थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के फायदे और सीमाएं

थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के फायदे और सीमाएं

पेल्टियर प्रभाव तब होता है जब दो अलग-अलग चालकों से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, जिससे एक जंक्शन पर ऊष्मा अवशोषित होती है और दूसरे जंक्शन पर उत्सर्जित होती है। यही मूल सिद्धांत है। थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर डिवाइस या पेल्टियर कूलर में, अर्धचालक पदार्थों (आमतौर पर एन-टाइप और पी-टाइप) से बने मॉड्यूल होते हैं, जो विद्युत रूप से श्रृंखला में और तापीय रूप से समानांतर में जुड़े होते हैं। जब आप डीसी धारा प्रवाहित करते हैं, तो एक तरफ ठंडा हो जाता है और दूसरी तरफ गर्म हो जाता है। ठंडे हिस्से का उपयोग शीतलन के लिए किया जाता है, और गर्म हिस्से को ऊष्मा-अवशोषित करने की आवश्यकता होती है, संभवतः हीट सिंक या पंखे की सहायता से।

इसके फायदों जैसे कि इसमें कोई गतिशील पुर्जा नहीं है, यह कॉम्पैक्ट आकार का है, सटीक तापमान नियंत्रण प्रदान करता है और विश्वसनीय है। इसका उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां ऊर्जा दक्षता की तुलना में ये कारक अधिक महत्वपूर्ण होते हैं, जैसे कि छोटे कूलर, इलेक्ट्रॉनिक घटकों को ठंडा करने या वैज्ञानिक उपकरणों को ठंडा करने में।

एक सामान्य थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल (थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर एलिमेंट, पेल्टियर मॉड्यूल या टीईसी मॉड्यूल) में दो सिरेमिक प्लेटों के बीच एन-टाइप और पी-टाइप सेमीकंडक्टरों के कई जोड़े होते हैं। सिरेमिक प्लेटें विद्युत इन्सुलेशन और ऊष्मीय चालकता प्रदान करती हैं। जब करंट प्रवाहित होता है, तो इलेक्ट्रॉन एन-टाइप से पी-टाइप की ओर गति करते हैं, ठंडी तरफ ऊष्मा अवशोषित करते हैं और पी-टाइप पदार्थ से गुजरते हुए गर्म तरफ ऊष्मा छोड़ते हैं। सेमीकंडक्टरों का प्रत्येक जोड़ा समग्र शीतलन प्रभाव में योगदान देता है। अधिक जोड़े होने का अर्थ है अधिक शीतलन क्षमता, लेकिन साथ ही अधिक बिजली की खपत और ऊष्मा का अपव्यय भी होगा।

यदि थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (पेल्टियर डिवाइस), थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर या गर्म भाग को ठीक से ठंडा नहीं किया जाता है, तो इसकी कार्यक्षमता कम हो जाती है और यह काम करना बंद कर सकता है या क्षतिग्रस्त भी हो सकता है। इसलिए उचित हीट सिंकिंग अत्यंत महत्वपूर्ण है। उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए पंखे या तरल शीतलन प्रणाली का उपयोग किया जा सकता है।

तापमान में अधिकतम अंतर, शीतलन क्षमता (कितनी ऊष्मा अवशोषित कर सकता है), इनपुट वोल्टेज और करंट, और प्रदर्शन गुणांक (सीओपी)। सीओपी शीतलन शक्ति और विद्युत शक्ति इनपुट का अनुपात है। चूंकि थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, टीईसी मॉड्यूल, पेल्टियर मॉड्यूल और थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर बहुत कुशल नहीं होते हैं, इसलिए उनका सीओपी आमतौर पर पारंपरिक वाष्प-संपीड़न प्रणालियों की तुलना में कम होता है।

धारा की दिशा यह निर्धारित करती है कि कौन सा भाग ठंडा होगा। धारा को उलट देने से गर्म और ठंडे भाग आपस में बदल जाएंगे, जिससे शीतलन और तापन दोनों मोड संभव हो सकेंगे। यह तापमान स्थिरीकरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, जिन्हें पेल्टियर कूलर या पेल्टियर डिवाइस भी कहा जाता है, की सीमाएँ हैं कम दक्षता और सीमित क्षमता, विशेष रूप से बड़े तापमान अंतर के मामलों में। ये मॉड्यूल तब सबसे अच्छा काम करते हैं जब मॉड्यूल के आर-पार तापमान का अंतर कम हो। यदि तापमान का अंतर बहुत अधिक हो, तो इनका प्रदर्शन गिर जाता है। साथ ही, ये परिवेश के तापमान और गर्म सिरे को कितनी अच्छी तरह से ठंडा किया जाता है, इस पर भी निर्भर करते हैं।

थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल के फायदे:

सॉलिड-स्टेट डिज़ाइन: इसमें कोई गतिशील भाग नहीं होते, जिसके परिणामस्वरूप उच्च विश्वसनीयता और कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।

कॉम्पैक्ट और शांत: छोटे पैमाने के अनुप्रयोगों और न्यूनतम शोर की आवश्यकता वाले वातावरण के लिए आदर्श।

सटीक तापमान नियंत्रण: करंट को समायोजित करके कूलिंग पावर को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है; करंट को उलटने से हीटिंग/कूलिंग मोड बदल जाते हैं।

पर्यावरण के अनुकूल: इसमें रेफ्रिजरेंट का उपयोग नहीं किया गया है, जिससे पर्यावरण पर प्रभाव कम होता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल की सीमाएँ:

कम दक्षता: प्रदर्शन गुणांक (सीओपी) आमतौर पर वाष्प-संपीड़न प्रणालियों की तुलना में कम होता है, खासकर बड़े तापमान प्रवणता के मामलों में।

ऊष्मा अपव्यय संबंधी चुनौतियाँ: अत्यधिक गर्मी को रोकने के लिए प्रभावी तापीय प्रबंधन की आवश्यकता होती है।

लागत और क्षमता: प्रति शीतलन इकाई की लागत अधिक है और बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए क्षमता सीमित है।

बीजिंग हुइमाओ कूलिंग इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड का थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल

TES1-031025T125 विनिर्देश

आईमैक्स: 2.5ए

यूमैक्स: 3.66V

Qmax: 5.4W

डेल्टा टी अधिकतम: 67 डिग्री सेल्सियस

एसीआर: 1.2 ±0.1Ω

आकार: 10x10x2.5 मिमी

ऑपरेटिंग तापमान सीमा: -50 से 80 डिग्री सेल्सियस

सिरेमिक प्लेट: 96% Al2O3, सफेद रंग

ऊष्माविद्युत पदार्थ: बिस्मथ टेलुराइड

704 आरटीवी से सील किया गया

तार: 24AWG तार, उच्च तापमान प्रतिरोध 80℃

तार की लंबाई: ग्राहक की आवश्यकतानुसार 100, 150 या 200 मिमी।

बीजिंग हुइमाओ कूलिंग इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड का थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल

TES1-11709T125 विनिर्देश

गर्म सिरे का तापमान 30 डिग्री सेल्सियस है।

आईमैक्स: 9ए

，

यूमैक्स: 13.8V

Qmax: 74W

डेल्टा टी अधिकतम: 67 डिग्री सेल्सियस

आकार: 48.5 x 36.5 x 3.3 मिमी, केंद्र छेद: 30 x 17.8 मिमी

सिरेमिक प्लेट: 96% Al2O3

सीलबंद: 704 आरटीवी (सफेद रंग) से सीलबंद।

तार: 22AWG पीवीसी, तापमान प्रतिरोध 80℃।

तार की लंबाई: 150 मिमी या 250 मिमी

ऊष्माविद्युत पदार्थ: बिस्मथ टेलुराइड