Охлаждение пельтье: Охлаждение элементом Пельтье | hwp.ru

Содержание

МИР NVIDIA / Охлаждение при помощи Пельтье-модуля

  В данной статье рассматривается применение полупроводниковых холодильников Пельтье для охлаждения графического чипа видеокарты на примере Suma Platinum GeForce2 GTS (базируется на чипе GeForce2 GTS от NVIDIA), а также охлаждения всей видеокарты в целом. Показанные здесь приемы использования Пельтье можно применить и для охлаждения других видеокарт, так как производятся они в большинстве своем на референсном дизайне от NVIDIA, вследствие чего, многие, похожи друг на друга как близнецы. Объем проведенных работ не такой уж большой и затраты на приобретение средств охлаждения не так уж велики, как нынешняя разница в ценах видеокарт разного уровня,так что это будет по силам большинству оверклокеров, у которых и руки на месте, и голова работает хорошо. Не судите за полное отсутствие иллюстраций работы из-за неимения мной на данный момент фотографирующей техники, но как только она появится у меня, то фото не заставят себя ждать.

Еще в далеком 1834 году француз Пельтье и открыл эффект, который впоследствии и назвали эффектом Пельтье. Однако Пельтье так и не смог понять и объяснить наблюдаемое им явление. А сделал это Ленц в 1838 году.

Классическая теория объясняет явление Пельтье тем, что электроны, переносимые током из одного металла в другой, ускоряются или замедляются под действием внутренней контактной разности потенциалов между металлами. В первом случае кинетическая энергия электронов увеличивается, а затем выделяется в виде тепла. Во втором случае кинетическая энергия электронов уменьшается, и эта убыль энергии пополняется за счет тепловых колебаний атомов второго проводника. В результате происходит охлаждение. Более полная теория учитывает изменение не потенциальной энергии при переносе электрона из одного металла в другой, а изменение полной энергии.

Наиболее сильно эффект Пельтье наблюдается в случае использования полупроводников p- и n-типа проводимости. В зависимости от направления электрического тока через контакт полупроводников разного типа —

p-n- и n-p-переходов вследствие взаимодействия зарядов, представленных электронами
(n) и дырками (p), и их рекомбинации энергия либо поглощается, либо выделяется. В результате данных взаимодействий и порожденных энергетических процессов тепло либо поглощается, либо выделяется. Использование полупроводников p- и n-типа проводимости в термоэлектрических холодильниках показано на рисунке.

Объединение большого количества пар полупроводников p- и n-типа позволяет создавать охлаждающие элементы — модули Пельтье сравнительно большой мощности. Структура полупроводникового термоэлектрического модуля Пельтье представлена на рисунке.

Модуль Пельтье, представляет собой термоэлектрический холодильник, состоящий из последовательно соединенных полупроводников p- и n-типа, образующих p-n- и

n-p-переходы. Каждый из таких переходов имеет тепловой контакт с одним из двух радиаторов. В результате прохождения электрического тока определенной полярности образуется перепад температур между радиаторами модуля Пельтье: один радиатор работает как холодильник, другой радиатор нагревается и служит для отвода тепла. На рисунке представлен внешний вид типового модуля Пельтье.

Итак, а теперь о самом процессе. Для охлаждения был приобретен модуль Пельтье с размерами 40х40х3.8 мм. Такой модуль производится фирмой Rubezh Engineering Co. LTD. По данным производителя он рассчитан на Imax=6A, Umax=15.5В, Qmax=53Вт и создает разницу температур до 72 градусов. Для его охлаждения был приобретен кулер Thermaltake Golden Orb для слотовых процессоров. Для охлаждения чипов памяти я купил комплект радиаторов того же Thermaltake’а. Их обдув осуществлялся 8см вентилятором Evercool, закрепленном на торцевой стенке платы, способом, описанным в этой статье. Также использовались два вида термопасты: всем известная КПТ-8 и сравнительно недавно появившаяся Алсил-3.

Начал я с доработки Golden Orb’а.

Для удобства работы был снят сам вентилятор. От радиатора были отпилены две боковые части на расстоянии около 1см, если считать от первого ребра, которое стоит на этой самой боковой стороне. Потом была произведена доработка подошвы радиатора. Требовалось сровнять центральную часть стержня, она немного выступает, с остальной частью подошвы радиатора. Производилось все это с помощью шлифовальной шкурки. Когда все стало ровно я дополнительно отшлифовал подошву «нулевкой» и ворсистой тканью с пастой ГОИ. Работа шла довольно долго, так как радиатор сделан из особого алюминиевого сплава повышенной плотности и он слабо поддавался действию наждачки. Потом были просверлены отверстия для крепления радиатора к плате. На этом работы с радиатором были завершены. Вы спросите, для чего используется такой большой кулер, я же отвечу, что элемент Пельтье выделяет огромное количество тепла и обычный кулер не в состоянии отвести все это тепло и вы не добьетесь нужных вам результатов.

Теперь займемся самой картой. Я обнаружил, что чип имеет выступающие по периметру боковые части. То есть не обеспечивается плотный прижим радиатора, а в нашем случае элемента Пельтье; он упирается в эти выступающие части, а тепло проводится только за счет термопасты, и как следствие снижается теплопроводность. Этот недостаток был устранен при помощи той же «нулевки».
С величайшей осторожностью чип был отполирован, вплоть до исчезновения надписей.

Когда же чип стал почти идеально ровным, я приступил к монтажу Пельтье. Здесь главное не перепутать холодную и горячую стороны. Подключите модуль и включите компьютер на пару секунд. Сразу же поймете, где тепло, а где холод. Потом я подогнал расположение модуля так, чтобы его центр и центр чипа совпадали. Горячую сторону, примыкающую к радиатору, я смазал термопастой Алсил-3, так как на основе проведенных мною экспериментов было установлено, что она выигрывает у КПТ-8 в данном случае. А холодную сторону, которая прижимается к чипу, смазал тонким слоем КПТ-8. Вообще было испробовано много

разных вариантов и этот показался мне наиболее «теплопроводным». Затем я поставил модуль на чип, вывев его провода питания набок, сверху встал Golden Orb и притянул я весь этот «бутерброд» подходящими по диаметру и длине двумя винтами. Причем головки болтов оказались на обратной стороне платы, естественно были использованы шайбы-прокладки, которые идут в комплекте к крепежу материнской платы. Сильно затягивать не стал, так как это вызвало бы деформацию видеокарты. В итоге же получаем надежный и крепкий крепеж.

На чипы памяти были установлены радиаторы из комплекта для охлаждения памяти фирмы Thermaltake. В комплект входят неплохие радиаторы и термопленка, также неплохо проводящая тепло. Я не стал использовать термоклей так, как он лишал бы меня возможности дальнейшей замены радиаторов на более «крутые». И, наконец, обдув всей платы в целом я доверил 8см вентилятору. Многие, уже знакомые с модулями Пельтье, спросят: «А как насчет конденсата? Ведь чип меньше самого модуля и на свободных полях будет конденсироваться влага из воздуха». Да, я столкнулся с этой проблемой. Это является самым серьезным недостатком Пельтье-модулей. Любое попадание влаги на видеокарту или материнскую плату может привести к зависанию или того хуже к короткому замыканию. Однако я решил эту проблему достаточно просто. Взяв упаковочный поролон (в него упаковывают почти все «железо») я нарезал подходящие по размерам кусочки и затолкал их между периметром чипа и Пельтье-модуля. Конечно же, использование теплоизолятора более предпочтительно, но, к сожалению, я таковой не нашел, пока не нашел.

В итоге, после всех этих действий, видеокарта заработала на частотах 260/430 МГц. Неплохо, не правда ли? Тогда, в Москве было еще не так жарко как сейчас, комнатная температура была 20-21 градус. Сейчас же, когда проводилось тестирование, комнатная температура составляет 30 градусов и карта уже неспособна работать на таких частотах из-за перегрева. После 15 минут тестирования система зависала. Пришлось скинуть частоты до 250/420 Мгц в угоду стабильности системы. Тестовая система выглядела так:

Процессор

Pentium !!! 650 Мгц, разогнанный до 942 Мгц

Материнская плата

Asus CUSL2

Видеокарта

S/U/M/A/ Platinum GeForce 2 GTS 32 Мб (250/420 МГц)

Оперативная память

Hyundai 256 Мб на шине 145 МГц CL2

Жесткий диск

Seagate U10 ST315323A (5400 об/мин)

Звуковая карта

Sound Blaster Live! Player 1024

Из «софта»: Windows Me, Detonator 12.41, разгон и настройка Детонатора осуществлялись с помощью RivaTuner RC5. В качестве тестов использовались Quake 3 Arena 1.27f и встроенная дема FOUR, 1.17 и demo002, а также 3DMark 2001 Pro. Для Quake 3 использовалось только разрешение 1024*768 и 32-битный цвет и режим High Quality. В 3DMark’е использовались те же разрешение и цвет.

Результаты:

OpenGL (представлен Quake III Arena)

Direct3D (представлен 3DMark2001)

Что же, из тестов видно, что разгон принес плоды и он не напрасен. Как показали тесты и практика разгон памяти наиболее эффективен, чем разгон ядра. Низкая пропускная способность 6нс памяти жестко ограничивает возможности чипа и его разгон малоэффективен. Но, такую же систему охлаждения можно будет организовать и на картах серии Pro, где стоит более быстрая память и, разогнав ее, с легкостью обойти Ультру.

В случае же с Ультрой, то там вообще можно добиться чудес производительности. Счастливые же обладатели «трешки» (GeForce3), сделав такой «тюнинг», вообще смогут играть в 1600*1200*32 и иметь более 100 кадров, кто-то же будет рад антиалиасингу в разрешениях поменьше и полностью забудет про 16-битный цвет. А вообще, я считаю, что мы, заплатив немалые деньги за видеокарту, которых она, в принципе, не стоит, имеем право и можем выжать все, на что она способна. Ну, а этот материал вам в этом поможет…


Наконец-то я сделал обещанные мною фотографии. На них прекрасно видны все этапы работы. Ничего сложного там нет. Все материалы легко доступны, доработать кулер несложно, имея под рукой ножовку по металлу, напильник и разные наборы «шлифовального» инструмента (подразумеваются наждак разной степени абразивности, паста ГОИ). Возможно кто-то будет использовать для полировки и более «экзотичные» средства.

Хочу сказать, что сейчас эта карта стоит в AGP — слоте материнской плате моего друга и продолжает радовать своей прекрасной работой. Правда на ней остались только радиаторы на видеопамяти, а на чипе стоит немного доработанный кулер Blue Orb небезызвестной Thermaltake. Это охлаждение помогает держать карте частоты 240/420МГц (а в лучшие времена, при хорошем охлаждении радиатора, я мог поднять частоту работы GPU и до 270МГц), что благотворно сказывается на количестве FPS в разных играх.

Сейчас у меня стоит Gainward GeForce 2 Pro Golden Sample. При самом минимальном охлаждении (кулер на чипе, обдув чипов памяти) она уже разгоняется и стабильно работает на частотах в 240/490МГц. При использовании более серьезного охлаждения (Пельтье на чипе + медный самодельный радиатор на Пельтье + мощный вентилятор + медные радиаторы на память) я думаю, что смогу достичь частот в 250-260/520МГц. А еще, так как эта карта делается на референс дизайне плат серии ULTRA, а не на дизайне плат серии GTS (дизайн же PRO полностью идиентичен GTS), то я смогу благодаря применению на этой карте двух раздельных стабилизаторов питания (один на GPU, другой на память) и путем незначительной перепайки этих стабилизаторов, а точнее: подпаивание подобранных резисторов к соответствующим выводам микросхем, поднять напряжение питания на ядре и памяти, что возможно поможет еще больше поднять разгонный предел карты (теоретические рассуждения говорят о примерно 300/540МГц, а возможно и более). То есть, игра стоит свеч. Естественно обо все этом поподробнее вы сможете узнать в моей новой, готовящейся статье.

Ну а теперь, обещанные фотографии:

Модифицированнный ГОрб

Дополнительные кулеры для карты

Обратная сторона ГОрба с кулером Пельтье

Карта с установленным на ней модифицированным кулером

Вся конструкция в сборе

Тимур Толстихин a.k.a. Timer ([email protected])

При подготовке статьи были использованы материалы из статьи
Виктора и Евгения Рудометовых ([email protected])
«Полупроводниковые холодильники Пельтье»

Хотелось бы поблагодарить Bishop’a и Letun’a,
которые поддерживали меня в моей работе над картами и над статьей.

Охлаждение для процессора Элементами Пельтье! Тестируем! — Системы водяного охлаждения компьютера (СВО)

 Приветствуем, дорогой читатель! 

В нашей прошлой статье мы уже продемонстрировали процесс сборки системы водяного охлаждения на элементах Пельтье, а этой немного расскажем о данной СВО и проверим её пригодность для охлаждения центрального процессора ПК.

 

 

Для начала вкратце расскажем, что наша конструкция из себя представляет. В целом, принцип работы данной системы охлаждения мало чем отличается от принципа функционирования любого кулера ПК, будь то воздушный или жидкостный. То есть наше устройство призвано противостоять физическому действию процессора, который при работе нагревается, соответственно нагревая хладагент в контуре СВО. В частности данный кулер на элементах Пельтье должен охлаждать жидкость в контуре до температуры ниже той, которой обладает окружающая среда.

 

Ключевым компонентом нашей системы охлаждения являются, как мы уже говорили, термоэлектрические модули Пельтье. Наверняка ты что-то слышал о них, ведь они используются повсеместно, к примеру в офисных кулерах для воды или в переносных сумках-холодильниках, где компрессор нельзя установить из-за его габаритов и больших требований к электропитанию. А термоэлектрические модули Пельтье маленькие и «не прожорливые«.

 

Процесс охлаждения в нашем устройстве происходит так: на вход системы поступает охлаждающая жидкость

 

 

потом она проходит через ряд последовательно соединенных китайских водоблоков Bykski, которые охлаждаются термоэлектрическими модулями Пельтье, а сами модули при этом охлаждаются массивным алюминиевым радиатором формата 120мм х 480мм. Для лучшего рассеивания тепла с обратной стороны радиатора установлено четыре вентилятора на 120 мм.

 

 

На наш взгляд, таких размеров радиатора и конфигурации прочих компонентов должно быть достаточно для охлаждения пяти термоэлектрических элементов Пельтье, каждый из которых рассчитан на силу тока 3 Ампера. Если же радиатор с вентиляторами не справится с требуемым количеством рассеиваемого тепла, то мы немного модифицируем нашу систему, а именно установим два сверхмощных вентилятора со скоростью вращения лопастей 6000 об./мин.

 

Ну что ж, монтируем нашу систему охлаждения на тестовый стенд и приступаем к непосредственному тестированию.

 

 

Для того, чтобы получить больше данных о результатах тестирования мы установили три дополнительных температурных датчика — на сам радиатор, а также на вход и выход контура СВО.

 

В режиме простоя мы увидели такие показатели.

 

 

Температура не повышалась более 18°С.

 

А во время стресс-теста, при полной нагрузке на процессор, уже такие. 

 

 

 

Максимальная температура достигла отметки около 65°С.

 

Честно говоря, данные результаты нас огорчили. В простое процессор охлаждается стабильно ровно до того момента, пока не нагревается радиатор. После чего температура устанавливается на отметке 18 градусов, и ниже не падает. Но это не столь важно, так как нас интересовало понижение температуры при стресс-тесте, а в этом плане дело совсем плохо — система охлаждения не справилась со своей задачей.

 

Как и планировалось, в случае неудачи мы установили на нашу СВО два мощнейших вентилятора. Также мы расположили между ними перегородку, чтобы их воздушные потоки никаким образом не влияли друг на друга. Тем не менее больших надежд на такую модификацию после предыдущего теста мы не возлагали, так как стало ясно, что площадь поверхности радиатора все же непростительно мала — и она не позволяет рассеивать все тепло, генерируемое термоэлектрическими модулями Пельтье.

 

И так, внесение задуманные изменения в конструкцию СВО.

 

 

А теперь стресс-тест модифицированной версии нашей системы охлаждения ПК на модулях Пельтье.

 

 

Немного лучше, удалось добиться снижения примерно на 5°С. Но как видим, оптимального охлаждения мы все равно не достигли. Как мы и сказали, площади рассеивания тепла недостаточно, а причина этому — малое количество ребер в радиаторе.

 

Но у нас ещё есть мысли по модификации данной конструкции, о которых ты узнаешь из наших следующих статей. А сейчас пока предлагаем посмотреть приложенное ниже видео, в котором весь описанный процесс можно увидеть детальнее.

 

Охлаждение для процессора Элементами Пельтье! Тестируем!

Элементы пельтье (Электроника / Компьютеры / Компьютерные комплектующие / Охлаждение и тюнинг) c Allegro.pl на русском языке с доставкой

Элементы пельтье (Электроника / Компьютеры / Компьютерные комплектующие / Охлаждение и тюнинг) c Allegro.pl на русском языке с доставкой image/svg+xmlОтфильтровать

Сортировка

РелевантностьПопулярность↑ Цена↓ Цена↓ Новые

389₽

+ доставка по Польше

Продано 18 из 231

247₽

+ доставка по Польше

Продано 3 из 994

169₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 994

820₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

171₽

+ доставка по Польше

Продано 1 из 998

471₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 16

367₽

+ доставка по Польше

Продано 14 из 65

259₽

+ доставка по Польше

Продано 1 из 980

264₽

+ доставка по Польше

Продано 8 из 14

10 512₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

1 024₽

+ доставка по Польше

Продано 7 из 33

186₽

+ доставка по Польше

Продано 1 из 999

2 049₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

820₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

820₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

379₽

+ доставка по Польше

Продано 3 из 9

272₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 62

203₽

+ доставка по Польше

Продано 1 из 998

8 402₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

387₽

+ доставка по Польше

Продано 9

39₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 12

779₽

+ доставка по Польше

Продано 8 из 19

656₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 49

741₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 75

1 639₽

+ доставка по Польше

Продано 1 из 40

820₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

697₽

+ доставка по Польше

Продано 11 из 15

31₽

+ доставка по Польше

Продано 9 из 10

451₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 26

307₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 9

228₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 877

2 971₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

984₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1

348₽

+ доставка по Польше

Продано 3

1 865₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 2

215₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 1000

256₽

+ доставка по Польше

Продано 4

335₽

+ доставка по Польше

Продано 0 из 50

605₽

+ доставка по Польше

Продано 2 из 7

205₽

+ доставка по Польше

Продано 1 из 3

Уважаемые клиенты!
График работы в праздничные дни: 1,2 января выходной, 3,4,5 января с 10:00 до 14:00. с 6 по 9 офис и пункт выдачи работать не будет.

Система охлаждения видеокарты с элементом Пельтье своими руками / Overclockers.ua

Статья прислана на конкурс Летний АвторRUN!

Эта история имеет множество поучительных моментов, начиная от «бесплатного сыра» в известном месте и заканчивая тем, что любую проблему все-таки можно решить.

Попавшие мне в руки видеокарты XFX 7600 GS вызвали бурю эмоций.

Поначалу воображение распаляла возможность получить SLI-режим на тогдашней ASUS P5ND2 (nForce4 IE SLI). И действительно, открывшиеся взору картинки любимых игр пестрели невиданными ранее деталями и эффектами. Вдруг через пару часов обнаружилось странное мельтешение на части экрана, а затем и выпадение текстур. Температуры ГП лежали в пределах 60 градусов, и опасений вроде не вызывали. Танцы с бубном, драйверами и вентиляторами не принесли серьезного результата (как и попытка установки Vista — с ней было еще хуже, поддержка там SLI хромает на обе лапы). Поиски в Интернете натолкнули на мысль о деградации памяти, а анализ напряжений показал, что вместо 1,8 вольта имеют место все 2,0. Данное отклонение было замечено на трех экземплярах видеокарт, и, скорее всего, является установленным самой XFX значением (для GS-версии оно непонятно зачем). В одной из статей был обнаружен метод вольтмода, в том числе и обратного, для чипов памяти. Что тут же и было сделано посредством карандаша. Ура, все заработало! Но что-то подспудно продолжало тревожить. И не напрасно… Поскольку все это происходило зимой, я приоткрыл балкон, и температура упала. А что будет, когда на улице потеплеет?

Что же будет летом? Этот вопрос не давал покоя. Охлаждать водой такие видеокарты не хотелось, уж больно непропорционально производительности увеличивалась стоимость всей видеоподсистемы, и без того не особо дешевой…

Как-то при установке на работе автомобильного холодильника-разогревателя меня заинтересовал принцип его работы. Щелк — и охлаждает, щелк — греет. Называется эта штука модуль Пельте. Порывшись в Интернете, я разобрался, что это такое. Чуть позже мне посчастливилось найти ее на Караваевых Дачах.

Итак, я приобрел сей девайс и включил его для проверки: -8°C на одной стороне и — ой, горячо! — на второй. Срочно ко второй стороне был прикреплен процессорный радиатор с кулером, и вся конструкция водружена на видеокарту. Однако чуда не произошло. Мало того, ухудшилось охлаждение видеочипа, к тому же громоздкая конструкция заняла не только соседний слот PCI, но и затруднила доступ ко второму PCI-E. Нет, так не пойдет.

Просмотр форумов выявил подобные проблемы у других экспериментаторов. Лишь в одном случае проскользнул удачный результат, но информации было мало. Изучение обзоров показало, что существуют промышленные образцы с регуляторами тока, как для видеокарт, так и для процессоров. Но ведь как-то сделали же? В одном из описаний значилось примерно следующее: «Контактная подошва из обработанной меди». Ага, а ведь теплоемкость керамики самого модуля действительно никакая! Нужен теплоаккумулятор, лучше всего тоже медный. Однако попытка изготовить его самостоятельно из двухмиллиметровой медной пластины успеха не принесла. Контакт с девятью микросхемами одновременно обеспечить не удавалось — то GPU не касался, то микросхемы памяти.

Решено было фрезеровать выемку под GPU, и не в меди, а в алюминии (не нашлось материала, удовлетворяющего требованиям). Все отдано токарю, но как раз в это время на улице потеплело. Море обид от детей: папа запрещает играть. Тогда возникло решение временно отказаться от дополнительного охлаждения видеоядра и бросить все усилия на память. Буквально за несколько часов была собрана следующая конструкция:

Пластина, не сильно погнутая при резке, нормально легла на чипы:

Внешнее питание около 7 В (подключать к штатному БП как-то не рискнул) позволило снизить температуру до 10 градусов, и артефакты пропали. Второй PCI?E стал недоступен, но комфортность работы восстановлена:

Задержки с проточкой пластин подвигли на еще одну попытку самостоятельной сборки полной пластины, не приведшую к успеху. Наборной переходник даже при 15 вольтах не обеспечивал достаточного охлаждения в 3D-режимах, а в 2D начиналось выпадение конденсата.

Хоть это и дистиллят, но вроде бы от воды отказались еще в самом начале. 🙂 Попутно был собран элементарный автоматический регулятор тока, правда, чуть мощнее, чем для вентиляторов компьютера (схемами подобных устройств богаты все оверклокерские сайты). На него возложена задача изменять подводимое к элементу Пельтье напряжение в зависимости от температуры пластины (где-то 15 градусов по датчику тестера). От регулировки оборотов самого вентилятора было решено отказаться, вторая сторона сильно греется в любом случае.

Раздельное охлаждение проработало порядка 10 дней до тех пор, пока не были наконец получены проточенные пластины. Радиаторы охлаждения модуля Пельтье приобретены на тех же Кардачах за совсем смешную цену. Вентилятор от старой видеокарты пылился давно, и после смазки подошел в одну из проточек радиатора. Все компоненты в наличии.

В процессе сборки контролировался хороший контакт со всеми чипами, а также с обеими сторонами элемента Пельтье. В качестве термопрокладки применен поролон, стяжные болты изолированы пластиковыми шайбами, чтобы не передавали тепло на охлаждающую пластину. Сама пластина тоже обклеена по максимуму, зачем охлаждать остальные компоненты и окружающий воздух? Установка требует аккуратности, чтобы не снести какие-нибудь детали самого видеоадаптера.

Проверка работы показала температуру около 0 градусов на поверхности пластины:

Да и вся система в сборе имеет, в отличие от предыдущих, довольно товарный вид:

При этом доступ к остальным портам PCI свободен. Хочется предупредить, что весит эта конструкция немало, желательно соблюдать аккуратность при установке и чем-нибудь ее подпереть, дабы не оторвать слот. Водружаем в системник и пробуем, что же у нас получилось.

Питание охлаждающей системы осуществляется от отдельного источника с таймером задержки выключения вентилятора модуля. Не хотелось даром греть системник, благо многие пользователи иногда страдают забывчивостью (как-то охлаждение простояло включенным всю ночь). Источник питания обеспечивает ток около 10 А для двух видеоадаптеров в SLI-режиме.

После включения я проследил некоторое время за температурой:

Помня о больной памяти, оставляем ее в покое и, потирая руки, обращаем свой взор на графический процессор. Без перепрошивки BIOS частоту удалось поднять лишь до 500 МГц от штатных 400 МГц. После обновления BIOS’а видеокарты разгон продолжен. Обратите внимание на скорость заполнения:

Подкинем еще:

Включим мониторинг температуры и запустим 3DMark06. Результаты меня удовлетворили:

Температура по окончании теста тоже:

В течение минуты она вернулась к 29 градусам.

Конечно, постоянно работать в таких режимах не стоит, и разгон графического процессора впоследствии был сброшен до 525 МГц. Стоимость конструкции не превышает 10 у.е., что с учетом возлагаемых на нее обязанностей радует, эффективность проверена майской и июньской жарой в Киеве, когда воздух в квартире прогревался вечером до 30 градусов. Полученные результаты показали достаточную эффективность собранной системы и ее право на жизнь наряду с другими. Каталог модулей Пельтье, найденный в Интернете, показал, что использовался 45-Ваттный модуль с максимальным напряжением питания 15,5 В. Ток при старте не превышал 5 ампер. Существует несколько типов модулей с максимальной отдачей до 70 Ватт, правда, рабочее напряжение у них уже 28 вольт. В отношении легкости изготовления и надежности система не уступает водяным (считающимся в народе панацеей от всех бед), а возможность получения небольших отрицательных температур позволяет получить более высокие показатели разгона. Скорее всего, будет предпринята попытка разгона процессора GeForce 7600GS до частоты 700 МГц уже с вольтмодом — интересует зависимость производительности от пропорции GPU-память. А также заказана новая медная пластина для GeForce 8600GT для проверки разгона этой видеокарты. Соглашусь с тем, что большинству пользователей такие эксперименты не нужны. Да и меня к ним подвиг только обнаруженный дефект. Но полученный опыт позволяет использовать модули Пельтье для охлаждения других элементов системы. Возможно, эта статья позволит кому-то избежать моих ошибок и улучшить полученные результаты. Ну и, естественно, за неудачные эксперименты ответственен только экспериментатор.

Охлаждающий кожух TPCC ISD400 Core (элемент Пельтье)

Охлаждающий кожух TPCC ISD400 Core (элемент Пельтье) | SICK

Тип:Охлаждающий кожух TPCC ISD400 Core (элемент Пельтье)

Артикул: 6036994

Технический паспорт изделия Русский Cesky Dansk Deutsch English Español Suomi Français Italiano 日本語 – Японский 한국어 – Корейский Nederlands Polski Portugues Svenska Türkçe Traditional Chinese Китайский

Copy shortlink
  • Технические характеристики

  • Загрузки

  • Сценарии применения

  • Таможенные данные

  • Охлаждающий кожух TPCC работает с использованием эффекта Пельтье и дает возможность эксплуатировать датчики длительное время при температуре окружающей среды до +75 °C. Кроме того, с помощью ТРСС может существенно увеличиваться срок службы лазерных датчиков. Физически обусловлено снижение срока службы лазерного датчика наполовину на каждые 10 °C повышения температуры. При применении в условиях высоких температур, связанных с климатом или технологией, TPCC предлагает оптимальную защиту датчика, снижает риск неожиданных поломок и, соответственно, простои оборудования. Целенаправленное продление срока службы датчиков позволяет снизить расходы на их замену и сократить простои производства. Инновационный охлаждающий кожух TPCC надежно защищает датчики, повышает производительность и снижает расходы.

    Краткий обзор
    • Эффективная защита для датчиков при повышенных температурах окружающей среды
    • Не требующая техобслуживания система охлаждения с использованием эффекта Пельтье
    • Прочный корпус из полиамида-6 с передним защитным стеклом
    • Термостатическое регулирование внутренней температуры
    • Контроль температуры с автоматическим отключением при превышении температуры
    • Юстировочное крепление для простого монтажа
    Ваши преимущества
    • Активное охлаждение датчиков с использованием эффекта Пельтье увеличивает их срок службы на 15 % при температуре окружающей среды 25 °C и на 400 % при температуре окружающей среды 45 °C. Благодаря более редкой замене датчиков значительно снижаются расходы на их замену.
    • Повышенная доступность датчиков исключает неожиданные поломки и связанные с этим простои оборудования. Тем самым исключаются затраты вследствие поломки оборудования и повышается производительность.
    • Постоянная внутренняя температура гарантирует высокую точность измеряемых значений и, соответственно, обеспечивает получение прецизионных результатов измерения
    • Электрическое охлаждение с использованием эффекта Пельтье не требует техобслуживания, необходимо лишь обеспечить подключение напряжения 24 В вместо затратного водяного охлаждения

    Технические чертежи

    Dimensional drawing

Пожалуйста, подождите…

Ваш запрос обрабатывается, это может занять несколько секунд.

Теплопроводность керамики элемента пельтье. Элементы Пельтье — охлаждение и нагрев

Явление возникновения термо-ЭДС было открыто немецким физиком Томасом Иоганном Зеебеком в далеком в 1821 году. А заключается это явление в том, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из соединенных последовательно разнородных проводников, при условии что их контакты находятся в условиях различных температур, возникает ЭДС.

Данный эффект, названный по имени его первооткрывателя эффектом Зеебека, называют теперь просто термоэлектрическим эффектом .

Если цепь состоит всего из пары разнородных проводников, то такая цепь называется . В первом приближении можно утверждать, что величина термо-ЭДС зависит лишь от материала проводников и от температур холодного и горячего контактов. Таким образом, в небольшом интервале температур термо-ЭДС пропорциональна разности температур холодного и горячего контактов, а коэффициент пропорциональности в формуле называется коэффициентом термо-ЭДС.

Так например, при разности температур в 100°С, при температуре холодного контакта 0°С, пара медь-константан обладает термо-ЭДС величиной в 4,25мВ.

Между тем, термоэлектрический эффект имеет в своей основе три составляющих:

Первый фактор — различие у разных веществ зависимости средней энергии электронов от температуры. В результате, если при нагреве проводника на одном его конце температура выше, то там электроны приобретают большие скорости, чем электроны на холодном конце проводника.

Кстати, у полупроводников с нагревом растет и концентрация электронов проводимости. Электроны с высокой скоростью устремляются к холодному концу, и там происходит накопление отрицательного заряда, а на горячем конце получается нескомпенсированный положительный заряд. Так возникает составляющая термо-ЭДС, называемая объемной ЭДС.

Второй фактор — у разных веществ контактная разность потенциалов зависит от температуры по-разному. Это связано с различием энергии Ферми у каждого из проводников, сведенных в контакт. Контактная разность потенциалов, возникающая при этом, оказывается пропорциональной разности энергий Ферми.

Получается электрическое поле в тонком приконтактном слое, причем разность потенциалов с каждой стороны (у каждого из сведенных в контакт проводников) будет одинаковой, и при обходе цепи по замкнутому контуру, результирующее электрическое поле будет равно нулю.

Но если температура одного из проводников будет отличаться от температуры другого, то в связи с зависимостью энергии Ферми от температуры, изменится и разность потенциалов. В результате возникнет контактная ЭДС — вторая составляющая термо-ЭДС.

Третий фактор — фононное увеличение ЭДС . При условии, что в твердом теле имеет место температурный градиент, количество фононов (фонон — квант колебательного движения атомов кристалла), движущихся в направлении от горячего конца к холодному будет преобладать, в результате чего вместе с фононами большое количество электронов будет увлекаться в сторону холодного конца, и там станет накапливаться отрицательный заряд, пока процесс не придет в равновесие.

Это дает третью составляющую термо-ЭДС, которая в условиях низких температур может в сотни раз превосходить две упомянутые выше составляющие.

В 1834 году французский физик Жан Шарль Пельтье открыл обратный эффект. Он обнаружил, что при прохождении электрического тока через контакт (спай) двух разнородных проводников выделяется или поглощается тепло.

Количество поглощаемого или выделяемого тепла связано с видом спаянных веществ, а также с направлением и величиной протекающего через спай электрического тока. Коэффициент Пельтье в формуле численно равен коэффициенту термо-ЭДС, умноженному на абсолютную температуру. Это явление известно теперь как .

В сути эффекта Пельтье в 1838 году разобрался русский физик Эмилий Христианович Ленц. Он экспериментально проверил эффект Пельтье, поместив каплю воды на место спая образцов сурьмы и висмута. Когда Ленц пропускал через цепь электрический ток, вода превращалась в лед, но когда ученый изменил направление тока на противоположное, лед быстро растаял.

Ученый установил таким образом, что при протекании тока не только выделялось джоулево тепло, но происходило также поглощение или выделение дополнительного тепла. Это дополнительное тепло получило название «тепло Пельтье».

Физическая основа эффекта Пельтье заключается в следующем. Контактное поле в месте спая двух веществ, созданное контактной разностью потенциалов, либо препятствует прохождению пропускаемого через цепь тока, либо способствует ему.

Если ток пропускается против поля, то требуется работа источника, который должен затратить энергию на преодоление контактного поля, в результате чего и происходит нагрев места спая. Ежели ток направлен так, что контактное поле поддерживает его, то работу совершает контактное поле, и энергия отнимается у самого вещества, а не расходуется источником тока. В результате вещество в месте спая охлаждается.

Наиболее выразителен эффект Пельтье у полупроводников, благодаря чему стали возможными модули Пельтье или термоэлектрические преобразователи .

В основе элемента Пельтье два полупроводника, контактирующие между собой. Эти полупроводники отличаются энергией электронов в зоне проводимости, поэтому при протекании тока через место контакта, электроны вынуждены приобретать энергию, чтобы смочь перейти в другую зону проводимости.

Так, при перемещении в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника, электроны поглощают энергию, охлаждая место перехода. При обратном направлении тока электроны отдают энергию, и происходит нагрев дополнительно к джоулеву теплу.

Полупроводниковый модуль Пельтье состоит из нескольких пар , имеющих форму маленьких параллелепипедов. Обычно в качестве полупроводников используют теллурид висмута и твердый раствор кремния и германия. Полупроводниковые параллелепипеды соединены между собой попарно медными перемычками. Эти перемычки служат контактами для теплообмена с керамическими пластинками.

Перемычки расположены так, что с одной стороны модуля только перемычки обеспечивающие переход n-p, а с другой стороны — только перемычки обеспечивающие переход p-n. В результате, при подаче тока, одна сторона модуля нагревается, другая — охлаждается, а если полярность питания сменить на противоположную, то сторона нагрева и охлаждения соответственно поменяются местами. Таким образом, при прохождении тока происходит перенос тепла с одной стороны модуля на другую, и возникает разность температур.

Если теперь одну сторону модуля Пельтье нагревать, а другую охлаждать, то в цепи возникнет термо-ЭДС, то есть будет реализован эффект Зеебека. Очевидно, эффект Зеебека (термоэлектрический эффект) и эффект Пельтье — две стороны одной медали.

Сегодня можно легко приобрести модули Пельтье по относительно доступной цене. Наиболее популярны модули Перьтье типа ТЕС1-12706, содержащие 127 термопар, и рассчитанные на питание 12 вольт.

При максимальном потреблении в 6 ампер, достижима разница температур в 60°С, при этом заявляемый производителем безопасный диапазон рабочих температур — от -30°С до +70°С. Размер модуля 40мм х 40мм х 4мм. Модуль может работать как в режиме охлаждения-нагревания, так и в .

Есть и более мощные модули Пельтье, например TEC1-12715, рассчитанный на 165 Вт. При питании напряжением от 0 до 15,2 вольт, с силой тока от 0 до 15 ампер, данный модуль способен развить разность температур в 70 градусов. Размер модуля также 40мм х 40мм х 4мм, однако диапазон безопасных рабочих температур шире — от -40°С до +90°С.

В таблице ниже приведены данные по модулям Пельтье, широко доступным сегодня на рынке:

Андрей Повный

Многие слышали про «магические» элементы Пельтье — при прохождении тока через них одна сторона охлаждается, а другая — нагревается. Это работает и в обратную сторону — если одну сторону нагревать, а другую охлаждать — вырабатывается электричество. Эффект Пельтье известен с 1834 года, но и по сей день нас не перестают радовать инновационные продукты на его основе (нужно только помнить, что при генерации электричества, как и у солнечных батарей — есть точка максимальной мощности, и если работать далеко от неё — КПД генерации сильно снижается).

В последнее время китайцы поднажали, и заполонили интернеты своими относительно дешевыми модулями , так что эксперименты с ними уже не отнимают слишком много денег. Китайцы обещают максимальную разницу температуры между горячей и холодной стороной в 60-67 градусов. Хммм… А что если мы возьмем 5 элементов, подключим последовательно, тогда у нас должно получиться 20С-67*5 = -315 градусов! Но что-то мне подсказывает, что все не так просто…

Классические «китайские» элементы Пельтье — это 127 элементов, включенных последовательно, и припаянных к керамической «печатной плате» из Al2O3. Соответственно, если рабочее напряжение 12В — то на каждый элемент приходится всего по 94мВ. Бывают элементы и с другим количеством последовательных элементов, и соответственно другим напряжением (например 5В).

Нужно помнить, что элемент Пельтье — это не резистор, его сопротивление нелинейно, так что если мы прикладываем 12В — у нас может не получится 6 ампер (для 6-и амперного элемента) — ток может изменятся в зависимости от температуры (но не слишком сильно). Также при 5В (т.е. меньше номинала) ток будет не 2.5А, а меньше.

Кроме того, количество перенесенного тепла сильно зависит от разницы температуры между поверхностями. При разнице 60-67С — перенос тепла стремится к 0, а при нулевой разнице — 51 Ватт для 12*6 = 72-х Ваттного элемента. Очевидно, уже это не позволяет так просто соединять элементы в серию — нужно чтобы каждый следующий был по размерам меньше предыдущего, иначе самый холодный элемент будет пытаться отдать больше тепла (72Вт), чем элемент следующей ступени может пропустить через себя при желаемой разнице температур (1-51Вт).

Элементы пельтье собираются легкоплавким припоем с температурой плавления 138С — так что если элемент случайно останется без охлаждения и перегреется — то достаточно будет отпаяться одному из 127*2 контактов чтобы выкинуть элемент на свалку. Ну и элементы очень хрупкие — как керамика, так и сами охлаждающие элементы — я нечаянно разодрал 2 элемента «вдоль» из-за присохшей намертво термопасты:



Итак, маленький элемент — 5В*2А, большой — 12*9А. Кулер на тепловых трубках, температура комнатная. Результат: -19 градусов. Странно… 20-67-67 = -114, а получились жалкие -19…

Идея — вынести все на морозный воздух, но есть проблема — кулер на тепловых трубках хорошо охлаждает только если температура «горячей» и «холодной» стороны кулера лежит по разные стороны фазового перехода газ-жидкость наполнителя трубки. В нашем случае это означает, что кулер в принципе не способен охладить что-либо ниже +20С (т.к. ниже работают только тонкие стенки тепловых трубок). Придется возвращаться к истокам — к цельно-медной системе охлаждения. А чтобы ограниченная производительность кулера не сказывалась на измерениях — добавим килограммовую медную пластину — тепловой аккумулятор.


Результат шокирующий — те же -19 как с одной, так и с двумя стадиями. Температура окружающего воздуха — -10. Т.е. с нулевой нагрузкой мы еле-еле выжали жалкие 9 градусов разницы.

Оказалось, неподалеку от меня хладокомбинат #7, и я решил к ним заглянуть с картонной коробкой. Вернулся с 5-ю килограммами сухого льда (температура сублимации -78С). Опускаем медную конструкцию туда — подключаем ток — на 12В температура моментально начинает расти, при 5В — падает на 1 градус на секунду, и дальше быстро растет. Все надежды разбиты… Эффективность обычных китайских элементов Пельтье быстро падает при температуре ниже нуля. И если охладить банку колы еще можно с видимой эффективностью, то температуры ниже -20 добиться не удается. И проблема не в конкретных элементах — я пробовал элементы разных моделей от 3-х разных продавцов — поведение одно и то же. Похоже на криогенные стадии нужны элементы из других материалов (и возможно для каждой стадии нужен свой материал элемента).

Ну а с оставшимся сухим льдом можно поступить следующим образом:

PS. А если смешать сухой лед с изопропиловым спиртом — получится жидкий азот для «бедных» — в нем так же весело замораживаются и разбиваются цветы и проч. Вот только из-за того что спирт не кипит при контакте с кожей — получить обморожение существенно легче.

Элементом Пельтье принято называть преобразователь, который способен работать от разности температур. Происходит это путем протекания электрического тока по проводникам через контакты. Для этого в элементах предусмотрены специальные пластины. Тепло от одной стороны переходит в другую.

На сегодняшний день указанная технология является востребованной в первую очередь из-за значительной мощности теплоотдачи. Дополнительно устройства способны похвастаться компактностью. Радиаторы для многих моделей устанавливаются слабенькие. Связано это с тем, что тепловой поток довольно быстро остывает. В результате нужная температура поддерживается постоянно.

Подвижных частей указанный элемент не имеет. Работают устройства абсолютно бесшумно, и это является несомненным преимуществом. Также следует сказать, что эксплуатироваться они способны очень долго, а случаи поломок возникают крайне редко. Самый простой тип состоит из медных проводников с контактами и соединительными проводами. Дополнительно с охлаждающей стороны имеется изолятор. Изготовляют его, как правило, из керамики или

Зачем нужны элементы Пельтье?

Элементы Пельтье чаще всего используются для изготовления холодильников. Обычно речь идет о компактных моделях, которые могут применяться, к примеру, автомобилистами в дороге. Однако на этом область применения устройств не подходит к концу. В последнее время элементы Пельтье активно начали устанавливать в звуковую, а также акустическую технику. Там они способны выполнять функции куллера.

В результате охлаждение усилителя устройства происходит без какого-либо шума. Для портативных компрессоров элементы Пельтье являются незаменимыми. Если говорить о научной отрасли, то ученые применяют данные устройства для охлаждения лазера. При этом можно добиться значительной стабилизации волны изучения у светодиодов.

Недостатки моделей Пельтье

Казалось бы, такое простое и эффективной устройство лишено недостатков, однако они имеются. В первую очередь специалисты сразу отметили малую пробивную способность модуля. Это говорит о том, что у человека возникнут определенные проблемы, если он захочет охладить прибор, который работает от сети с напряжением 400 В. В данном случае частично поможет решить эту проблему специальная диэлектрическая паста. Однако пробой тока все равно будет высоким и обмотка элемента Пельтье может не выдержать.

Дополнительно указанные модели не советуют применять для точной электроники. Поскольку в конструкции элемента имеются металлические пластины, то чувствительность транзисторов может нарушаться. Последним недостатком элемента Пельтье можно назвать малый коэффициент полезного действия. Достигнуть значительной разности температур указанные устройства не способны.

Модуль для регулятора

Сделать элемент Пельтье своими руками для регулятора довольно просто. Для этого следует заранее заготовить две металлические пластины, а также проводку с контактами. В первую очередь для установки готовят проводники, которые будут располагаться у основания. Обычно их закупают с маркировкой «РР».

Дополнительно для нормального контроля температуры следует предусмотреть полупроводники на выходе. Они необходимы для того, чтобы быстро отдавать тепло на верхнюю пластину. Для установки всех элементов следует использовать паяльник. Чтобы доделать элемент Пельтье своими руками, в последнюю очередь подсоединяют два провода. Первый монтируется у нижнего основания и фиксируется у крайнего проводника. Соприкосновения при этом с пластиной следует избегать.

Далее крепят второй провод у верней части. Фиксация осуществляется также к крайнему элементу. Для того чтобы проверить работоспособность устройства, применяют тестер. Для этого два провода нужно подсоединить к прибору. В результате отклонение напряжения должно составить примерно 23 В. В данной ситуации многое зависит от мощности регулятора.

Холодильники с терморезистором

Как сделать элемент Пельтье своими руками для холодильника с терморезистором? Отвечая на этот вопрос, важно отметить, что пластины для него подбираются исключительно из керамики. При этом проводников используется около 20 штук. Это необходимо для того, чтобы перепад температуры был более высоким. Повысить можно до 70 %. В данном случае важно рассчитать

Сделать это можно исходя из мощности оборудования. Холодильник на жидком фреоне в этом случае походит идеально. Непосредственно элемент Пельтье устанавливается возле испарителя, который располагается рядом с мотором. Для его монтажа потребуется стандартный набор инструментов, а также прокладки. Они необходимы для того, чтобы оградить модель от пускового реле. Таким образом, охлаждение нижней части устройства будет происходить намного быстрее.

Чтобы добиться получения разницы в температурах (эффект Пельтье) своими руками, проводников может понадобиться не менее 16 штук. Главное при этом — надежно изолировать провода, которые будут подключаться к компрессору. Для того чтобы сделать все правильно, нужно в первую очередь отсоединить осушитель холодильника. Только после этого есть возможность соединить все контакты. По завершении установки предельное напряжение следует проверить при помощи тестера. При нарушении работы элемента в первую очередь страдает терморегулятор. В некоторых случая происходит его

Модель для холодильника 15 В

Делается холодильник Пельтье своими руками с малой Крепятся модули в основном возле радиаторов. Для того чтобы надежно их закрепить, специалисты используют уголки. К фильтру элемент не должен прислоняться, и это следует учитывать.

Чтобы доделать термоэлектрический модуль Пельтье своими руками, нижнюю пластину в основном выбирают из нержавеющей стали. Проводники, как правило, применяются с маркировкой «ПР20». Нагрузку они максимум способны выдерживать на уровне 3 А. Максимальное отклонение температуры способно достигать 10 градусов. В этом случае коэффициент полезного действия может составлять 75 %.

Элементы Пельтье в холодильниках 24 В

Используя элемент Пельтье, холодильник своими руками сделать можно только из проводников с хорошей герметизацией. При этом они для охлаждения должны укладываться в три ряда. Рабочий ток в системе обязан поддерживаться на уровне 4 А.. Проверить его можно при помощи обычного тестера.

Если использовать керамические пластины для элемента, то максимального отклонения температуры можно добиться в 15 градусов. Провода к конденсатору устанавливаются только после того, как будет подложена прокладка. Закрепить ее на стенке устройства можно разными способами. Главное в данной ситуации — не использовать клей, который чувствителен к температурам свыше 30 градусов.

Элемент Пельтье для автомобильного охладителя

Чтобы сделать качественный автохолодильник своими руками, Пельтье (модуль) подбирается с пластиной, толщина которой не более 1.1 мм. Провода лучше всего использовать немодульного типа. Также для работы потребуются медные проводники. Их пропускная способность должна составлять не менее 4А.

Таким образом, максимальное температурное отклонение будет доходить до 10 градусов, это считается нормальным. Проводники чаще всего используют с маркировкой «ПР20». Они в последнее время показали себя более стабильными. Также они подходят для различных контактов. Для соединения устройства с конденсатором используют паяльник. Качественная установка возможна только на блок реле прокладку. Перепады в данном случае будут минимальными.

Как сделать элемент для кулера питьевой воды?

Для фиксации их можно воспользоваться обычными гаечками. Появление излишнего шума при эксплуатации говорит том, что устройство работает не должным образом. В данном случае необходимо проверит целостность проводки. Также нужно осмотреть проводники.

Элемент Пельтье для кондиционера

Чтобы качественно сделать элемент Пельтье своими руками для кондиционера, пластины используют двойные. Минимальная их толщина должна составлять не менее 1 мм. В таком случае можно надеяться на температурное отклонение в 15 градусов. Производительность кондиционеров после оснащения модулей в среднем увеличивается на 20 %. Многое в данной ситуации зависит от температуры окружающей среды. Также следует учитывать стабильность напряжения от сети. При небольших помехах нагрузка устройством выдерживается примерно 4 А.

При пайке проводников их следует размещать не слишком близко друг к другу. Чтобы правильно доделать модули Пельтье своими руками, входные и выходные контакты надо устанавливать только на одну из двух пластин. В таком случае прибор получится более компактным. Грубой ошибкой в данной ситуации будет подключать модуль непосредственно к блоку. Это приведет к неминуемой поломке элемента.

Установка модуля на конденсатор

Чтобы установить модуль Пельтье своими руками, важно оценить мощность конденсатора. Если она не превышает 20 В, то элемент следует монтировать с проводниками, на которых указана маркировка «ПР30» или «ПР26». Для того чтобы закрепить модуль Пельтье (элемент) своими руками на конденсаторе, используют маленькие металлические уголки.

Лучше всего их устанавливать по четыре на каждую из сторон. По производительности конденсатор, в конечном счете, способен прибавить плюс 10 %. Если говорить о теплопотерях, то они будут незначительными. Коэффициент полезного действия прибора в среднем равняется 80 %. Для высоковольтных конденсаторов модули не рассчитаны. В данном случае не поможет даже большое количество проводников.

Элемент Пельтье – это специальный термоэлектрический преобразователь, который работает по одноименному принципу Пельтье – возникновении разности температур во время подачи электрического тока. В английском языке чаще всего упоминается как ТЕС, что в переводе означает термоэлектрический охладитель.

Как работает элемент Пельтье

Работа элемента Пельтье базируется на контакте двух токопроводящих материалов, которые обладают разным уровнем энергии электронов в зоне проводимости. При подаче электрического тока через подобную связь, электрон приобретает высокую энергию , чтобы потом перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. В момент поглощения этой энергии осуществляется охлаждение места охлаждения проводников. Если же ток протекает в обратном направлении – то это приводит к нагреванию места контакта и к обычному тепловому эффекту.

Если с одной стороны сделать хороший отвод тепла, например, при использовании радиаторных систем, то холодная сторона сможет обеспечить очень низкую температуру, которая на десятки градусов будет ниже температуры окружающего мира. Величина тока пропорциональна степени охлаждения. Если же сменить полярность электрического тока, то стороны (тёплая и холодная) просто поменяются местами.

В контакте с металлической поверхностью элемент Пельтье становится настолько малым, что его практически невозможно заметить на фоне омического нагрева и других эффектов теплопроводности. Именно поэтому на практике применяется два полупроводника.

Количество термопар может быть самым разнообразным – от 1 до 100 , за счёт чего можно сделать элемент Пельтье практически с любыми показателями холодильных мощностей.

Практическое применение

В наше время элементы Пельтье активно применяются для:

  1. холодильников;
  2. кондиционеров;
  3. автомобильных охладителей;
  4. кулеров для воды
  5. видеокарт ПК;

Элемент Пельтье получил широкое применение в различных холодильных системах, в том числе и среди холодильников и кондиционеров. Возможность достигать очень низких температур делает его превосходным решением для охлаждения электрических приборов или технического оборудования, подвергающегося нагреву. Сегодня разработчики применяют элементы Пельтье в акустических и звуковых системах, где они выполняют роль обычного куллера. Отсутствие интенсивных звуков делает процесс охлаждения практически бесшумным, что является прекрасным преимуществом элемента.

В наше время подобная технология пользуется большой популярностью за счёт очень мощной теплоотдачи . К тому же, современные элементы Пельтье отличаются очень компактными габаритами, а их радиаторы способны хранить нужную температуру на протяжении длительного времени. Ещё одним преимуществом элементов Пельтье является их долговечность, т.к. они состоят из цельных неподвижных элементов, что уменьшает вероятность поломок. Конструкция самого распространённого типа выглядит очень просто и включает в себя два медные проводника с контактами и соединительными проводами, также изолирующий элемент, который изготовляется из нержавеющей стали или керамических материалов.

Учитывая простоту конструкции, сделать элемент Пельтье своими руками в домашних условиях совсем несложно. Его можно будет использовать для холодильников или прочих приборов . Перед началом работ вам нужно подготовить две металлические пластины и проводку с контактами. Изначально подготовьте проводники, которые необходимо установить у основания элемента. Как правило, применяются проводники с маркировкой «РР».

Также стоит заранее позаботиться об полупроводниках на выходе. Они будут применяться для отдачи тепла на верхнюю пластину. В процессе установки задействуйте паяльник. На конечном этапе нужно присоединить два провода. Первый устанавливается у основания и прочно закрепляется возле крайнего проводника. Важно учесть, чтобы любые соприкосновения с пластиной были устранены.

Второй проводник прикрепляется у верхней части. Фиксируется он таким же образом, как и первый – к крайнему проводнику. Чтобы проверить функциональность устройства стоит применить тестер. Просто соедините два провода к прибору и проверьте вольтаж. Отклонение напряжения будет составлять где-то 23 В .

Как сделать элементы Пельтье для холодильника?

Элементы Пельтье своими руками для холодильника изготавливаются также просто и быстро. Первое, что нужно учесть перед работами, это – материал пластины. Это должна быть прочная керамика. Что касается проводников, то их нужно подготовить не меньше 20-ти штук , что позволит добиться максимального перепада температур. При правильном расчете коэффициент полезного действия может быть увеличен на 70%.

Многое зависит от мощности используемого оборудования. Если холодильник работает на основе жидкого фреона, то проблем с мощностью никогда не будет. Элемент Пельтье, который был изготовлен своими руками устанавливается непосредственно возле испарителя, который установлен вместе с мотором. Для подобного монтажа вам понадобится запастись самым стандартным набором инструментов и прокладками. Они будут применены для элемента модели от пускового реле. С помощью подобного решения охлаждение в нижней части устройства произойдёт намного быстрее.

Стоит помнить, что перед тем как сделать элемент Пельтье для холодильника своими руками, вам нужно запастись достаточным количеством электрических проводников. Для того чтобы добиться разницы в температурах при разработке элемента своими руками, используйте не меньше 16 проводов . Обязательно обеспечьте им качественную изоляцию и только тогда подключайте к компрессору. Убедившись в надёжности и безопасности связи между проводами можно переходить к их соединению. После завершения установки ещё раз проверьте силу предельного напряжения с помощью тестера. Если работа элемента была нарушена, это первым делом скажется на терморегуляторе. Иногда случается его короткое замыкание.

Помимо холодильников, элементы Пельтье активно применяются и в автомобильных охладителях. Сделать качественный автомобильный холодильник своими руками тоже достаточно просто. Для этого необходимо найти хорошую керамическую пластину с толщиной не меньше 1.1 миллиметра. Провода должны быть немодульными. В качестве проводников лучше всего использовать медные провода с пропускной способностью не меньше 4 Ампера .

В связи с этим максимальное отклонение температур будет доходить до десяти градусов, что считается нормой. В частых случаях используются проводники с маркировкой «ПР20», которые сумели отличиться максимальной надёжностью и стабильностью работы. К тому же они подходят для различных типов контактов. При соединении устройства с конденсатором стоит применить паяльник.

Как сделать элемент Пельтье для кулера питьевой воды?

Кулер питьевой воды – это очень важное и необходимое устройство, которое вовремя охлаждает или нагревает питьевую воду. Чтобы ускорить процесс охлаждения , можно применить элемент Пельтье. Сделать его можно так же просто, как и для холодильника или автомобильного охладителя:

  • В качестве пластины стоит использовать исключительно керамическую поверхность.
  • В устройстве применяется не меньше 12 проводников, которые смогут выдерживать высокое сопротивление.
  • Для подключения нужно использовать два провода (желательно медные). Элемент устанавливается в нижней части кулера. К тому же он может соприкасаться с крышкой устройства. Но чтобы предотвратить возможные короткие замыкания фиксируйте всю проводку на решетке либо корпусе.

Элемент Пельтье для кондиционеров своими руками

Если речь идёт об элементе Пельтье для кондиционеров, то он может быть изготовлен только из проводника «ПР12». Дело в том, что этот тип проводников отлично выдерживает аномальные температуры и способен выдавать до 23В напряжения. Сопротивление при этом должно колебаться в пределах 3 Ом. Максимальные перепады температур будут достигать 10 градусов и КПД – 65 процентов. Проводники нужно укладывать в один ряд .

Стоит отметить, что элемент Пельтье может служить в качестве охладителя для видеокарты персонального компьютера. Для изготовления охладителя нужно взять 14 проводников, желательно из меди. Чтобы подключить элемент Пельтье к видеокарте ПК нужно задействовать немодульный проводник. Само устройство монтируется рядом с встроенным кулером на видеокарте. Для закрепления можно использовать маленькие металлические уголки, а для фиксации обычные гаечки.

Если при работе замечаются какие-то интенсивные шумы и прочие неестественные звуки, стоит проверить работоспособность проводки и осмотреть каждый проводник.

EKWB и Intel представили термоэлектрический водоблок для горячих Comet Lake

Словенская компания EKWB в рамках совместного с Intel проекта представила сегодня принципиально новый термоэлектрический водоблок EK-QuantumX Delta TEC, специально разработанный для отвода тепла от процессоров Core 10-го поколения, известных по кодовому имени Comet Lake.

Как сообщается в официальном пресс-релизе, водоблок EK-QuantumX Delta TEC объединяет преимущества традиционных водоблоков серии EK Quantum с технологией криогенного охлаждения Intel Cryo. Суть технологии состоит в добавлении в состав комбинированного охлаждающего устройства модуля Пельтье, который контактирует своей холодной стороной с процессорной крышкой, и тепло от которого отводится водоблоком. Водоблок при этом вполне стандартен, он выполнен из меди, имеет нарезанное внутри 51 ребро и совместим с обычными фитингами с резьбой G1/4.

Система охлаждения с применением элемента Пельтье позволяет достичь на поверхности, прилегающей к процессору, температур ниже температуры окружающей среды, чего традиционное воздушное или водяное охлаждение не обеспечивают. Чтобы воспрепятствовать выпадению конденсата, который может появляться на холодных поверхностях при падении температуры ниже точки росы, в устройство добавлен специальный кожух и разработанная Intel управляющая схема, которая непрерывно следит за рабочими параметрами.

Термоэлектрический водоблок EK-QuantumX Delta TEC требует подключения дополнительного питания через 8-контактный разъём, подобный тем, от которых питаются видеокарты. Энергопотребление устройства довольно велико: оно может затребовать для своей работы порядка 200 Вт.

EK-QuantumX Delta TEC совместим исключительно с процессорным разъёмом LGA 1200. И хотя владельцы других платформ, возможно, тоже бы захотели получить в своё распоряжение такой экзотический водоблок, способный охладить процессор до низких температур, совместимость исключительно с процессорами Comet Lake неудивительна: на сегодняшний день они относятся к числу самых горячих. Даже в номинальном режиме потребление флагмана Core i9-10900K может доходить до 250 Вт.

Термоэлектрические водоблоки EK-QuantumX Delta TEC уже доступны для предзаказа по цене $360. Поставки покупателям должны начаться в начале декабря.

 

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Модули Пельтье для термоэлектрического охлаждения

Термоэлектрическое охлаждение быстро стало применяться на практике для многих типов электронного оборудования. Устройства, представленные на рынке сегодня, компактны, эффективны и — благодаря усовершенствованной внутренней конструкции — преодолевают традиционные проблемы надежности, которые ограничивали возможности для этого типа устройств в прошлом.

Поддержание стабильной температуры электронных компонентов, таких как лазерные диоды или датчики изображения, жизненно важно для обеспечения правильной работы таких инструментов, как мощные лазеры, лабораторные эталоны, спектроскопы или системы ночного видения.В некоторых случаях может потребоваться охлаждение до температуры ниже температуры окружающей среды. Простое пассивное охлаждение, использующее комбинацию радиатора и принудительной подачи воздуха, не может удовлетворить любое из этих требований; реакция на изменения тепловой нагрузки может быть медленной и неточной, а охлаждение зависит от температурного градиента, когда температура источника тепла выше температуры окружающей среды.

В качестве альтернативы обычно используемым методам пассивного охлаждения термоэлектрическое охлаждение может предложить множество преимуществ. К ним относятся точный контроль температуры и более быстрая реакция, возможность безвентиляторной работы (в зависимости от характеристик радиатора), снижение шума, экономия места, снижение энергопотребления и возможность охлаждения компонентов до температур ниже окружающей среды.

Элементы Пельтье: принципы и устройство

Внутренняя структура элемента Пельтье состоит из полупроводниковых таблеток, изготовленных из материалов теллурида висмута N-типа и P-типа. Матрица гранул электрически соединена последовательно, но термически расположена параллельно, чтобы максимизировать теплопередачу между горячей и холодной керамическими поверхностями модуля (рис. 1).

Рисунок 1: Внутренняя структура типового элемента Пельтье (Источник изображения: устройства CUI)

Термоэлектрическое охлаждение использует эффект Пельтье, который наблюдается как тепло, которое либо поглощается, либо выделяется между соединениями двух разнородных проводников при прохождении тока.Термоэлектрический модуль, содержащий элемент Пельтье, расположенный между двумя керамическими пластинами с высокой теплопроводностью, с источником питания, способен эффективно перекачивать тепло через устройство от одной керамической пластины к другой. Более того, направление теплового потока можно изменить, просто изменив направление тока на противоположное.

Подача постоянного напряжения заставляет положительные и отрицательные носители заряда поглощать тепло от одной поверхности подложки и передавать его подложке на противоположной стороне.Следовательно, поверхность, на которой поглощается энергия, становится холодной, а противоположная поверхность, на которой выделяется энергия, становится горячей.

Строительство холодильного агрегата

Для создания практичного термоэлектрического охлаждающего устройства модуль Пельтье встраивается в систему, которая обычно состоит из металлического блока с высокой теплопроводностью, такого как алюминиевый сплав, и ребристого радиатора (рис. 2). Металлический блок используется для прикрепления охлаждаемого устройства, такого как лазерный диод или датчик изображения, к холодной стороне охлаждающего элемента.Толщина блока выбирается для сохранения плоскостности и, таким образом, обеспечения постоянного теплового соединения с холодной пластиной элемента Пельтье, учитывая, что чрезмерная толщина приведет к нежелательной тепловой инерции. Радиатор прикреплен к противоположной стороне или горячей пластине элемента Пельтье, чтобы отводить извлеченное тепло в окружающую среду. На каждую поверхность наносится тонкий слой термопасты или другого термоинтерфейсного материала (ТИМ).

Рисунок 2: Элемент Пельтье, алюминиевый блок и радиатор собраны для создания системы охлаждения (Источник изображения: устройства CUI)

Выбор модуля и контроллера

Полная термоэлектрическая система охлаждения включает элемент Пельтье и теплоотвод, датчики температуры для контроля горячих и холодных пластин и блок контроллера, обеспечивающий подачу правильного тока для поддержания желаемой разницы температур в модуле.

Контроллер и модуль Пельтье выбраны таким образом, чтобы тепло от охлаждаемого компонента в сочетании с эффектом джоулевого нагрева подаваемого тока могло рассеиваться без превышения максимальной теплоемкости (Q макс. ) или максимальной разницы температур (ΔT макс. ), указанные в таблице данных модуля Пельтье. Также следует учитывать максимальную разницу температур и максимальный ток, чтобы выбранный модуль Пельтье мог поддерживать желаемую разницу температур при работе с подходящим током.Как правило, он должен быть менее 70% от максимального номинального тока, чтобы гарантировать, что джоулевой нагрев остается в контролируемых пределах, и система может реагировать на кратковременное повышение температуры холодной пластины без возникновения теплового разгона.

Расчет тока и поглощения тепла

Если желаемая разница температур и рабочее напряжение источника питания известны, тепловыделение и рабочий ток могут быть рассчитаны на модуле с использованием функциональных диаграмм, представленных в таблице данных.

В качестве примера функциональные схемы, показанные на рисунке 3, можно использовать для определения накачиваемого и подаваемого тока для температуры горячей пластины (Th) 50 ° C, температуры холодной пластины 10 ° C и напряжения питания 12 В.

Рисунок 3: Расчет настройки с использованием функциональных диаграмм таблицы данных (Источник изображения: устройства CUI.)

Для определения рабочего тока и поглощения тепла:

  1. Найдите ΔT:

    ΔT = T ч — T c — 50 ° C — 10 ° C = 40 ° C

  2. Используйте функциональную диаграмму для T h = 50 ° C, чтобы найти ток для поддержания ΔT = 40 ° C при подаваемом напряжении:

    Из диаграммы I = 3.77 А

  3. Найдите тепловую насосную мощность по функциональной диаграмме при I = 3,77 A и ΔT = 40 ° C:

    Из диаграммы Q c = 20,75 Вт

Термическая усталость в модулях Пельтье

Термоэлектрические охладители могут быть подвержены термической усталости. Традиционно изготовленные блоки содержат обычные паяные соединения между электрическим межсоединением (медью) и полупроводниковыми элементами P / N, а также паяные или спеченные соединения между межсоединением и керамической подложкой (Рисунок 4).Хотя эти методы соединения обычно создают прочные механические, тепловые и электрические связи, они негибкие и могут разрушаться и в конечном итоге выходить из строя при повторении циклов нагрева и охлаждения, которые типичны для нормальной работы модуля Пельтье.

Рисунок 4: Пайка и спекание обычного модуля Пельтье (Источник изображения: CUI Devices.)

Компания

CUI Devices разработала структуру arcTEC ™ для модулей Пельтье для борьбы с эффектами термической усталости.Структура arcTEC заменяет обычную пайку между медным электрическим межсоединением и керамической подложкой на холодной стороне модуля на теплопроводящую смолу. Эта смола обеспечивает эластичную связь внутри модуля, которая допускает расширение и сжатие, возникающие во время повторяющихся циклов термоциклирования. Эластичность этой смолы снижает напряжения внутри модуля, обеспечивая при этом лучшее тепловое соединение и превосходное механическое соединение, и не показывает заметного ухудшения характеристик с течением времени.

Кроме того, специальный припой SbSn (сурьма-олово) заменяет припой BiSn (висмут-олово), обычно используемый между полупроводниковыми элементами P / N и медным межсоединением (рис. 5). Припой SbSn имеет более высокую температуру плавления 235 ° C по сравнению со 138 ° C для BiSn, что обеспечивает превосходные характеристики термической усталости и лучшую прочность на сдвиг.

Рисунок 5: Улучшения структуры arcTEC повышают надежность и тепловые характеристики (Источник изображения: CUI Devices.)

Повышение надежности и тепловых характеристик

Чтобы обеспечить дополнительное повышение надежности, элементы P / N структурных модулей arcTEC изготовлены из кремния премиум-класса и в 2,7 раза больше, чем у других модулей. Это обеспечивает более равномерное охлаждение, избегая неравномерных температур, которые способствуют сокращению срока службы. На рисунке 6 показано влияние на распределение температуры путем сравнения инфракрасных изображений обычного модуля Пельтье (вверху) и структурного модуля arcTEC (внизу).Превосходные элементы P / N структурных модулей arcTEC также помогают сократить время охлаждения более чем на 50%.

Рисунок 6: Улучшенное распределение температуры в структурных модулях arcTEC (внизу) по сравнению с обычными модулями (вверху) (Источник изображения: устройства CUI.)

Увеличенный ожидаемый срок службы структурных модулей arcTEC может быть продемонстрирован путем анализа изменения внутреннего сопротивления модулей Пельтье, подверженных термоциклированию. Поскольку изменение сопротивления в модулях Пельтье тесно связано с разрывом связи, анализ тенденции дает полезный индикатор срока службы.Результаты, показанные на Рисунке 7, дополнительно демонстрируют значительное улучшение ожидаемого срока службы, которое стало возможным благодаря структуре arcTEC.

Рисунок 7: Оценка надежности путем мониторинга изменения сопротивления (Источник изображения: устройства CUI.)

Заключение

Хотя физика термоэлектрического охлаждения была понятна на протяжении многих поколений, появление подходящих модулей Пельтье, готовых к использованию в коммерческих электронных продуктах, является относительно новым явлением.Предлагается множество преимуществ, включая более быстрый отклик, улучшенную температурную стабильность и большую гибкость для управления температурой критически важных устройств, таких как интегральные схемы, лазерные диоды или датчики. Ожидается, что по мере знакомства дизайнеров с продуктами и методами проектирования появится много новых и инновационных приложений для модулей Пельтье.

Следует проявлять осторожность при выборе модулей Пельтье и проектировании схемы управления, чтобы модули работали в пределах их тепловых ограничений.Самые современные модули Пельтье, разработанные с гибкими внутренними соединениями и гранулами P / N высокой чистоты, позволили добиться дальнейшего улучшения теплового отклика и надежности.

Ресурсы

  1. Посмотреть полный портфель модулей Пельтье от CUI Devices
  2. Узнайте больше о термоэлектрическом охлаждении с помощью модуля Пельтье PTM от CUI Devices.
  3. Подробнее о структуре arcTEC в устройствах CUI.

Заявление об ограничении ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Термоэлектрический охладитель l Охладитель Пельтье l Эффект Пельтье

Широкое семейство термоэлектрических охладителей

Laird Thermal Systems предоставляет инженерам-проектировщикам широкий диапазон холодопроизводительности, разницы температур, форм-факторов, вариантов отделки и возможности термоциклирования. Выберите один из наших стандартных термоэлектрических охладителей или обратитесь к специалисту по теплотехнике Laird, чтобы быстро разработать индивидуальное решение для термоэлектрического охлаждения с нашим центром прототипирования для оптимального решения для управления температурным режимом.


Зачем нужны термоэлектрические охладители
  • Твердотельная конструкция для высокой надежности
  • Охлаждение или нагрев для точного контроля температуры
  • Низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание

Найдите термоэлектрические охладители

Используйте следующие методы, чтобы подобрать термоэлектрические охладители для вашего приложения:


Портфолио Карта

Термоэлектрические охладители доступны для определенных диапазонов охлаждения, перепада температур и рабочих температур.Просмотрите карту портфолио ниже, чтобы найти интересующую серию продуктов и найти ее с помощью поиска по сайту и меню.


Термоэлектрическая технология охлаждения

Твердотельные тепловые насосы существуют с момента открытия эффекта Пельтье в 1834 году. Устройства стали коммерчески доступными несколько десятилетий назад с разработкой современных полупроводниковых материалов для термопар в сочетании с керамическими подложками. Термоэлектрические охладители — это твердотельные тепловые насосы, которым требуется теплообменник для рассеивания тепла с использованием эффекта Пельтье.Во время работы через термоэлектрический охладитель протекает постоянный ток, создавая теплопередачу и разность температур на керамических подложках, в результате чего одна сторона термоэлектрического охладителя остается холодной, а другая — горячей. Стандартный одноступенчатый термоэлектрический охладитель может достигать перепада температур до 70 ° C.

Геометрическая площадь стандартного термоэлектрического охладителя может варьироваться от 2 x 2 мм до 62 x 62 мм. Небольшие размеры в сочетании с легкостью делают термоэлектрики идеальными для приложений с ограниченным геометрическим пространством и требованиями к малому весу.Традиционные технологии охлаждения, такие как традиционные системы на основе компрессоров, обычно намного больше и тяжелее по сравнению с термоэлектрическими технологиями.

Термоэлектрические охладители также могут использоваться в качестве генератора энергии путем преобразования отработанного тепла в полезную выходную мощность постоянного тока. Термоэлектрики идеально подходят для приложений, которые требуют активного охлаждения ниже температуры окружающей среды и имеют требования к охлаждающей способности <600 Вт. Инженер-проектировщик должен учитывать термоэлектрические охладители, если критерии проектирования системы включают такие факторы, как точный контроль температуры, высокая надежность, компактные геометрические ограничения, малый вес и экологические требования.


Преимущества термоэлектрического охлаждения

Термоэлектрические охладители имеют несколько преимуществ перед альтернативными технологиями охлаждения:

  • Твердотельная конструкция не имеет движущихся частей, что обеспечивает более высокую надежность.
  • Агрегаты можно устанавливать в любой ориентации.
  • Термоэлектрические охладители могут охлаждать устройства до температуры значительно ниже температуры окружающей среды. Более низкие температуры могут быть достигнуты до минус 100 ° C при использовании многоступенчатого термоэлектрического охладителя в вакууме.
  • Термоэлектрики могут нагреваться и охлаждаться, просто меняя полярность, что изменяет направление теплопередачи. Это позволяет осуществлять очень точный контроль температуры, при котором может поддерживаться до ± 0,01 ° C в установившемся режиме.
  • В режиме нагрева термоэлектрические охладители намного более эффективны, чем обычные резистивные нагреватели, потому что они вырабатывают тепло за счет подаваемой входящей мощности плюс дополнительное тепло, выделяемое в результате действия теплового насоса.
  • Устройства безвредны для окружающей среды, поскольку в них не используются CFC, а электрический шум минимален.
  • Термоэлектрические охладители могут использоваться в качестве сборщиков энергии, превращая отработанное тепло в полезную выходную мощность постоянного тока.


Ассортимент продукции термоэлектрических охладителей

Laird Thermal Systems разрабатывает и производит термоэлектрические охладители, которые придерживаются строгих стандартов управления технологическим процессом и критериев годен / не годен, гарантируя нашим клиентам получение наилучшей продукции. Наш обширный портфель стандартных продуктов охватывает широкий диапазон холодопроизводительности, разницы температур, требований к входной мощности и геометрических размеров.Доступны стандартные варианты отделки, позволяющие выбрать другую длину выводов, допуски на толщину притирки и влагозащитные герметики. Доступны стандартные конструкции с предварительным лужением и пайкой, позволяющие установить термоэлектрический охладитель с возможностью пайки на теплообменник или обработать термоэлектрический охладитель с помощью печи оплавления для пайки на оптоэлектронном корпусе.

Laird Thermal Systems предлагает несколько семейств термоэлектрических охладителей, которые можно классифицировать по охлаждающей способности, разнице температур, форм-фактору или способности к термоциклированию.Используйте карту восприятия как общее руководство относительно того, где каждое семейство продуктов соответствует этим атрибутам.

Серия SH представляет собой термоэлектрический охладитель кольцевого типа. Керамика с горячей и холодной стороны имеет круглое отверстие в центре для размещения световых выступов для оптики, механического крепления или датчика температуры. Серия RH представляет собой кольцевой термоэлектрический охладитель круглой формы. Керамика с горячей и холодной стороны имеет круглое отверстие в центре для размещения световых выступов для оптики, механического крепления или датчика температуры.

Эта линейка продуктов доступна в различных конфигурациях и геометрических формах. Собранные из полупроводникового материала теллурида висмута и теплопроводной керамики из оксида алюминия, серия SH разработана для более высоких токов и больших тепловых насосов. Для всех термоэлектрических охладителей серий SH и RH используется многожильный провод длиной 114 мм (4,5 дюйма) с изоляцией из ПВХ.

Термоэлектрические охладители Ceramic Plate серии CP считаются «стандартом» в термоэлектрической промышленности.Эта широкая линейка высокопроизводительных и высоконадежных термоэлектрических охладителей доступна с различными тепловыми насосами, геометрическими формами и диапазонами входной мощности. Собранные из полупроводникового материала теллурида висмута и теплопроводящей керамики из оксида алюминия, серия CP разработана для более высоких токов и больших тепловых насосов. Для всех термоэлектрических охладителей серии CP используется многожильный провод длиной 114 мм (4,5 дюйма) с изоляцией из ПВХ.

Новая серия HiTemp ETX предлагает более высокий КПД и 10% -ное увеличение тепловой мощности по сравнению со стандартными термоэлектрическими охладителями.Термоэлектрический охладитель имеет более высокий теплоизоляционный барьер по сравнению со стандартными материалами, создавая максимальный перепад температур (ΔT) 83 ° C. В этой серии продуктов используется усовершенствованная конструкция термоэлектрического модуля, которая предотвращает снижение производительности в условиях высоких температур, что делает ее идеальной для охлаждения автономных систем, машинного зрения и цифровых световых процессоров. Серия HiTemp ETX доступна в нескольких конфигурациях, охватывающих широкий диапазон занимаемой площади, охлаждающей способности и диапазонов напряжения.

Многоступенчатые термоэлектрические охладители серии MS способны достигать более низких температур, чем одноступенчатые термоэлектрические охладители. Он обеспечивает самый высокий перепад температур (ΔT) до 131 ° C. Эта линейка продуктов доступна в различных вариантах температурного диапазона, тепловой мощности и геометрических форм. Серия Multistage MS разработана для приложений с более высокими токами и меньшими тепловыми насосами. Он идеально подходит для приложений, работающих при комнатной температуре. Индивидуальный дизайн доступен по запросу, однако применяется минимальный объем заказа.

Серия OptoTEC ™ — это высокопроизводительный миниатюрный термоэлектрический охладитель, в котором используются современные термоэлектрические материалы для повышения эффективности охлаждения по сравнению со стандартными термоэлектрическими охладителями. Управление технологическим процессом было улучшено, чтобы гарантировать повторяемость и долгий срок службы для стабилизации температуры в телекоммуникационных, промышленных, автономных и фотонных приложениях. Серия OptoTEC доступна в двух форматах; OTX и HTX. Термоэлектрический охладитель OptoTEC OTX имеет максимальную рабочую температуру 120 ° C, а термоэлектрический охладитель OptoTEC HTX предназначен для работы при экстремальных температурах до 150 ° C.

PowerCycling PCX Series — это высокопроизводительный термоэлектрический охладитель с уникальной прочной конструкцией, обеспечивающий длительный срок службы при термоциклировании. Эта серия идеально подходит для молекулярной диагностики, где требуется быстрое изменение температуры при поддержании точной температуры с минимальным градиентом. Термоэлектрические охладители PowerCycling PCX протестированы на соответствие строгим циклическим испытаниям, основанным на последних квалификационных стандартах ПЦР, без снижения производительности.Собранные из современных термоэлектрических материалов, термоэлектрические охладители PCX обеспечивают более высокую скорость нарастания температуры по сравнению со стандартными предложениями продукции.

Серия PolarTEC ™ PT представляет собой термоэлектрический охладитель в стиле крыльца. Керамика с горячей стороны имеет удлиненный край, который позволяет надежно закрепить выводы для размещения проводки нескольких термоэлектрических охладителей в массив. Эта линейка продуктов доступна в конфигурациях на 4, 6 и 8 ампер и идеально подходит для крупносерийного производства. Собранные из полупроводникового материала теллурида висмута и теплопроводящей керамики из оксида алюминия, серия PolarTEC PT разработана для более высоких токов и больших тепловых насосов.Для всех термоэлектрических охладителей PolarTEC серии PT используется многожильный провод длиной 152 мм (6,0 дюйма) с изоляцией из ПВХ.

Новая серия UltraTEC ™ UTX предлагает на 10% увеличение мощности теплового насоса, больший перепад температур и более высокую эффективность по сравнению со стандартными термоэлектрическими охладителями. Он собран из современных термоэлектрических материалов и имеет более высокий теплоизоляционный барьер по сравнению со стандартными материалами, создавая максимальный перепад температур (ΔT) 72 ° C.Термоэлектрический охладитель UltraTEC UTX идеально подходит для точечного охлаждения промышленных лазеров, лазерных проекторов, медицинских диагностических систем и аналитических приборов. Серия предлагается в нескольких конфигурациях, включая различные тепловые насосные мощности, геометрические формы и варианты напряжения.

Найдите оптимальное решение для термоэлектрического охладителя с помощью программы Thermal Wizard.

Охлаждение Пельтье для цифровых световых процессоров

Введение

Цифровые световые процессоры

используют лазерный источник света и миллионы крошечных зеркал для получения ярких изображений с высоким разрешением для самых разных отраслей и приложений.Очень важно поддерживать оптимальную рабочую температуру во время использования, чтобы предотвратить ухудшение технологии цифровой обработки света. Решения для активного охлаждения, использующие термоэлектрические охладители, могут обеспечить управление температурой цифровых световых процессоров в широком диапазоне высокотемпературных приложений.


Фон

Технология цифровой обработки света основана на технологии оптических микро-электромеханических систем (MEMS). В нем используется сетка микроскопических алюминиевых зеркал с высокой степенью отражения, размещенных на полупроводниковом кристалле, известном как цифровое микрозеркальное устройство (DMD).DMD получает электрический вход через электронные блоки управления (ECU), индивидуально расположенные рядом с каждым микрозеркалом, и выдает оптический выход через пространственное распределение света. Раздельное управление каждым микрозеркалом оптимизирует работу, в результате чего получается высокоэффективное, надежное и высокоскоростное устройство. Микросхема цифрового светового процессора использует миллионы микрозеркал для проецирования резких, четких изображений с чрезвычайно высоким разрешением и яркими цветами. Технология работает с различными источниками света, включая мощные светодиоды и лазеры, в зависимости от конкретного применения.

Цифровая технология обработки света используется в следующих трех основных приложениях:

Автомобильная промышленность
В автомобильной промышленности цифровые световые процессоры используются в интеллектуальных фарах и проекционных дисплеях (HUD). Умные фары автоматически управляют направлением дальнего света, корректируя их в сторону от встречного движения или в направлении поворота, чтобы они освещали и увеличивали зону обзора водителя. Свет от умных фар распространяется дальше, обеспечивая более продолжительный обзор и больше времени для водителя, чтобы безопасно реагировать на опасности впереди.Head-up отображает изображения проекта, которые могут включать скорость движения или направления от системы GPS, на лобовое стекло в поле зрения водителя. Это позволяет водителю сосредоточиться на дороге впереди, а не смотреть вниз на приборную панель. Дополнительной функцией безопасности в HUD может быть улучшенное распознавание вывесок с отображением на лобовом стекле.

Heads-up отображает изображения проекта на лобовом стекле, например скорость движения или направления от системы GPS.

Дисплей и проецирование

В устройствах отображения и проецирования в технологии цифровой обработки света используются микросхемы двух размеров.Наборы микросхем Pico используются для компактных и ультрамобильных приложений, обеспечивая превосходное качество изображения для устройств, включая смартфоны, планшеты, гарнитуры и очки виртуальной и дополненной реальности, игровые аксессуары, медицинские устройства и вывески для лифтов. Приложения умного дома, такие как термостаты, освещение, дисплеи бытовой техники и развлекательные системы, также могут работать с использованием этих наборов микросхем pico. В больших дисплеях используются стандартные наборы микросхем и такие приложения, как лазерные телевизоры, крупномасштабные цифровые вывески в аэропортах и ​​на спортивных аренах, а также образовательные инструменты, такие как мультимедийные устройства в классе, где требуются яркие изображения с высоким разрешением.


Расширенное управление светом

Третье приложение — это усовершенствованное управление освещением, в котором технология цифровой обработки света предлагает световые узоры с высоким разрешением, чрезвычайно высокую скорость обработки и высоконадежное управление пикселями. Стереолитографическая 3D-печать — это технология аддитивного производства, при которой материал наносится по одному слою за раз для создания объекта; Технология цифровой обработки света подвергает каждый слой воздействию света для отверждения светочувствительных полимеров.Цифровая литография, используемая при производстве печатных плат, основана на цифровой обработке света для экспонирования светочувствительных материалов без необходимости маскирования контактов. В модулях спектроскопического анализа могут использоваться микросхемы цифрового светового процессора в качестве селекторов длины волны, что устраняет необходимость в линейном матричном детекторе и повышает эффективность химического анализа. Дополнительные приложения существуют в медицине, пищевой и сельскохозяйственной сферах. Доступны цифровые световые процессоры с длинами волн видимого, ультрафиолетового и ближнего инфракрасного спектра, в зависимости от конкретного применения.

В стереолитографической 3D-печати используются цифровые световые процессоры в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах.

Тепловые испытания

Инженеры-конструкторы могут столкнуться с различными тепловыми проблемами при внедрении технологии цифровой обработки света, включая тепловой шум, ограничения SWaP (размер, вес и мощность), отсутствие воздушного потока и выделение газа. Эти системы также по своей природе генерируют тепло во время работы, которое необходимо эффективно рассеивать для поддержания надлежащей работы.

Системы цифровых световых процессоров

используют высокочувствительный полупроводниковый чип в качестве основы для DMD. Системы DMD эффективно работают при температуре от 0 до 70 ° C. Характеристики DMD чрезвычайно высоки в этом относительно большом диапазоне рабочих температур. Однако существует прямая корреляция между экстремальными температурными условиями и ухудшением характеристик. В результате на DMD накладываются ограничения по температуре эксплуатации и хранения.

Некоторые приложения для цифровых световых процессоров работают в условиях высоких температур.Например, температура в умных фарах может достигать 110 ° C из-за сочетания внешних условий окружающей среды: тепла, выделяемого двигателем, соседней электроникой, и тепла, выделяемого самим цифровым световым процессором. Кроме того, многие приложения требуют размещения большего количества электроники в компактных помещениях для удовлетворения требований к размеру и функциональности, что еще больше увеличивает плотность теплового потока и затрудняет отвод тепла. Например, чем больше информации отображает блок HUD, тем более высокая мощность ему требуется.Блок с большей мощностью будет генерировать больше тепла, повышая рабочую температуру системы.

Помимо работы в ограниченном пространстве, автомобильная и бытовая электроника должна быть легче и эффективнее, что требует такого же компактного и эффективного охлаждающего решения. Ограниченное пространство может негативно повлиять на воздушный поток, что приведет к снижению производительности решения по управлению температурным режимом, например, радиаторов. Это часто встречается в компактных отсеках для умных фар, где воздух не всегда течет равномерно в одном направлении, что снижает эффект радиатора.Постоянный поток воздуха обеспечивает надлежащий отвод тепла, равно как и правильный выбор теплового решения, учитывающего все параметры применения.

Кроме того, важно учитывать экологические проблемы. В приложениях для цифровых световых процессоров следует избегать выделения газа, поскольку оно может покрыть устройство или лазерную оптику и со временем ухудшить характеристики. Создание защитного кожуха для предотвращения попадания влаги, конденсата и других внешних загрязнений имеет решающее значение для защиты чувствительной электроники.


Тепловые решения

Существует два метода отвода тепла в компонентах цифрового светового процессора. Пассивное охлаждение с использованием материалов термоинтерфейса и радиаторов — это эффективный процесс, в котором для рассеивания тепловой энергии используется теплопроводность. В пассивных системах охлаждения нет движущихся частей, что делает их сверхнадежными. Однако они не могут охлаждаться ниже температуры окружающей среды, что может стать проблемой при более высоких температурах. Активное термоэлектрическое охлаждение, с другой стороны, использует термоэлектрический охладитель и радиатор с вентилятором или нагнетателем для обеспечения эффективного точечного охлаждения, которое надежно удерживает систему в заданном диапазоне рабочих температур для обеспечения максимальной производительности и качества изображения.

Активные системы охлаждения, такие как термоэлектрические охладители, регулируют температуру термочувствительного DMD путем создания разницы температур. Термоэлектрический охладитель может снизить температуру на 50 ° C по сравнению с температурой горячей стороны теплообменника. Термоэлектрический охладитель можно установить так, чтобы он напрямую контактировал с цифровым световым процессором, или можно создать холодный блок. Когда питание подается на термоэлектрический охладитель, он поглощает тепло от устройства и перекачивает его через охладитель в механизм отвода тепла с горячей стороны, который обычно представляет собой теплоотвод и вентилятор.Важно убедиться, что теплоотвод с горячей стороны не насыщается, что может позволить теплу течь обратно в устройство. Однако оптимизация термоэлектрического охладителя для достижения высокого КПД имеет решающее значение. Также может потребоваться измерение температуры с обратной связью и контролем с обратной связью. Хотя модули охлаждения Пельтье стоят дороже пассивного охлаждения, они необходимы в высокотемпературных приложениях.


2-мерная диаграмма охлаждения приложения цифровой обработки света


Решения Laird Thermal Systems

Компания Laird Thermal Systems обладает опытом в разработке и внедрении решений по управлению температурным режимом на основе элементов Пельтье, а также опытом сопряжения теплообменников для наиболее эффективной передачи тепла независимо от характеристик воздушного потока.Laird Thermal Systems предлагает как стандартные, так и нестандартные конструктивные решения для устранения теплового шума и соответствия требованиям SWaP (размер, вес и мощность). Модули предлагают надежную твердотельную конструкцию, длительный срок службы и компактный форм-фактор, который подходит для большинства приложений DLP. Термоэлектрические охладители также исключают выделение газа, поскольку запатентованные материалы термоинтерфейса имеют чрезвычайно низкие характеристики выделения газа.


Термоэлектрические охладители OptoTEC ™ OTX / HTX

Серия OptoTEC ™ OTX / HTX, занимающая площадь всего 3 х 4 мм, предназначена для использования в ограниченном пространстве, например, в цифровых световых процессорах.Предлагая мощность охлаждения до 10 Вт, эта серия продуктов обеспечивает превосходную тепловую насосную мощность в чрезвычайно малом форм-факторе. Благодаря использованию материалов нового поколения, серия OptoTEC OTX / HTX повышает эффективность охлаждения по сравнению со стандартными продуктами, предлагая при этом более высокий коэффициент производительности (COP).

Серия OptoTEC доступна в версиях OTX и HTX. OptoTEC OTX использует припой SbSn, обеспечивающий максимальную рабочую температуру 120 ° C и точку плавления 232 ° C для оплавления.В термоэлектрическом охладителе OptoTEC HTX используется припой AuSn, что позволяет ему работать при температурах до 150 ° C с точкой плавления 280 ° C.

Термоэлектрические охладители

OptoTEC OTX / HTX соответствуют требованиям Telcordia GR-468 CORE по устойчивости к суровым условиям эксплуатации.

Серия OptoTEC ™ OTX / HTX имеет чрезвычайно малый форм-фактор и обеспечивает мощность охлаждения до 10 Вт.


Термоэлектрические охладители HiTemp ETX

Термоэлектрические охладители серии HiTemp ETX разработаны для приложений, в которых температура окружающей среды превышает максимальную рабочую температуру чувствительной электроники, требующей охлаждения.Термоэлектрический охладитель имеет усовершенствованную модульную конструкцию, которая предотвращает снижение производительности, которое является обычным для термоэлектрических охладителей стандартного класса, работающих при температуре окружающей среды выше 80 ° C. Серия HiTemp ETX защищает критически важные электронные компоненты цифровых световых процессоров и обеспечивает активное охлаждение для приложений, работающих в диапазоне температур от 80 ° C до 150 ° C, с точным контролем температуры до 0,01 ° C. По сравнению со стандартными термоэлектрическими охладителями, эта серия продуктов включает современные термоэлектрические материалы, повышающие охлаждающую способность до 10%.Улучшенный теплоизоляционный барьер создает максимальный перепад температур (ΔT) 83 ° C.

Серия HiTemp ETX представлена ​​более чем 50 моделями с широким диапазоном тепловой насосной мощности, геометрическими форм-факторами и различными входными напряжениями, чтобы удовлетворить широкий диапазон требований к проектированию DLP. Мощность теплового насоса составляет от 7,7 до 340 Вт при форм-факторах от 12 мм x 12 мм до 62 x 62 мм.

Серия HiTemp ETX представлена ​​более чем 50 моделями с широким диапазоном теплонасосных мощностей, форм-факторов и различных входных напряжений


Инструмент для выбора и спецификации изделий Thermal Wizard

Выбор подходящего теплового решения для конкретного применения может оказаться долгим и трудным процессом для инженера-теплотехника, требующим множества технологических и финансовых компромиссов.Чтобы ускорить и упростить этот процесс, компания Laird Thermal Systems разработала программу Thermal Wizard ™, которая служит виртуальным помощником по управлению температурным режимом, чтобы решения о температурном режиме могли приниматься быстрее и точнее. Мастер Thermal Wizard выполняет тяжелую работу, сортируя данные и вычисляя производительность, оставляя решение на усмотрение дизайнера. Мастер Thermal Wizard моделирует приложения для охлаждения, чтобы помочь выбрать термоэлектрические охладители, узлы термоэлектрических охладителей или системы жидкостного охлаждения.Мастер Thermal Wizard доступен по адресу https://www.lairdthermal.com/thermal-wizard-peltier-home

.


Заключение Технология

DLP используется в самых разных приложениях: от интеллектуальных автомобильных фар и проекционных дисплеев до проекции и расширенного управления освещением. Колебания тепла внутри устройств могут привести к снижению производительности, потере точности и снижению разрешения изображения. Использование решений активного охлаждения с термоэлектрическими охладителями HiTemp серии ETX может обеспечить необходимую защиту, чтобы поддерживать чувствительную электронику ниже их максимальных рабочих температур.Laird Thermal Systems предлагает как стандартные, так и нестандартные дизайнерские решения, отвечающие требованиям технологии DLP.

Посетите наш веб-сайт, чтобы найти OptoTEC OTX / HTX Series или HiTemp ETX Series

Пельтье и компрессорное охлаждение | Блог

До недавнего времени почти все охлаждаемые лабораторные инкубаторы использовали компрессорную систему охлаждения. Хотя эти системы по-прежнему широко распространены, в некоторых устройствах теперь вместо них используется система охлаждения Пельтье. Каждый из этих типов систем имеет свои преимущества и недостатки, в том числе связанные со стоимостью, производительностью и практичностью.

В этом посте мы объясним, как работают два типа системы охлаждения, а также их преимущества и недостатки.

Охлаждение на основе Пельтье

Система охлаждения Пельтье (или термоэлектрическая) основана на постоянном напряжении, проходящем через два спая, соединенных термопарами.

Термопары состоят из двух электрических проводников с разными коэффициентами Зеебека, обычно полупроводников. Часто используют хлорид висмута, легированный N и p. Концы проводов соединены между собой медью.Несколько термопар, соединенных медными перемычками, составляют элемент Пельтье.

Медные перемычки соединены керамическими пластинами, обычно из оксида алюминия. Когда через элемент проходит ток, он отводит тепло от «холодной» пластины, заставляя ее охлаждаться и отводить тепло из окружающей среды. По элементам тепло передается другой «теплой» пластине.

Вентиляторы помогают отводить поток холодного и теплого воздуха по обе стороны от модуля.Несколько охладителей можно подключить бок о бок для увеличения охлаждающей способности системы. При этом трудно поддерживать низкие температуры (ниже 10 ° C) с помощью системы Пельтье.

Мини-цифровой инкубатор MyTemp (версия для нагрева и охлаждения) и инкубаторы Пельтье для дрозофил SRI используют систему Пельтье для охлаждения.

Системы Пельтье требуют большего количества энергии, чем сопоставимые системы на основе компрессоров. Однако, хотя тепло выделяется системами Пельтье, оно сравнительно меньше, чем в системах на основе компрессора.Это означает, что можно получить некоторую экономию с точки зрения нагрузки на кондиционирование воздуха в зоне, где размещается блок, что может помочь компенсировать разницу в энергоэффективности.

Преимущества систем Пельтье

Вот основные преимущества термоэлектрических систем охлаждения:

  • Тихие и без вибраций, поскольку не содержат движущихся частей
  • Местоположение не является проблемой, их можно перемещать, поэтому они подходят для портативных устройств.
  • Может быть маленьким и легким
  • Не требуются легковоспламеняющиеся или озоноразрушающие хладагенты.
  • Экономичен в производстве
  • Требует небольшого обслуживания
  • Менее сложен и легче заменяется, чем компрессорные системы охлаждения
  • При изменении полярности переключится на систему отопления

Недостатки систем Пельтье

Системы Пельтье

также имеют свои недостатки:

  • Охлаждение обычно медленнее, чем в компрессорных системах охлаждения
  • Для больших перепадов температур требуются сложные многоступенчатые системы
  • Не работает при низких температурах (ниже 10 ° C)
  • Не очень энергоэффективен по сравнению с системами на основе компрессора (хотя технология управления означает, что охлаждение можно более точно измерить, чем с помощью компрессора, поэтому эти системы могут быть энергоэффективными при небольших градиентах температуры)

Компрессорное охлаждение

Компрессорное охлаждение включает использование компрессии пара для охлаждения агрегата.Это наиболее часто используемый тип системы охлаждения как в бытовых, так и в коммерческих холодильных системах. Действительно, в большинстве наших холодильников и морозильников, а также в других охлаждающих системах, включая охлаждаемые лабораторные инкубаторы, используется система охлаждения на основе компрессора.

В цифровом инкубаторе MyTemp и низкотемпературном инкубаторе SRI3 BOD используется система охлаждения на основе компрессора.

Охлаждение на основе компрессора представляет собой сложную систему, но ниже представлена ​​упрощенная версия того, что происходит.(Обратите внимание, что это циклическая система — мы начнем с хладагента, поступающего в компрессор.)

  • Хладагент поступает в компрессор в виде газа низкого давления. Давление применяется для сжатия хладагента до газа с более высоким давлением (и более высокой температурой).
  • Этот газ затем проходит через конденсатор, где охлаждается до жидкости под высоким давлением. Именно в этот момент тепло отводится от системы. Охлаждение осуществляется охлаждающей водой или охлаждающим воздухом.
  • Затем жидкий хладагент проходит через расширительный клапан, где происходит резкое падение давления, превращающее его в смесь жидкости и газа низкого давления. Снижение давления снижает температуру хладагента.
  • Хладагент течет через испаритель в виде смеси жидкость / газ. Здесь он нагревается до газа низкого давления. Именно в этот момент тепло отводится от охлаждаемой области.

Хотя это более сложный тип системы, он испытан и испытан и способен обеспечивать очень низкие температуры.

Преимущества компрессорных систем

  • Энергоэффективность по сравнению с системами на основе Пельтье
  • Может выдерживать большие перепады температур
  • Обеспечивает низкие температуры
  • Охлаждение может происходить быстрее, например, после открывания двери

Недостатки компрессорных систем

  • Используйте горючие химические материалы, не относящиеся к окружающей среде
  • Зависит от правильного позиционирования (система может выйти из строя при наклоне или повороте)
  • Может быть шумным и может вибрировать

Заключение

Все большее количество холодильных систем используют технологию охлаждения Пельтье.Однако его основные недостатки, включая низкую энергоэффективность и относительно высокую стоимость данной холодопроизводительности, означают, что он далек от широкого распространения. Пока разработчики не найдут способ производить недорогие и эффективные системы Пельтье, модели на основе компрессоров, вероятно, будут продолжать доминировать.

При этом системы Пельтье могут быть идеальными в определенных ситуациях, особенно когда требуются лишь небольшие перепады температур и низкая охлаждающая способность. Многие преимущества этих систем, включая компактный размер, простоту, портативность, а также отсутствие шума и вибрации, делают их пригодными для различных приложений и сред.

Об авторе

Эйми разбирает сложные научные и технологические темы, чтобы помочь читателям усвоить концепции и устранить проблемы. Она имеет более чем десятилетний опыт работы в лабораторных условиях, получив степень в области медицинской химии и работая химиком в многонациональной косметической компании, прежде чем продолжить свою страсть к писательской деятельности.

Термоэлектрический охладитель большой емкости 2490 БТЕ Эффективное охлаждение Пельтье

12481, IP
AHP-4250 0-J4J0-0-000
Только охлаждение TC-4F 120 6
AHP-4250 0-J450-0-000
Только охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал 120 6 NEMA-12, IP 52
AHP-4250HC 0-J4I0-1-000
Нагрев / охлаждение TC-7F 120 6 NEMA-12, IP 52
AHP-4250HC 0-J450-1-000
Нагрев / охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал 120 6 NEMA-12, IP 52
AHP-4250XE 0-J4J0-4-000
Только охлаждение TC-4F 120 6 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250XE 0-J450-4-000
Только охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал 120 6 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250XEHC 0-J4I0-5-000
Нагрев / охлаждение TC-7F 120 6 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250XEHC 0-J450-5-000
Нагрев / охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал 120 6 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250X 0-J4J0-2-000
Только охлаждение TC-4F 120 6 NEMA-4X / Суровая среда, IP 56
AHP-4250X 0-J450-2-000
Только охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал 120 6 NEMA-4X / Жесткие условия, IP 56
AHP-4250XHC 0-J4I0-3-000
Нагрев / охлаждение TC-7F 120 6 NEMA-4X / Суровая среда, IP 56
AHP-4250XHC 0-J450-3-000
Нагрев / охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал 120 6 NEMA-4X / Жесткие условия, IP 56
AHP-4250 0-J4J6-0-000
Только охлаждение TC-4F (48) 16 NEMA-12, IP 52
AHP-4250 0-J456-0-000
Только охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал (48) 16 NEMA-12, IP 52
AHP-4250HC 0-J4I6-1-000
Нагрев / охлаждение TC-7F (48) 16 NEMA-12, IP 52
AHP-4250HC 0-J456-1-000
Нагрев / охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал (48) 16 NEMA-12, IP 52
AHP-4250XE 0-J4J6-4-000
Только охлаждение TC-4F (48) 16 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250XE 0-J456-4-000
Только охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал (48) 16 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250XEHC 0-J4I6-5-000
Нагрев / охлаждение TC-7F (48) 16 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250XEHC 0-J456-5-000
Нагрев / охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал (48) 16 NEMA-4 / 4X, IP 56
AHP-4250X 0-J4J6-2-000
Только охлаждение TC-4F (48) 16 NEMA-4X / Жесткие условия, IP 56
AHP-4250X 0-J456-2-000
Только охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал (48) 16 NEMA-4X / Жесткие условия, IP 56
AHP-4250XHC 0-J4I6-3-000
Нагрев / охлаждение TC-7F (48) 16 NEMA-4X / Суровая среда, IP 56
AHP-4250XHC 0-J456-3-000
Нагрев / охлаждение 3-32 В постоянного тока Внешний сигнал (48) 16 NEMA-4X / Жесткие условия, IP 56

Охлаждающий алюминиевый блок Пельтье (для 7 и 12.Ферментеры на 5 галлонов)

Как это работает?

Установив микросхему Пельтье на алюминиевый блок и используя общий вентилятор ЦП для отвода тепла от горячей стороны микросхемы, вы можете обеспечить отличный контроль температуры. Каждый алюминиевый блок может поддерживать две микросхемы Пельтье (вентиляторы ЦП и микросхемы Пельтье в комплект не входят).

Один блок с двумя чипсами будет поддерживать типичное брожение эля и потреблять 7 галлонов. ферментер вниз примерно на 10-20 градусов (в зависимости от качества вашего чипа, изоляции, вентиляторов и т. д.). Для лагеров и холодной выдержки два блока по 4 чипа также будут работать дважды.


ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Этот комплект Пельтье можно использовать только с ферментерами Stout Tank и Kettles (размером 7,3, 10, 12,5 галлона и диаметром примерно 11,8 дюйма). Этот комплект не будет работать с другими ферментерами и не совместим с «коротким» «или» колесные «ферментеры на 7,3 галлона.


Советы и приемы для достижения наилучших результатов:

  • Прочтите часто задаваемые вопросы о настройке с инструкциями по установке, чтобы получить полный обзор.
  • Убедитесь, что радиатор / вентилятор плотно закреплен на микросхеме (винты, входящие в комплект радиатора / вентилятора, могут работать недостаточно хорошо)
  • Используйте теплопроводящую пасту для процессора между алюминиевым блоком и ферментером ( в дополнение к использованию его с обеих сторон чипа)
  • Изолируйте ферментер и открытые участки алюминиевого блока
  • Переверните вентилятор и снова прикрепите его к радиатору, чтобы воздух УДАЛСЯ от ферментера
  • Мы ‘ Нам удалось достичь более чем 35 градусов охлаждения, используя 2 блока с 4 стружками (от 89F до 90F при температуре окружающей среды и от 51 до 52F в ферментере) с 6 галлонами сусла.(Мы не можем гарантировать те же результаты для вас из-за всех переменных, но мы вполне довольны нашими результатами!)
  • Один блок, вероятно, подходит для 5-6 галлонов. партия эля и два блока, вероятно, потребуются для лагеров — если у вас нет прохладного места для ферментера, и в этом случае вы сможете позже, используя только 1 алюминиевый блок.

Элементы Пельтье — термоэлектрические модули

MCTE1-19913L-S

08P1466

Термоэлектрический модуль охладителя Пельтье, одноступенчатый, 200 Вт, 13 А, 24.1 В постоянного тока, 50 мм x 50 мм x 3,5 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 200 Вт 13А 24.1 В постоянного тока 50 мм 50 мм 3,5 мм 68 ° С Серия MCTE 1,4 Ом 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MCPE1-12708AC-S

08P1447

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 77.1 Вт, 8,5 А, 15,7 В постоянного тока, 40 мм x 40 мм x 3,45 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 77.1 Вт 8,5 А 15,7 В постоянного тока 40мм 40мм 3,45 мм 70 ° С MCPE серии UL-Style 1569, без стрипов
ТЕС-30-33-71

79AC5299

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 38.5 Вт, 8,5 А, 8,6 В постоянного тока, 30 мм x 30 мм x 3,3 мм

WAKEFIELD THERMAL

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 38.5 Вт 8,5 А 8,6 В постоянного тока 30мм 30мм 3,3 мм 67 ° С Серия TEC 0,86 Ом 150 мм, 20 AWG, с изоляцией из ПВХ
TEC-30-36-127

79AC5300

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 25.7 Вт, 3 А, 15,4 В постоянного тока, 30 мм x 30 мм x 3,6 мм

WAKEFIELD THERMAL

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 25.7 Вт 15,4 В постоянного тока 30мм 30мм 3,6 мм 67 ° С Серия TEC 4,16 Ом 150 мм, 24 AWG, с изоляцией из ПВХ
TEC-40-33-127

79AC5304

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 72 Вт, 8.5 А, 15,4 В постоянного тока, 40 мм x 40 мм x 3,3 мм

WAKEFIELD THERMAL

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 72 Вт 8.5А 15,4 В постоянного тока 40мм 40мм 3,3 мм 67 ° С Серия TEC 1,54 Ом 150 мм, 20 AWG, с изоляцией из ПВХ
TEC-30-32-127

79AC5298

Термоэлектрический модуль охладителя Пельтье, одноступенчатый, 33.4 Вт, 3,9 А, 15,4 В постоянного тока, 30 мм x 30 мм x 3,2 мм

WAKEFIELD THERMAL

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 33.4 Вт 3,9А 15,4 В постоянного тока 30мм 30мм 3,2 мм 67 ° С Серия TEC 3,37 Ом 150 мм, 24 AWG, с изоляцией из ПВХ
ТЕС-20-33-31

79AC5297

Термоэлектрический модуль охладителя Пельтье, одноступенчатый, 16.8 Вт, 8,5 А, 3,75 В постоянного тока, 20 мм x 20 мм x 3,3 мм

WAKEFIELD THERMAL

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 16.8 Вт 8,5 А 3,75 В постоянного тока 20мм 20мм 3,3 мм 67 ° С Серия TEC 0,38 Ом 150 мм, 24 AWG, с изоляцией из ПВХ
ТЕС-30-40-127

79AC5302

Термоэлектрический модуль охладителя Пельтье, одноступенчатый, 21.4 Вт, 2,5 А, 15,4 В постоянного тока, 30 мм x 30 мм x 4 мм

WAKEFIELD THERMAL

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 21.4 Вт 2,5 А 15,4 В постоянного тока 30мм 30мм 4мм 67 ° С Серия TEC 5,38 Ом 150 мм, 24 AWG, с изоляцией из ПВХ
MCPK2-19808AC-S

08P1461

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, двухступенчатый, 51.6 Вт, 8,5 А, 16,1 В постоянного тока, 40 мм x 40 мм x 7,05 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

2 этап 51.6 Вт 8,5 А 16,1 В постоянного тока 40мм 40мм 7,05 мм 85 ° С Серия MCPK 1,65 Ом UL-Style 1569, без стрипов
MP-AR-AR-040-24

41Ah5468

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 37 Вт, 400 X 189.СООТВЕТСТВИЕ ROHS 5 X 153 ММ: ДА

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

37 Вт 2.4А 30 В постоянного тока 400 мм 189,5 мм 153мм AR-AR
APH-199-17-10-E

40Y2103

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 195 Вт, 50 X 50 X 3.4ММ

ЕВРОПЕЙСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 195 Вт 14А 24.1 В постоянного тока 50 мм 50 мм 3,4 мм 67 ° С APH 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
APHM-065-05-15

75Y0267

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 4.2 Вт, 12 X 11 X 3 мм

ЕВРОПЕЙСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 4.2 Вт 800 мА 8,3 В постоянного тока 12мм 11мм 3мм 74 ° С APHC 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MCPE-127-10-25

08P1436

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 19.6 Вт, 2 А, 15,7 В постоянного тока, 30 мм x 30 мм x 4,8 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 19.6 Вт 15,7 В постоянного тока 30мм 30мм 4,8 мм 75 ° С MCPE серии 6.9 Ом UL-Style 1569, без стрипов
MPDT-AR-025-24

41Ah5476

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 23.9 Вт, 122 X 230 X 84 мм, СООТВЕТСТВУЮТ ROHS: ДА

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

23.9 Вт 1,5 А 30 В постоянного тока 122 мм 230 мм 84 мм DT-AR
APH-199-14-15-E

40Y2102

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 88.4 Вт, 40 X 40 X 3,9 мм

ЕВРОПЕЙСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 88.4 Вт 6.5A 24,1 В постоянного тока 40мм 40мм 3,9 мм 69 ° С APH 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
AP2-024-06-11

75Y0273

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 0.8 Вт, 6 х 6 х 4,6 мм

ЕВРОПЕЙСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

2 этап 800 мВт 1.1А 2,2 В постоянного тока 6мм 6мм 4,6 мм 92 ° С AP2 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MPET-127-08-15

39AH0920

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 20.9 Вт, 25 x 25 x 3,8 мм, соответствующие требованиям ROHS: ДА

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 20.9 Вт 2.2A 15,7 В постоянного тока 25мм 25мм 3,8 мм 74 ° С MPET 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MCPE-241-10-13

08P1437

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 71.8 Вт, 3,9 А, 29,8 В постоянного тока, 40 мм x 40 мм x 3,6 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 71.8 Вт 3,9А 29,8 В постоянного тока 40мм 40мм 3,6 мм 74 ° С MCPE серии 6,8 Ом 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MP-AR-AR-040-1C2

41Ah5467

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 40Вт, 208.2 X162 X102,2 мм ROHS СООТВЕТСТВУЕТ: ДА

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

40Вт 3.8A 18 В постоянного тока 208,2 мм 162 мм 102,2 мм AR-AR
APH-031-10-13-S

40Y2094

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 8 Вт, 15 X 15 X 3.3ММ

ЕВРОПЕЙСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 8 Вт 3.8A 3,78 В постоянного тока 15мм 15мм 3,3 мм 67 ° С APH 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
APH-199-14-08-E

40Y2101

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 165 Вт, 40 X 40 X 3.5ММ

ЕВРОПЕЙСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 165 Вт 12А 24.1 В постоянного тока 40мм 40мм 3,5 мм 67 ° С APH 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MCTE1-12715L-S

08P1464

Термоэлектрический модуль охладителя Пельтье, одноступенчатый, 130 Вт, 15 А, 15.4 В постоянного тока, 50 мм x 50 мм x 3,5 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 130 Вт 15А 15.4 В постоянного тока 50 мм 50 мм 3,5 мм 68 ° С Серия MCTE 0,8 Ом 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MPETH-127-14-25-S-h2

41Ah5494

МОДУЛЬ ПЕЛЬТЬЕ, 39 Вт, 40 X 40 X 4.СООТВЕТСТВИЕ ROHS 8 ММ: ДА

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 39 Вт 4.1А 16,5 В постоянного тока 40мм 40мм 4,8 мм 75 ° С MPETH 100 мм, UL-Style 1569, без полоски
MCPE1-07106NC-S

08P1441

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 29.7 Вт, 6 А, 8,8 В постоянного тока, 20 мм x 20 мм x 3,1 мм

MULTICOMP PRO

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.
Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин .: 1 Mult: 1

1 этап 29.7 Вт 8,8 В постоянного тока 20мм 20мм 3,1 мм 70 ° С MCPE серии 1.05 Ом UL-Style 1569, без стрипов
MCPE-241-14-15

08P1438

Термоэлектрический модуль охлаждения Пельтье, одноступенчатый, 112.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *