puolijohdelämpöpumpuilla

Puolijohdelämpöpumput, tunnetaan myös nimellä Peltier-elementit tai termoelektriset lämpöpumput, ovat laitteita, jotka hyödyntävät Peltier-ilmiötä lämmön siirtämiseen kahden eri materiaalin välistä sähkövirran avulla. Kun sähkövirta kulkee kahden erilaisen puolijohdemateriaalin rajapinnan läpi, toinen puoli elementistä lämpenee ja toinen puoli jäähtyy. Tämä ilmiö on käänteinen Seebeckin ilmiölle, jota käytetään termoelektrisissä generaattoreissa sähkön tuottamiseen lämpötilaeroista.

Peltier-elementit koostuvat tyypillisesti useista puolijohdesäilykkeistä, jotka on kytketty sarjaan sähköisesti ja rinnan lämpömäisesti. Näitä säilykkeitä yhdistää keraamiset levyt, jotka toimivat sähköisina eristeinä mutta hyvä johtavat lämpöä. Kun jännitettä kytketään elementtiin, elektronit kuljettavat lämpöenergiaa toiselta puolelta toiselle. Tätä ominaisuutta voidaan käyttää jäähdytykseen tai lämmitykseen, riippuen virran suunnasta.

Puolijohdelämpöpumppujen etuja ovat niiden pieni koko, ei liikkuvia osia, pitkä käyttöikä ja kyky tarkkaan lämpötilan säätöön. Ne eivät myöskään käytä ympäristölle haitallisia kylmäaineita. Toisaalta niiden hyötysuhde on usein alhaisempi kuin perinteisten kompressoripohjaisten lämpöpumppujen, ja ne ovat tehokkaimmillaan pienemmillä tehoalueilla ja pienillä lämpötilaeroilla. Tämän vuoksi niitä käytetään tyypillisesti erikoistuneissa sovelluksissa, kuten elektronisten komponenttien jäähdytyksessä, kannettavissa jääkaapeissa, lääketieteellisissä laitteissa ja tarkkuusjäähdytysjärjestelmissä.