أنواع مختلفة من وحدات بلتيير الشعبية

يمكنك العثور على مجموعة متنوعة من مواقع المتاجر الحديثة على الإنترنت وحدات بلتييه الحرارية. أنها تختلف عن بعضها البعض في خصائص درجة الحرارة ، المعلمات الكهربائية والحجم ، وكذلك عدد المزدوجات الحرارية المثبتة داخل الوحدة. تستخدم هذه الوحدات في كل من الثلاجات المحمولة ومكيفات الهواء ، وكذلك في الصناعات اليدوية للهواة.

تجدر الإشارة إلى أن وحدات Peltier هي طبقة واحدة ومتعددة الطبقات ، بحيث يتم حل مشكلة التثبيت بحرية تامة. في إطار هذه المقالة ، سننظر في عدة أنواع من الوحدات الحرارية الحرارية الأكثر شيوعًا في بلتيير ، وسوف نفهم هيكلها ومقارنة المعلمات.

هنا وحدة نموذجية حرارية بطبقة أحادية الطبقة. يتم تثبيت صفيحتين من السيراميك (أكسيد الألومنيوم) بسمك أقل من 1 مم في الأجزاء العلوية والسفلية من الوحدة. إنها ، مثل لوحة الدوائر المطبوعة ، تعمل كدعم للمزدوجات الحرارية الداخلية وإطار للوحدة بأكملها.

لوحات السيراميك لديها الموصلية الحرارية العالية ، هي دائمة ومقاومة للحريق. يتم لصقها على ركائز النحاس لهذه اللوحات ، والتي ترتبط المزدوجات أشباه الموصلات الحرارية في سلسلة.

يتم لحام لحام أشباه الموصلات الحرارية في الإنتاج الصناعي لوحدات بلتيير عن طريق لحام منصهر على معدات خاصة عند درجة حرارة حوالي 145 درجة مئوية ، لأن عناصر أشباه الموصلات لا تسمح بارتفاع درجة الحرارة. نتيجة لذلك ، الوحدات غير قابلة للفصل ، وعادةً ما يتم تطبيق مانع التسرب السيليكوني على الحواف.

إذا كان من الممكن فض تفكيك هذه الوحدة ، من أجل الفضول ، ولأغراض العقل ، يمكنك أن ترى بوضوح مكعبات أشباه الموصلات غير المتجانسة (من النوع n والنوع p) ، ملحومة بالركائز النحاسية ، ومتصلة ببعضها البعض في دارة متسلسلة. من السهل أن نلاحظ أنه في البداية تم تطبيق جندى ذوبان منخفض على الركائز النحاسية ، ومن ثم تم تثبيت المكونات الحرارية.

في هذا التصميم ، كما هو موضح في الصورة ، يتم الحصول على 127 تقاطع p-n و 127 n-p ، وتقع جميع تقاطعات n-p (لتوجيه التيار من زائد إلى ناقص) على جانب واحد من الوحدة النمطية ، وتقع جميع تقاطعات p-n على الجانب الآخر.

في تلك الحافلات النحاسية حيث يسير التيار في اتجاه تقاطع n-p ، يتم امتصاص الحرارة (يحدث تبريد مكثف في هذا الجانب من الوحدة) ، وحيث ينتقل التيار في اتجاه التقاطع p ، يتم إطلاق نفس الحرارة (نظريًا). وبالتالي ، فإن وحدة بلتيير تنقل الحرارة من صفيحة خزفية واحدة إلى العكس.

الأكثر شعبية طبقة واحدة وحدة TEC1-12705 ، تكلف حوالي 2 دولار ، في طلب خاص ل aliexpress. الأبعاد الكلية للوحدة 40 في 40 مم ، سمك 3.8 مم. 127 المزدوجات الحرارية المتصلة في سلسلة تعطي مقاومة داخلية للوحدة من 2.5 إلى 2.8 أوم في درجة حرارة الغرفة 25 درجة مئوية.

يتراوح التيار التشغيلي للجهاز من 4.3 إلى 4.6 A عند تشغيله بجهد اسمي يبلغ 12 فولت. الحد الأقصى المسموح به للجهد هو 15.4 فولت عند تيار حرج يبلغ 5.8 أ. الحد الأقصى لفرق درجة الحرارة القابلة للتحقيق هو 65 درجة مئوية ، وأقصى طاقة تبريد هي 42 واط. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل للوحدة من -55 إلى 83 درجة مئوية.

وهنا وحدة TEC2-25408 ثنائية الطبقة ، والتي تتكون أساسًا من وحدتين TEC1-12704 متصلتين بشكل متوازٍ ، ولكن بأبعاد 40 × 40 مم وسمك 8 ملم. هذا المبرد ذو الطبقتين قادر على إنتاج ما يصل إلى 70 واط من طاقة التبريد بينما يستهلك 96 واط من الطاقة الكهربائية.

مقاومته الداخلية عند إيقاف التشغيل حوالي 1.5 أوم. الحد الأقصى لفرق درجة الحرارة القابلة للتحقيق أثناء التشغيل هو 65 درجة مئوية. من الواضح ، مع اختلاف درجة الحرارة القصوى مع وحدة TEC1-12705 ، فإن وحدة TEC2-25408 المكونة من طبقتين سوف تبرد (تسخين المضخة) أسرع مرتين ونصف.

فيما يلي وحدة TEC4-24603 ذات أربع طبقات بسماكة 13.6 مم وعرض 40 مم ، مصممة لجهد يبلغ 14.6 فولت وتيار مقنن يبلغ 3 أ. مع طاقة كهربائية مستهلكة قدرها 44 واط ، هذه الوحدة قادرة على توفير طاقة تبريد تبلغ 6.8 واط و الفرق في درجة الحرارة تصل إلى 107 درجة مئوية.

يتم تضمين العناصر المكونة هنا بالتتابع. مثل أي وحدة بلتيير ، لا يمكن استخدام هذا النموذج ذو الطبقات الأربعة بدون المبرد لأكثر من ثانية.

أخيرًا ، وحدة بلتيير المكونة من ستة طبقات TEC6-60506 ، المصممة للجهد الاسمي 30 فولت والتيار 6 أ. بعرض 62 مم وسمك 23 ملم ، يمكن لهذه الوحدة ذات الطاقة الكهربائية 180 واط أن توفر فرق درجة حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية مع قدرة تبريد تصل إلى 10 وات . وحدة من هذا النوع قابلة للتطبيق في المنشآت المخصصة للتجميد العميق.

انظر أيضا:المولدات الحرارية: كيفية "لحام" الكهرباء على موقد الغاز وتأثير بلتيير: التأثير السحري للتيار الكهربائي