors del mòdul s’instal·len dues plaques de ceràmica (òxid d’alumini) amb un gruix inferior a 1 mm. Com una placa de circuit imprès, serveixen de suport per a les termoparles internes i un marc per a tot el mòdul.

Les plaques de ceràmica tenen una gran conductivitat tèrmica, són duradores i resistents al foc. Els substrats de coure estan enganxats a aquestes plaques, a les quals es connecten en sèrie les termoparells semiconductors.

La soldadura de termoparells de semiconductor en la producció industrial de mòduls Peltier es realitza per soldadura fusible en equips especials a una temperatura d’uns 145 ºC, ja que els elements de semiconductor no permeten el sobreescalfament. Com a resultat, els mòduls no poden ser separables i, normalment, s'aplica el segellant de silicona a les vores.

Si, per raó de curiositat, per raó de raó, es pot desmuntar un mòdul, aleshores es poden veure clarament els cubs de semiconductors diferents (tipus n i p), soldats a substrats de coure i connectats entre ells en un circuit en sèrie per una serp. És fàcil veure que primer es va dipositar una soldadura fusible als substrats de coure, i després es van instal·lar els components del termopar.

En aquest disseny, com es mostra a la foto, s’obtenen 127 juntes p-n i 127 n-p, totes les juntes n-p (per dirigir el corrent de més a menys) es troben a un costat del mòdul i totes les juntes p-n estan a l’altra banda.

En aquells autobusos de coure on el corrent va en direcció a la unió n-p, s’absorbeix la calor (es produeix un refredament intensiu d’aquest costat del mòdul), i on el corrent va en direcció a la unió p-n, s’allibera la mateixa calor (teòricament). Així, el mòdul Peltier transfereix la calor d’una placa ceràmica a l’altra.

El mòdul monocapa més popular TEC1-12705, que té un cost aproximat de 2 dòlars, té una demanda especial per a aliexpress. Dimensions totals del mòdul 40 per 40 mm, gruix 3,8 mm. 127 termocopis connectats en sèrie donen una resistència interna del mòdul de 2,5 a 2,8 ohms a una temperatura ambient de 25 ºC.

El corrent de funcionament del dispositiu és de 4,3 a 4,6 A quan s’alimenta amb una tensió nominal de 12 volts. La tensió màxima admissible és de 15,4 volts amb un corrent crític de 5,8 A. La diferència màxima de temperatura assolible és de 65 ºC i la potència frigorífica màxima de 42 W. El rang de temperatura de funcionament del mòdul és de -55 a 83 ºC.

I aquí teniu el mòdul TEC2-25408 de dues capes, format essencialment per dos mòduls TEC1-12704 connectats en paral·lel, però que tenen unes dimensions de 40 per 40 mm i un gruix de 8 mm. Un refrigerador de dues capes és capaç de produir fins a 70 watts de potència de refrigeració i consumeix 96 watts d’energia elèctrica.

La seva resistència interna quan s'apaga és d'aproximadament 1,5 ohms. La diferència màxima assolible durant la operació és de 65 ºC. Evidentment, amb la mateixa diferència de temperatura extrema amb el mòdul TEC1-12705, el mòdul TEC2-25408 de dues capes es refredarà (calor de la bomba) una vegada i mitja més ràpidament.

El següent és un mòdul TEC4-24603 de quatre capes amb un gruix de 13,6 mm i una amplada de 40 mm, dissenyat per a una tensió de 14,6 volts i un corrent nominal de 3 A. Amb una potència elèctrica consumida de 44 W, aquest mòdul pot proporcionar una potència de refrigeració de 6,8 W i diferència de temperatura fins a 107 ºC.

Els elements constituents s'inclouen aquí seqüencialment. Com qualsevol mòdul Peltier, aquest model de quatre capes no es pot utilitzar sense radiador durant més d’un segon.

Finalment, el mòdul Peltier de sis capes TEC6-60506, dissenyat per a una tensió nominal de 30 volts i un corrent de 6 A. Amb una amplada de 62 mm i un gruix de 23 mm, aquest mòdul amb una potència elèctrica de 180 W pot proporcionar una diferència de temperatura de fins a 100 ºC amb una capacitat de refredament de 10 W. . Un mòdul d'aquest tipus és aplicable a les instal·lacions destinades a la congelació profunda.

Vegeu tambéTermogeneradors: com “soldar” l’electricitat en una estufa de gas iEfecte peltier: l’efecte màgic del corrent elèctric