Voordelen en beperkingen van thermo-elektrische modules
Het Peltier-effect treedt op wanneer een elektrische stroom door twee verschillende geleiders loopt, waardoor warmte wordt geabsorbeerd bij de ene verbinding en afgegeven bij de andere. Dat is het basisprincipe. In een thermo-elektrische koelmodule, ook wel Peltier-element of Peltier-koeler genoemd, bevinden zich modules gemaakt van halfgeleidermaterialen, meestal n-type en p-type, die elektrisch in serie en thermisch parallel zijn geschakeld. Wanneer er een gelijkstroom wordt aangelegd, wordt de ene kant koud en de andere kant warm. De koude kant wordt gebruikt voor koeling en de warmte aan de warme kant moet worden afgevoerd, bijvoorbeeld met een koelblok of ventilator.
Vanwege de voordelen zoals het ontbreken van bewegende onderdelen, het compacte formaat, de nauwkeurige temperatuurregeling en de betrouwbaarheid. In toepassingen waar deze factoren belangrijker zijn dan energie-efficiëntie, zoals bij kleine koelers, koeling van elektronische componenten of wetenschappelijke instrumenten.
Een typische thermo-elektrische module, thermo-elektrische koelmodule, Peltier-element, Peltier-module of TEC-module bestaat uit meerdere paren n-type en p-type halfgeleiders ingeklemd tussen twee keramische platen. De keramische platen zorgen voor elektrische isolatie en warmtegeleiding. Wanneer er stroom vloeit, bewegen elektronen van het n-type naar het p-type materiaal, waarbij ze warmte absorberen aan de koude kant en warmte afgeven aan de warme kant terwijl ze door het p-type materiaal bewegen. Elk paar halfgeleiders draagt bij aan het algehele koeleffect. Meer paren betekenen een grotere koelcapaciteit, maar ook een hoger energieverbruik en meer warmte die moet worden afgevoerd.
Als de thermo-elektrische koelmodule, het Peltier-element of de warme zijde niet goed gekoeld wordt, daalt het rendement van de module, kan deze zelfs uitvallen of beschadigd raken. Een goede warmteafvoer is daarom cruciaal. Voor toepassingen met een hoger vermogen kan hiervoor bijvoorbeeld een ventilator of een vloeistofkoelsysteem worden gebruikt.
De maximale temperatuurverschil die het kan bereiken, het koelvermogen (hoeveel warmte het kan afvoeren), de ingangsspanning en -stroom, en de prestatiecoëfficiënt (COP). De COP is de verhouding tussen het koelvermogen en het elektrische vermogen. Omdat thermo-elektrische koelmodules, TEC-modules, Peltier-modules en thermo-elektrische koelers niet erg efficiënt zijn, is hun COP meestal lager dan die van traditionele dampcompressiesystemen.
De stroomrichting bepaalt welke kant koud wordt. Door de stroomrichting om te keren, worden de warme en koude kanten verwisseld, waardoor zowel koelen als verwarmen mogelijk is. Dat is handig voor toepassingen waarbij temperatuurstabilisatie vereist is.
Thermoelektrische koelmodules, ook wel Peltier-koelers of Peltier-apparaten genoemd, hebben als beperkingen een laag rendement en een beperkte capaciteit, met name bij grote temperatuurverschillen. Ze werken het best wanneer het temperatuurverschil over de module klein is. Bij grote temperatuurverschillen neemt de prestatie af. Bovendien kunnen ze gevoelig zijn voor de omgevingstemperatuur en de mate waarin de warme kant gekoeld wordt.
Voordelen van een thermo-elektrische koelmodule:
Solid-state ontwerp: Geen bewegende onderdelen, wat leidt tot hoge betrouwbaarheid en weinig onderhoud.
Compact en stil: Ideaal voor kleinschalige toepassingen en omgevingen waar minimale geluidsoverlast gewenst is.
Nauwkeurige temperatuurregeling: Door de stroom aan te passen kan het koelvermogen nauwkeurig worden afgesteld; door de stroom om te keren, wordt er geschakeld tussen verwarmings- en koelmodus.
Milieuvriendelijk: Geen koelmiddelen, waardoor de impact op het milieu wordt verminderd.
Beperkingen van thermo-elektrische modules:
Lagere efficiëntie: De prestatiecoëfficiënt (COP) is doorgaans lager dan bij dampcompressiesystemen, vooral bij grote temperatuurverschillen.
Uitdagingen op het gebied van warmteafvoer: vereist effectief thermisch beheer om oververhitting te voorkomen.
Kosten en capaciteit: Hogere kosten per koelunit en beperkte capaciteit voor grootschalige toepassingen.
Beijing Huimao Cooling Equipment Co.,Ltd Thermo-elektrische module
TES1-031025T125 Specificatie
Imax: 2,5A
Umax: 3,66V
Qmax: 5,4W
Delta T max: 67 C
ACR: 1,2 ±0,1Ω
Afmetingen: 10x10x2,5 mm
Bedrijfstemperatuurbereik: -50 tot 80 °C
Keramische plaat: 96% Al2O3, witte kleur
Thermoelektrisch materiaal: bismuttelluride
Verzegeld met 704 RTV
Draad: 24AWG draad, hoge temperatuurbestendigheid 80℃
Draadlengte: 100, 150 of 200 mm, afhankelijk van de wensen van de klant.
Beijing Huimao Cooling Equipment Co.,Ltd thermo-elektrische koelmodule
TES1-11709T125 Specificatie
De temperatuur aan de warme kant is 30 °C.
Imax: 9A
，
Umax: 13,8V
Qmax: 74W
Delta T max: 67 C
Afmetingen: 48,5 x 36,5 x 3,3 mm, Middengat: 30 x 17,8 mm
Keramische plaat: 96% Al2O3
Verzegeld: Verzegeld met 704 RTV (witte kleur)
Draad: 22AWG PVC, temperatuurbestendig tot 80℃.
Draadlengte: 150 mm of 250 mm
Thermoelektrisch materiaal: bismuttelluride
Geplaatst op: 05-03-2025
