Современный человек не представляет свою жизнь без холодильника. В нем мы храним различные продукты, медикаменты, косметику и т.д. Однако обычный холодильник нельзя взять с собой в путешествие. Для этой цели можно использовать специальную сумку с термоэлементом Пельтье.
Описание и сфера применения
Термоэлемент Пельтье – это специальное охлаждающее устройство, принцип действия которого основан на одноименном эффекте. Своим названием он обязан первооткрывателю Жану Шарлю Пельтье.
Суть эффекта заключается в том, что контакт разных проводников способствует выделению или поглощению тепла. Объясняется это следующим образом: контактная разность потенциалов заставляет электроны замедлять или ускорять свое движение. Соответственно, это приводит к выделению или поглощению тепловой энергии.
Элементы Пельтье нашли широкое применение в системе охлаждения. Они используются в автомобильных холодильниках, настольных охладителях, кулерах для воды и даже в процессорах компьютеров.
Технические характеристики
Как и все электронные устройства, элементы Пельтье имеют ряд технических характеристик, которые позволяют выбрать наиболее подходящий прибор. При покупке устройства необходимо обратить внимание на следующие показатели:
- холодопроизводительность;
- максимальный температурный перепад между сторонами элемента;
- допустимую силу тока;
- максимальное напряжение;
- внутреннее сопротивление резистора;
- коэффициент эффективности.
Все эти данные можно получить у производителя или найти в техническом паспорте устройства. Показатели следует подбирать в зависимости от цели, для которой приобретается прибор.
Внутреннее устройство и принцип работы
Элемент Пельтье представляет собой небольшой модуль, состоящий из двух пластин изоляторов, изготовленных из керамики. Между ними располагаются последовательно соединенные термопары. Соединение осуществляется с помощью медных шин. Количество термопар зависит от назначения устройства. Некоторые приборы могут иметь только одну пару, другие – несколько сотен.
Каждая термопара состоит из полупроводников р – типа и n – типа. Одна часть модуля контактирует с p-n парой, другая — с n-p. Сторона с p-n контактами нагревается, а противоположная, соответственно, охлаждается.
Расшифровка маркировок
Все термомодули имеют специальную маркировку, содержащую несколько букв и цифр. Данное обозначение легко расшифровывается:
- первые две буквы всегда одинаковы – TE, они указывают на то, что это термоэлемент;
- следующая буква обозначает размер: C – стандартный и S – маленький;
- цифра, стоящая перед дефисом, показывает, сколько слоев в данном модуле;
- первые три цифры после дефиса обозначают количество термопар;
- последние две цифры несут информацию о величине номинального тока в Амперах.
Рассмотрим расшифровку на конкретном примере. На фото представлен термоэлемент стандартного размера с одним каскадом (слоем). Устройство имеет 127 термопар. А величина номинального тока равна 6 Амперам.
Плюсы и минусы устройства
Элемент Пельтье – это уникальное устройство, имеющее массу преимуществ. Среди них можно выделить следующие:
- отсутствие движущихся деталей, жидкостей и газов;
- бесшумная работа;
- небольшие размеры;
- возможность выполнения двух функций: нагревание и охлаждение.
Однако прибор имеет достаточное количество недостатков, из-за которых его нельзя использовать вместо обычного холодильника. Основными недостатками термоэлемета являются:
- низкий КПД (прибор способен понизить температуру лишь на несколько градусов относительно окружающей среды);
- отсутствие возможности работы без постоянного источника питания;
- ограниченное число циклов запуск-отключение;
- постепенное включение и отключение.
Элемент Пельтье используется во многих современных приборах, предназначенных для регулировки температуры. Устройство одновременно греется и охлаждается с разных сторон. Данный термоэлемент чаще всего используется в переносных или автомобильных холодильниках.
