تاریخچه Peltier چیست؟
Peltier چیست؟ چارلز پلتیر در سال ۱۸۳۴ دریافت که با اعمال جریان الکتریکی در محل اتصال دو فلز غیر هم جنس، یک اختلاف دمای بالا بین دو صفحه آن ایجاد می‌شود؛ که آن را Peltier نامید. امروز با نام TEC یا ترموالکتریک یا المان خنک کننده نیز شناخته می‌شود. سال‌ها بعد دانشمندی با نام EMIL LENS کشف کرد عبور جریان از دو فلز آنتیموان و بیسموت سبب یخ زدن آب و عبور برعکس آن سبب به جوش رسیدن آب می‌شود.
Peltier چیست؟
در پلتیر یا TEC مخفف عبارت Thermal Electronic Chip گرما از یک سمت به سمت دیگر منتقل می‌شود. TEC یا المان خنک کننده نوعی ماژول سرامیکی است که با عبور جریان الکتریکی دمای سرد و گرم تولید می‌کند؛ به عبارت دیگر Peltier یک پمپ گرمایی فعال حالت جامد است که بسته به جهت جریان، گرما را از یک طرف دستگاه به طرف دیگر منتقل می‌کند.
المان سردکننده قطعه ایست با اندازه‌های مختلف و با ضخامت چند میلی‌متر که با متصل شدن به برق ۱۲ ولت و کشیدن آمپر بسیار بالایی در حدود ۶ تا ۲۵ آمپر یک‌طرف آن بسیار گرم و طرف دیگر سرد می‌شود و اختلاف دمایی حدوداً ۶۹ درجه سانتی گراد ایجاد می‌کند. از آنجایی که کاربرد این المان همان‌طور که از نام آن پیداست برای تولید سرماست. همچنین از هیت سینک به منظور، کاهش دما و حرارت ناشی از گرمای سمت گرم پلتیر استفاده می‌کنند. با خنک شدن دمای طرف گرم دمای طرف سرد نیز کاهش می‌یابد.
درنتیجه یک سمت TEC، حرارت را جذب و سمت دیگر دفع می‌کند؛ بنابراین همیشه یک سمت خنک و سمت دیگر گرم می‌شود. المان خنک کننده با ولتاژ DC یا مستقیم کار می‌کند.
بررسی نحوه عملکرد TEC یا Peltier
بین این المان‌ها قطعات نیمه هادی وجود دارد که بر روی آن‌ها دو صفحه سرامیکی وجود دارد. این قطعات نیمه هادی به دو سیم برای جریان وصل هستند, اگر یکی از این سیم‌ها را به قطب مثبت و دیگری را به قطب منفی وصل کنیم, یک طرف سرد و طرف دیگری گرم می‌شود و اگر ولتاژ را برعکس کنیم ایجاد سرما و گرما هم برعکس می‌شود.
پارامترهای مهم هک شده بر روی پلتیر؟
بر روی هر ماژول پلتیر حروف و اعدادی نوشته شده است که هرکدام معانی خاص خود رادارند.
نکته: ماژول پلتیر ولتاژ بیش از ۱۲ ولت را تحمل نمی‌کند.
کاربرد المان سردکننده:
ماژول Peltier در نگهداری مواد غذایی، صنعت پزشکی، تهویه هوا، خنک کننده آب و صنایع الکترونیک، مخابرات، کنترل دمای اجزا و قطعات بحرانی ماشین‌ها، تولید تراشه‌های مجتمع، تجهیزات لیزر، حمل و نقل، صنایع فضایی مورد استفاده قرار می گیرد.
مهم‌ترین کاربرد المان پلتیر در خنک کردن سیستم‌هایی مانند CPU می‌باشد. همچنین TEC ها با وات پایین‌تر راندمان بهتری دارند.
استفاده از TEC به دلیل مصرف برق و هزینه زیاد چندان به صرفه نمی‌باشد.
مزایای المان‌های سرد کننده
- نشتی گاز ندارند
- نگهداری ارزان
- عمر طولانی
- قابل کنترل
- سازگار با شرایط محیطی مختلف
- رسیدن به دماهای خیلی پایین‌تر از دمای محیط
- دستگاه‌هایی که با ماژول‌های TEC سرما تولید می‌کنند نسبت به یخچال‌ها نیاز به کمپرسور ندارند به همین دلیل کم‌حجم هستند و وزن پایینی دارند.
معایب المان خنک کننده TEC
- مصرف انرژی بالا و راندمان پایین این
- المان‌های سرد کننده توانایی محدودی در تبدیل گرما دارند و در مکان‌هایی با گرمای بالا ممکن است نتوانند به نتیجه مطلوب برسند.
- فنّاوری ساخت المان‌های خنک کننده نوپا است.
المان خنک کننده TEG
المان خنک کننده TEG مخفف عبارت Thermo-Electric Generator می‌باشند. TEG برعکس TEC کار می‌کند یعنی اختلاف دمای بین دو سطح را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند. در مدل‌های TEC گفته شد که با عبور جریان از داخل ماژول پلتیر، اختلاف دمایی در بین دو سطح سرامیکی ایجاد می‌شود. ولی در مدل TEG به حالت برعکس کارایی دارد. به این ترتیب با اعمال یک اختلاف دمایی در سطح سرامیکی ماژول، خروجی یک جریان الکتریکی خواهد بود. این مدل در ابعاد مختلف برای مصارف مختلف طراحی می‌شود. المان خنک کننده TEG به دو حالت دما بالا یا High Temperature و حالت دما پایین یا low temperature وجود دارد.