熱電冷却技術

固体ヒートポンプは、1834年にペルチェ効果が発見されて以来存在している。このデバイスは、セラミック基板と組み合わせた高度な半導体熱電対材料の開発により、数十年前に実用化されました。サーモエレクトリック・クーラーは、ペルチェ効果を利用して熱を放散するために熱交換器を必要とする固体ヒートポンプである。動作中、直流電流がサーモエレクトリック・クーラーに流れ、熱伝導とセラミック基板の温度差が生じ、サーモエレクトリック・クーラーの片側が冷たく、もう片側が熱くなります。標準的なシングルステージ・サーモエレクトリック・クーラーは、最大70℃の温度差を達成することができます。

標準的なサーモエレクトリック・クーラーのフットプリントは、2 x 2 mmから62 x 62 mmまで様々です。小型で軽量であるため、サーモエレクトリックは幾何学的スペースに制約があり、低重量が要求される用途に理想的です。従来のコンプレッサーベースのシステムなどの伝統的な冷却技術は、サーモエレクトリック技術に比べてはるかに大きく重いのが一般的です。

Tark Thermal Solutionsのサーモエレクトリッククーラーは、廃熱を使用可能な出力DC電力に変換することで、発電機としても使用できます。サーモエレクトリックは、周囲温度以下のアクティブ冷却が必要で、冷却容量要件が600ワット未満のアプリケーションに最適です。正確な温度制御、高い信頼性、コンパクトな形状の制約、軽量、環境に優しい要件などの要素がシステム設計基準に含まれる場合、設計エンジニアはサーモエレクトリック クーラーを考慮する必要があります。

熱電冷却の利点

サーモエレクトリック・クーラーには、他の冷却技術に比べていくつかの利点があります：

• ソリッドステート構造のため可動部がなく、信頼性が高い。
• ユニットはどの向きでも取り付け可能です。
• サーモエレクトリック・クーラーは、デバイスを周囲温度よりかなり低い温度まで冷却できます。真空環境で多段式サーモエレクトリッククーラーを使用することにより、マイナス100℃までの低温を達成することができます。
• サーモエレクトリックは、極性を反転させるだけで熱伝導の方向を変え、加熱と冷却を行うことができます。これにより、温度制御を非常に正確に行うことができ、定常状態では±0.01℃まで維持することができます。
• 加熱モードでは、サーモエレクトリック・クーラーは、供給される入力電力とヒートポンプ作用によって生成される追加熱から熱を生成するため、従来の抵抗ヒーターよりもはるかに効率的です。
• フロンガスを使用せず、電気ノイズが少ないため、環境に優しい装置です。
• 熱電クーラーはエネルギーハーベスタとして使用することができ、廃熱を使用可能な出力DC電力に変えることができます。