Vantagens e limitações do módulo termoelétrico

Vantagens e limitações do módulo termoelétrico

O efeito Peltier ocorre quando uma corrente elétrica flui através de dois condutores diferentes, fazendo com que o calor seja absorvido em uma junção e liberado na outra. Essa é a ideia básica. Em um módulo de resfriamento termoelétrico, também chamado de módulo termoelétrico, dispositivo Peltier ou refrigerador Peltier, existem módulos feitos de materiais semicondutores, geralmente do tipo n e do tipo p, conectados eletricamente em série e termicamente em paralelo. Quando uma corrente contínua é aplicada, um lado esfria e o outro esquenta. O lado frio é usado para resfriamento, e o lado quente precisa ser dissipado, provavelmente com um dissipador de calor ou ventilador.

Devido às suas vantagens, como ausência de peças móveis, tamanho compacto, controle preciso de temperatura e confiabilidade, é uma excelente opção para aplicações onde esses fatores são mais importantes do que a eficiência energética, como em pequenos refrigeradores, resfriamento de componentes eletrônicos ou instrumentos científicos.

Um módulo termoelétrico típico, também conhecido como módulo de refrigeração termoelétrica, elemento Peltier, módulo Peltier ou módulo TEC, possui múltiplos pares de semicondutores tipo n e tipo p intercalados entre duas placas de cerâmica. As placas de cerâmica proporcionam isolamento elétrico e condução térmica. Quando a corrente elétrica flui, os elétrons se movem do semicondutor tipo n para o tipo p, absorvendo calor no lado frio e liberando calor no lado quente ao atravessarem o material tipo p. Cada par de semicondutores contribui para o efeito de resfriamento geral. Mais pares significam maior capacidade de resfriamento, mas também maior consumo de energia e calor a ser dissipado.

Se o módulo de resfriamento termoelétrico, módulo termoelétrico, dispositivo Peltier, módulo Peltier, refrigerador termoelétrico ou lado quente não for resfriado adequadamente, a eficiência do módulo de resfriamento termoelétrico, dos módulos termoelétricos, dos elementos Peltier ou do módulo Peltier diminui, podendo até mesmo parar de funcionar ou ser danificado. Portanto, uma dissipação de calor adequada é crucial. Pode-se utilizar um ventilador ou um sistema de resfriamento líquido para aplicações de maior potência.

A diferença máxima de temperatura que pode atingir, a capacidade de refrigeração (quanto calor pode bombear), a tensão e corrente de entrada e o coeficiente de desempenho (COP). O COP é a razão entre a potência de refrigeração e a potência elétrica de entrada. Como os módulos de refrigeração termoelétrica, módulos termoelétricos, módulos de refrigeração termoelétrica, módulos TEC, módulos Peltier e refrigeradores termoelétricos não são muito eficientes, seu COP geralmente é menor do que o dos sistemas tradicionais de compressão de vapor.

A direção da corrente determina qual lado fica frio. Inverter a corrente trocaria os lados quente e frio, permitindo os modos de resfriamento e aquecimento. Isso é útil para aplicações que exigem estabilização de temperatura.

Os módulos de refrigeração termoelétrica, também conhecidos como refrigeradores Peltier ou dispositivos Peltier, têm como limitações a baixa eficiência e a capacidade limitada, especialmente para grandes diferenças de temperatura. Funcionam melhor quando a diferença de temperatura entre os lados do módulo é pequena. Se for necessária uma grande diferença de temperatura (ΔT), o desempenho cai. Além disso, podem ser sensíveis à temperatura ambiente e à eficiência do resfriamento do lado quente.

Vantagens do módulo de refrigeração termoelétrica:

Design de estado sólido: Sem partes móveis, resultando em alta confiabilidade e baixa manutenção.

Compacto e silencioso: Ideal para aplicações de pequena escala e ambientes que exigem o mínimo de ruído.

Controle preciso de temperatura: o ajuste da corrente permite o ajuste fino da potência de resfriamento; a inversão da corrente alterna os modos de aquecimento/resfriamento.

Ecológico: Sem refrigerantes, reduzindo o impacto ambiental.

Limitações do módulo termoelétrico:

Menor eficiência: O coeficiente de desempenho (COP) é ​​normalmente menor do que o dos sistemas de compressão de vapor, especialmente com grandes gradientes de temperatura.

Desafios da dissipação de calor: Requer um gerenciamento térmico eficaz para evitar o superaquecimento.

Custo e capacidade: Custo mais elevado por unidade de refrigeração e capacidade limitada para aplicações de grande escala.

Módulo termoelétrico da Beijing Huimao Cooling Equipment Co., Ltd.

Especificação TES1-031025T125

Imax: 2.5A

Umax: 3,66V

Qmáx: 5,4 W

Delta T máx.: 67 °C

ACR: 1,2 ±0,1Ω

Dimensões: 10x10x2,5mm

Faixa de temperatura de operação: -50 a 80 °C

Prato de cerâmica: 96% Al2O3, cor branca.

Material termoelétrico: Telureto de bismuto

Selado com RTV 704

Fio: Fio 24AWG com resistência a altas temperaturas de até 80°C.

Comprimento do fio: 100, 150 ou 200 mm, conforme a necessidade do cliente.

Módulo de refrigeração termoelétrica da Beijing Huimao Cooling Equipment Co., Ltd.

Especificação TES1-11709T125

A temperatura do lado quente é de 30°C.

Imax: 9A

，

Umax: 13,8V

Qmáx: 74W

Delta T máx.: 67 °C

Dimensões: 48,5 x 36,5 x 3,3 mm, Furo central: 30 x 17,8 mm

Placa cerâmica: 96% Al2O3

Lacrado: Lacrado com 704 RTV (cor branca)

Fio: PVC 22AWG, resistência à temperatura de 80℃.

Comprimento do fio: 150 mm ou 250 mm

Material termoelétrico: Telureto de bismuto