Variedades de módulos Peltier populares

En los sitios de las modernas tiendas en línea puede encontrar una variedad de Módulos termoeléctricos Peltier. Se diferencian entre sí en características de temperatura, parámetros eléctricos, tamaño, así como en la cantidad de termopares instalados dentro del módulo. Estos módulos se utilizan tanto en refrigeradores portátiles como en aires acondicionados, así como en artesanías de aficionados.

Vale la pena señalar que los módulos Peltier son de una sola capa y de múltiples capas, por lo que el problema de instalación se resuelve con bastante libertad. En el marco de este artículo, consideraremos varios tipos de los módulos termoeléctricos Peltier más comunes, entenderemos su dispositivo y compararemos los parámetros.

Aquí hay un típico módulo termoeléctrico Peltier de una sola capa. Se instalan dos placas de cerámica (óxido de aluminio) con un espesor de menos de 1 mm en las partes superior e inferior del módulo. Ellos, como una placa de circuito impreso, sirven como soporte para termopares internos y un marco para todo el módulo.

Las placas de cerámica tienen una alta conductividad térmica, son duraderas y resistentes al fuego. Los sustratos de cobre están pegados a estas placas, a las cuales se conectan en serie termopares semiconductores.

La soldadura de termopares semiconductores en la producción industrial de módulos Peltier se realiza mediante soldadura fusible en equipos especiales a una temperatura de aproximadamente 145 ºC, ya que los elementos semiconductores no permiten el sobrecalentamiento. Como resultado, los módulos no son separables, y el sellador de silicona generalmente se aplica en los bordes.

Si, en aras de la curiosidad, en aras de la razón, dicho módulo puede desmontarse, entonces puede ver claramente los cubos de semiconductores heterogéneos (tipo n y tipo p), soldados a sustratos de cobre y conectados entre sí en un circuito en serie por una serpiente. Es fácil ver que primero se depositó una soldadura fusible sobre los sustratos de cobre, y luego se instalaron los componentes del termopar.

En este diseño, como se muestra en la foto, se obtienen 127 uniones n-p y 127 uniones n-p, todas las uniones n-p (para dirigir la corriente de más a menos) se encuentran en un lado del módulo, y todas las uniones p-n están en el otro lado.

En aquellos buses de cobre donde la corriente va en la dirección de la unión n-p, el calor se absorbe (se produce un enfriamiento intenso de este lado del módulo), y donde la corriente va en la dirección de la unión p, se libera el mismo calor (en teoría). Por lo tanto, el módulo Peltier transfiere calor de una placa de cerámica a la opuesta.

El módulo de una capa más popular TEC1-12705, que cuesta alrededor de $ 2, tiene una demanda especial para aliexpress. Dimensiones totales del módulo 40 por 40 mm, espesor 3,8 mm. 127 termopares conectados en serie dan una resistencia interna del módulo de 2.5 a 2.8 ohmios a una temperatura ambiente de 25ºC.

La corriente de funcionamiento del dispositivo es de 4.3 a 4.6 A cuando se alimenta con un voltaje nominal de 12 voltios. El voltaje máximo permitido es de 15.4 voltios a una corriente crítica de 5.8 A. La diferencia máxima de temperatura alcanzable es de 65 ºC, y la potencia máxima de refrigeración es de 42 W. El rango de temperatura de funcionamiento del módulo es de -55 a 83 ºC.

Y aquí está el módulo TEC2-25408 de dos capas, que consiste esencialmente en dos módulos TEC1-12704 conectados en paralelo, pero que tiene dimensiones de 40 por 40 mm y un espesor de 8 mm. Tal refrigerador de dos capas es capaz de producir hasta 70 vatios de potencia de enfriamiento mientras consume 96 vatios de energía eléctrica.

Su resistencia interna cuando se apaga es de aproximadamente 1.5 ohmios. La máxima diferencia de temperatura alcanzable durante la operación es de 65 ºC. Obviamente, con la misma diferencia de temperatura extrema con el módulo TEC1-12705, el módulo TEC2-25408 de dos capas se enfriará (bombeará calor) una vez y media más rápido.

El siguiente es un módulo TEC4-24603 de cuatro capas con un grosor de 13,6 mm y un ancho de 40 mm, diseñado para un voltaje de 14,6 voltios y una corriente nominal de 3 A. Con una potencia eléctrica consumida de 44 W, este módulo puede proporcionar una potencia de refrigeración de 6,8 W y diferencia de temperatura hasta 107 ºC.

Los elementos constitutivos se incluyen aquí secuencialmente. Al igual que cualquier módulo Peltier, este modelo de cuatro capas no puede usarse sin un radiador durante más de un segundo.

Finalmente, un módulo Peltier de seis capas TEC6-60506, diseñado para un voltaje nominal de 30 voltios y una corriente de 6 A. Con un ancho de 62 mm y un espesor de 23 mm, este módulo con una potencia eléctrica de 180 W puede proporcionar una diferencia de temperatura de hasta 100 ° C con una capacidad de enfriamiento de 10 W . Un módulo de este tipo es aplicable en instalaciones destinadas a la congelación profunda.

Ver también:Termogeneradores: cómo "soldar" electricidad en una estufa de gas yEfecto Peltier: el efecto mágico de la corriente eléctrica.