Variedades de módulos Peltier populares

Nos sites das modernas lojas online, você pode encontrar uma variedade de Módulos termoelétricos Peltier. Eles diferem entre si em características de temperatura, parâmetros elétricos, tamanho e número de termopares instalados no interior do módulo. Esses módulos são usados ​​tanto em geladeiras portáteis quanto em condicionadores de ar, bem como em artesanato amador.

Vale ressaltar que os módulos Peltier são de camada única e multicamadas, para que o problema de instalação seja resolvido com bastante liberdade. Na estrutura deste artigo, consideraremos vários tipos dos módulos termoelétricos Peltier mais comuns, entenderemos seu dispositivo e compararemos os parâmetros.

Aqui está um típico módulo termoelétrico Peltier de camada única. Duas placas de cerâmica (óxido de alumínio) com espessura inferior a 1 mm são instaladas nas partes superior e inferior do módulo. Eles, como uma placa de circuito impresso, servem de suporte para termopares internos e uma moldura para todo o módulo.

Placas de cerâmica têm alta condutividade térmica, são duráveis ​​e resistentes ao fogo. Substratos de cobre são colados a essas placas, às quais os termopares semicondutores são conectados em série.

A soldagem de termopares semicondutores na produção industrial de módulos Peltier é realizada por solda fusível em equipamentos especiais a uma temperatura de cerca de 145 ºC, uma vez que os elementos semicondutores não permitem superaquecimento. Como resultado, os módulos não são separáveis ​​e o selante de silicone geralmente é aplicado nas bordas.

Se, por uma questão de curiosidade, por uma razão, esse módulo pode ser desmontado, é possível ver claramente os cubos de semicondutores heterogêneos (tipo n e tipo p), soldados a substratos de cobre e conectados entre si em um circuito serial por uma cobra. É fácil ver que primeiro uma solda fusível foi depositada nos substratos de cobre e, em seguida, os componentes do termopar foram instalados.

Neste projeto, como mostrado na foto, são obtidas junções 127 p-n e 127 n-p, todas as junções n-p (para direcionar a corrente de mais para menos) estão localizadas em um lado do módulo e todas as junções p-n estão do outro lado.

Nos barramentos de cobre em que a corrente vai na direção da junção n-p, o calor é absorvido (ocorre um resfriamento intensivo deste lado do módulo) e, onde a corrente vai na direção da junção p, o mesmo calor (teoricamente) é liberado. Assim, o módulo Peltier transfere o calor de uma placa de cerâmica para o oposto.

O módulo de camada única mais popular TEC1-12705, que custa cerca de US $ 2, está em demanda especial por aliexpress. Dimensões totais do módulo 40 por 40 mm, espessura 3,8 mm. 127 termopares conectados em série fornecem uma resistência interna do módulo de 2,5 a 2,8 Ohms a uma temperatura ambiente de 25ºC.

A corrente de operação do dispositivo é de 4,3 a 4,6 A quando alimentada por uma tensão nominal de 12 volts. A tensão máxima permitida é de 15,4 volts a uma corrente crítica de 5,8 A. A diferença máxima de temperatura possível é de 65 ºC e a potência máxima de refrigeração é de 42 W. A faixa de temperatura operacional do módulo é de -55 a 83 ºC.

E aqui está o módulo TEC2-25408 de duas camadas, constituído essencialmente por dois módulos TEC1-12704 conectados em paralelo, mas com dimensões de 40 por 40 mm e espessura de 8 mm. Um refrigerador de duas camadas é capaz de produzir até 70 watts de energia de resfriamento enquanto consome 96 watts de energia elétrica.

Sua resistência interna, quando desligada, é de aproximadamente 1,5 ohms. A diferença máxima de temperatura possível durante a operação é de 65 ºC. Obviamente, com a mesma diferença extrema de temperatura com o módulo TEC1-12705, o módulo TEC2-25408 de duas camadas esfria (bombeia calor) uma vez e meia mais rápido.

A seguir, é apresentado um módulo TEC4-24603 de quatro camadas, com uma espessura de 13,6 mm e uma largura de 40 mm, projetado para uma tensão de 14,6 volts e uma corrente nominal de 3 A. Com uma energia elétrica consumida de 44 W, este módulo é capaz de fornecer uma potência de resfriamento de 6,8 W e diferença de temperatura até 107 ºC.

Os elementos constituintes são incluídos aqui sequencialmente. Como qualquer módulo Peltier, este modelo de quatro camadas não permite o uso sem um radiador por mais de um segundo.

Finalmente, o módulo Peltier de seis camadas TEC6-60506, projetado para uma tensão nominal de 30 volts e uma corrente de 6 A. Com uma largura de 62 mm e uma espessura de 23 mm, este módulo com energia elétrica de 180 W pode fornecer uma diferença de temperatura de até 100 ° C com uma capacidade de refrigeração de 10 W . Um módulo deste tipo é aplicável em instalações destinadas ao congelamento profundo.

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