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
- Значительная мощность теплопередачи при небольших габаритных размерах.
- Позволяет значительно снизить габариты радиатора.
- Полное отсутствие шума.
- Долговечность. Срок службы без выключения составляет порядка 23 лет. Всё зависит от качества самого элемента.
- Приемлемая стоимость в соотношении с получаемыми плюсами.
- Универсальность. К керамическим обкладкам, используя термопасту, можно прикрепить любой элемент, который нужно охладить.
Недостатки
- Низкая пробивная способность.
- Не подходят для использования в сверхточной электронике.
- Ограниченность габаритов.
- Большие токи и отдельное питание.
- Низкий КПД.
- 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.