Peltiersüsteemide

Peltiersüsteemid ehk termoelektrilised süsteemid kasutavad Peltieri efekti, et elektrivoolu toimel viia soojust ühest pinnast teise. Need moodulid on tahked ning sageli kompaktsed, mistõttu on need vaiksed ja usaldusväärsed ning sobivad täpseks temperatuurikontrolliks ilma liikuvate osade riskita.

Termoelektrilised moodulid (TEM-id) koosnevad N- ja P-tüüpi pooljuhtelementidest, mille elektriline ühendus on seerian ja termiline ühendus paralleelne. Kui moodulile rakendatakse vool, tekib Peltieri efekt: külm pool imab soojust ja kuum pool eraldab soojust. Nii saab moodul külmuda või kuumeneda vastavalt voolu suunale. Jõudlust määrab temperatuurierinevus ΔT ja koormus.

Süsteemi peamised komponendid on TEM-id, hea kontaktiga külm pind või jahutuspind, kuuma poole soojusvaheti, juhtimisseadmed ja temperatuurisensorid. Külm külg ühendatakse jahutus- või soojusvahetiga ning kuum külg juhitakse ära, et vältida ülekuumenemist. Hea soojusvaheti disain ja korralik termiline juhtivus on süsteemi töökindluse ja efektiivsuse jaoks kriitilised.

Jõudlus ja piirangud: COP ja maksimaalne külmvõimsus on tavaliselt madalamad kui traditsioonilistel vedelkülmutussüsteemidel, kuid peltiersüsteemid on väga sobivad väikeste ΔT ja madalate koormuste puhul, mis võimaldab kiiresti reageerida ja pakkuda täpset temperatuuri kontrolli. Vajalik on head soojusvahetust ja adekvaatne soojajuhtivus.

Rakendused hõlmavad elektroonika jahutust (mikroprocessorid, LED-id), laserdiode ja detektorite jahutust, laboriseadmeid ning kaasaskantavaid või kompaktseid külmikuid. Materjalidena kasutatakse peamiselt Bi2Te3 baasil pooljuhte, mis sobivad toatemperatuurile ning kõrgemate temperatuuride jaoks arendatakse teisi materjale. Peamised piirangud on madal efektiivsus ja vajadus kvaliteetse soojusvahetuse järele, mis mõjutab süsteemi suurust ja hinda.