Пелетье — маленький элемент с большими возможностями

В 1834 году Жан Пелетье установил, что если через два разнородных проводника пропустить постоянный электрический ток, то в местах их контактов будет происходить поглощение или выделение тепла, в зависимости от направления тока.

Термоэлектрический преобразователь, в основе работы которого лежит этот эффект, называется элементом пелетье.

Принцип работы

Единичный элемент такого термоэлектрического модуля – термопара, где один проводник относится к р-типу, а другой – к n-типу. Когда несколько таких единиц соединены последовательно, то теплота, которая поглощается на контакте типа n-p, будет выделяться на контакте типа p-n.

Элемент пелетье – это множество таких термопар, размещенных между двумя керамическими пластинами, соединенных по току последовательно, по потоку теплоты – параллельно.
Проходящий через него постоянный электрический ток вызывает охлаждение одной пластины и нагрев другой. Величина перенесенного тепла пропорциональна току.

Сфера использования

Элемент Пелетье получил широкое применение:

• Компактные автомобильные холодильники.
• Звукотехника и акустика.
• Портативные компрессоры.
• Охлаждение лазеров и светодиодов, что помогает стабилизировать волны излучения и увеличить срок службы.
• Криогенная техника. Здесь применяются многоступенчатые системы из редкоземельных элементов.
• Портативные термогенераторы. Благодаря особенности эффекта работать в обе стороны, используя такие элементы, можно создать мини – электростанцию.

Цены и где купить

Среди российских заводов, которые изготавливают и продают элементы Пелетье на экспорт, самые известные — Криотерм и Остерм, расположенные в Санкт – Петербурге. Последний также принимает заказы на термоэлектрические пластины требуемой мощности и размеров. Достаточно много предложений и от китайских производителей.
Сегодня проще всего элемент пелетье купить, используя интернет – ресурсы. Также такие элементы можно приобрести на радиорынках.
Стоимость варьируется в зависимости от производителя (российские дороже), мощности, количества и других моментов.
Например, модуль на 30 ватт можно найти приблизительно за 10 долларов. Модели на 172 ватт встречаются за 50 долларов.

Достоинства

1. Значительная мощность теплопередачи при небольших габаритных размерах.
2. Позволяет значительно снизить габариты радиатора.
3. Полное отсутствие шума.
4. Долговечность. Срок службы без выключения составляет порядка 23 лет. Всё зависит от качества самого элемента.
5. Приемлемая стоимость в соотношении с получаемыми плюсами.
6. Универсальность. К керамическим обкладкам, используя термопасту, можно прикрепить любой элемент, который нужно охладить.

Недостатки

1. Низкая пробивная способность.
2. Не подходят для использования в сверхточной электронике.
3. Ограниченность габаритов.
4. Большие токи и отдельное питание.
5. Низкий КПД.
6. Дополнительный нагрев.

Своими руками

На основе элементов пелетье можно своими руками, используя преобразователи напряжения и подручные материалы, создавать различные термоэлектрогенераторы. Они подойдут для использования на даче, туристических походах, в горах. Например, можно собрать зарядку для батареек и мобильного телефона, светодиодный фонарик.

Критерии выбора

Подбор элемента осуществляется на основании величины требуемой холодопроизводительности с учётом заданной разности температур между объектом, который нужно охладить, и окружающей средой.
Сегодня созданы компьютерные программы выбора модулей для различных цепей.