مزايا وعيوب الوحدات الكهروحرارية

مزايا وعيوب الوحدات الكهروحرارية

يحدث تأثير بلتييه عندما يمر تيار كهربائي عبر موصلين مختلفين، مما يؤدي إلى امتصاص الحرارة عند أحد طرفي التوصيل وإطلاقها عند الطرف الآخر. هذه هي الفكرة الأساسية. في وحدة التبريد الكهروحرارية، أو جهاز بلتييه، أو مبرد بلتييه، توجد وحدات مصنوعة من مواد شبه موصلة، عادةً من النوع السالب (n) والنوع الموجب (p)، موصولة كهربائيًا على التوالي وحراريًا على التوازي. عند تطبيق تيار مستمر، يبرد أحد الجانبين ويسخن الآخر. يُستخدم الجانب البارد للتبريد، بينما يحتاج الجانب الساخن إلى تبديد الحرارة، ربما باستخدام مشتت حراري أو مروحة.

بفضل مزاياها العديدة، مثل عدم وجود أجزاء متحركة، وصغر حجمها، ودقة التحكم في درجة الحرارة، وموثوقيتها العالية، تُستخدم هذه التقنية في التطبيقات التي تكون فيها هذه العوامل أكثر أهمية من كفاءة الطاقة، كما هو الحال في المبردات الصغيرة، وتبريد المكونات الإلكترونية، والأجهزة العلمية.

تتكون وحدة التبريد الكهروحرارية النموذجية، أو وحدة التبريد الكهروحرارية، أو عنصر بلتييه، أو وحدة بلتييه، أو وحدة TEC، من عدة أزواج من أشباه الموصلات من النوعين n و p محصورة بين لوحين خزفيين. يوفر اللوحان الخزفيان العزل الكهربائي والتوصيل الحراري. عند مرور التيار الكهربائي، تنتقل الإلكترونات من النوع n إلى النوع p، فتمتص الحرارة من الجانب البارد، وتطلقها من الجانب الساخن أثناء مرورها عبر مادة النوع p. يساهم كل زوج من أشباه الموصلات في تأثير التبريد الكلي. زيادة عدد الأزواج تعني زيادة في قدرة التبريد، ولكنها تعني أيضًا زيادة في استهلاك الطاقة والحرارة التي يجب تبديدها.

إذا لم يتم تبريد الجانب الساخن لوحدة التبريد الكهروحرارية بشكل صحيح، فإن كفاءتها ستنخفض، وقد تتوقف عن العمل أو تتلف. لذا، يُعدّ التبريد المناسب أمرًا بالغ الأهمية. ربما يُمكن استخدام مروحة أو نظام تبريد سائل للتطبيقات ذات الطاقة العالية.

يعتمد أداء نظام التبريد الكهروحراري على عدة عوامل، منها فرق درجة الحرارة الأقصى الذي يمكن تحقيقه، وقدرة التبريد (كمية الحرارة التي يمكنه ضخها)، وجهد وتيار الإدخال، ومعامل الأداء (COP). معامل الأداء هو نسبة قدرة التبريد إلى الطاقة الكهربائية المُدخلة. ونظرًا لأن وحدات التبريد الكهروحرارية ليست عالية الكفاءة، فإن معامل أدائها عادةً ما يكون أقل من أنظمة ضغط البخار التقليدية.

يُحدد اتجاه التيار الجانب الذي يبرد. ويؤدي عكس اتجاه التيار إلى تبديل الجانبين الساخن والبارد، مما يسمح بوضعي التبريد والتدفئة. وهذا مفيد للتطبيقات التي تتطلب استقرار درجة الحرارة.

وحدات التبريد الكهروحرارية، أو وحدات التبريد الكهروحرارية، أو مبردات بلتييه، أو أجهزة بلتييه، من عيوبها انخفاض الكفاءة ومحدودية السعة، خاصةً عند وجود فروق كبيرة في درجات الحرارة. تعمل هذه الوحدات بكفاءة عالية عندما يكون فرق درجة الحرارة عبر الوحدة صغيرًا. أما عند الحاجة إلى فرق كبير في درجة الحرارة، ينخفض ​​الأداء. كما أنها تتأثر بدرجة حرارة المحيط وكفاءة تبريد الجانب الساخن.

مزايا وحدة التبريد الكهروحرارية:

تصميم الحالة الصلبة: لا توجد أجزاء متحركة، مما يؤدي إلى موثوقية عالية وصيانة منخفضة.

صغير الحجم وهادئ: مثالي للتطبيقات الصغيرة والبيئات التي تتطلب الحد الأدنى من الضوضاء.

التحكم الدقيق في درجة الحرارة: يسمح ضبط التيار بضبط دقيق لقوة التبريد؛ ويؤدي عكس التيار إلى تبديل أوضاع التسخين/التبريد.

صديق للبيئة: لا يحتوي على مواد تبريد، مما يقلل من التأثير البيئي.

قيود وحدة توليد الطاقة الكهروحرارية:

انخفاض الكفاءة: معامل الأداء (COP) عادة ما يكون أقل من أنظمة ضغط البخار، خاصة مع تدرجات درجة الحرارة الكبيرة.

تحديات تبديد الحرارة: يتطلب الأمر إدارة حرارية فعالة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

التكلفة والقدرة: تكلفة أعلى لكل وحدة تبريد وقدرة محدودة للتطبيقات واسعة النطاق.

وحدة التبريد الكهروحرارية لشركة بكين هويماو المحدودة

مواصفات TES1-031025T125

الحد الأقصى: 2.5 أمبير،

Umax: 3.66 فولت

Qmax: 5.4 واط

دلتا تي ماكس: 67 درجة مئوية

ACR: 1.2 ±0.1Ω

الحجم: 10 × 10 × 2.5 مم

نطاق درجة حرارة التشغيل: من -50 إلى 80 درجة مئوية

طبق سيراميك: 96% ألومينا (Al2O3) لون أبيض

المادة الكهروحرارية: تيلوريد البزموت

مُغلق بمادة 704 RTV

سلك: سلك 24AWG مقاوم للحرارة العالية حتى 80 درجة مئوية

طول السلك: 100 أو 150 أو 200 مم حسب طلب العميل

وحدة التبريد الكهروحرارية لشركة بكين هويماو لمعدات التبريد المحدودة

مواصفات TES1-11709T125

درجة حرارة الجانب الساخن 30 درجة مئوية،

آيماكس: 9A

،

Umax: 13.8 فولت

Qmax: 74 واط

دلتا تي ماكس: 67 درجة مئوية

الأبعاد: 48.5 × 36.5 × 3.3 مم، قطر الفتحة المركزية: 30 × 17.8 مم

لوح سيراميك: 96% ألومينا

مُغلّف: مُغلّف بمادة 704 RTV (لون أبيض)

السلك: 22AWG PVC، مقاومة للحرارة حتى 80 درجة مئوية.

طول السلك: 150 مم أو 250 مم

المادة الكهروحرارية: تيلوريد البزموت