Principiul de funcționare al modulelor termoelectrice
Funcționarea modulului de răcire termoelectric constă efectul descoperit de ceasornicarul francez Jean Peltier, care, în 1834 g. A descoperit că, atunci când fluxurile de curent electric într-un circuit format din conductori diferite, absorbite sau puse în contact conductoare la sol, în funcție de curentul de direcție, căldura . Astfel, cantitatea de căldură proporțională absorbită la trecerea curentului prin firele de contact. Cel mai puternic efect Peltier se manifestă la contactul cu alt tip de conductivitate semiconductor (P- sau n-) sau, cu alte cuvinte, un p-n joncțiune. În limbajul explicația fizicii clasice efect Peltier este interacțiunea electronilor de conducție, încetini sau viteza în potențial p-n joncțiunea contact cu vibrațiile termice ale atomilor din semiconductor matrice. Ca urmare, în funcție de direcția de mișcare a electronilor (și, prin urmare, curentul) este porțiunea încălzită sau răcită cu semiconductori, direct adiacent la p-n tranziția (Fig.1).
efect Fig.1 Peltier când fluxurile de curent prin P- semiconductor și tipuri de conductivitate n-.
efect Peltier este baza activității modulului termoelectric (TEM). Element unitate TEM este un termocuplu format dintr-un conductor de tip p și un conductor de tip n. În conexiune electrică secvențială a unei multitudini de astfel de termocupluri căldura absorbită la contactul p-tip n tip de contact este alocat p-n. Un modul termoelectric este o pluralitate de termocupluri sunt de obicei conectate împreună în serie și în paralel cu curentul fluxului de căldură. Termocuplele sunt plasate între două plăci ceramice plate (Figura 2). Numărul de termocupluri poate varia foarte mult - de la câteva mii de perechi care pot crea o capacitate de răcire de la TEC zecimi de wați la sute de wați. Termoeektricheskoy cea mai mare eficiență în rândul industrial utilizat pentru fabricarea materialelor TEM are bismut telurură, care pentru a obține tipul de conductivitate dorită și parametrii se adaugă impuritate specifică, de exemplu, seleniu și antimoniu.
Fig.2. Structura modulului termoelectric semiconductor.
La trecerea prin diferența constantă TEM curentului electric generat de temperatură între laturile sale: o placă (rece) se răcește, iar celălalt (cald) este încălzit. Atunci când se utilizează o TEM trebuie să asigure îndepărtarea eficientă a căldurii din partea fierbinte a acesteia, de exemplu, printr-un schimbător de căldură cu apă de aer sau radiator. Dacă se menține temperatura laturii fierbinte a modulului la temperatura ambiantă, apoi temperatura laterală rece poate fi obținută, care este de zeci de grade sub. Gradul de răcire este proporțională cu cantitatea de trecere a curentului prin CET. Apariția unei TEM tipică este prezentată în figura 3.
Figura 3. Aspectul modulului termoelectric.