Ти знаш шта је пелтиерова ћелија?, термин опште познат као механизам за хлађење који је на тржишту већ дуги низ година. А у овом посту, осим познавања, сазнаћете како функционише, које су предности за тимове и значај за неке електронске уређаје, као и његове мане. Релативно јефтин, али веома користан механизам за очување температуре околине, и упркос томе није баш популаран међу корисницима хардвера.
Пелтиерова ћелија
Пелтиерова ћелија се примењује у различитим областима индустрије уопште у расхладним процесима, због, између осталих аспеката, њене корисности и предности конвенционално коришћених система за хлађење. Разлог зашто ћемо покушати да објаснимо у овом чланку о чему се ради и које су његове главне предности за сектор.
За почетак, треба истаћи њен значај у процесу термоелектричног хлађења кроз модел Пелтиерових ћелија, чија је примена такође суштински једноставна. Да би се то урадило, у основи се користе 2 керамичке плоче одвојене стубовима или базама, које су направљене са 2 полупроводничка формата. Једна класа П (на бази бора, индијума, галијума), као и Н (чији су елементи фосфор, арсен, антимон).
На тај начин да ове компоненте делују циркулишући константну струју између наведених керамичких плоча, док се једна од њих хлади; друга плоча сакупља сву топлоту коју је изгубила прва. Ова динамика не дозвољава да Пелтиерова ћелија зависи толико од температуре средине за хлађење.
За разлику од осталих расхладних система, који не могу да се хладе на температурама испод собне температуре. Посматрајући затим, у овом једноставном и основном процесу, голим оком се може видети корисност ове методе за постизање високих перформанси у компонентама за хлађење.
Шта је то?
У концептуалном смислу, Пелтиерова ћелија се схвата као активни систем топлотне пумпе у чврстом стању, а истовремено температура тече од једног дела опреме до другог, чији се процес одвија преко електричног напајања, према енергетском правцу. .
На овај начин, Пелтиер термоелектрични фрижидер, грејач или топлотна пумпа слуша активну топлотну пумпу у чврстом стању да преноси температуре из једног сектора у други део опреме. Овај процес се назива Пелтиерова ћелија, Пелтиер топлотна пумпа, чврсти фрижидер или термоелектрични (ТЕЦ).
Ова ћелија се може користити у системима за грејање или хлађење, иако је у пракси њена главна корисност фокусирана на хлађење. Такође може деловати као регулатор температуре, било за грејање или хлађење.
Његове основне предности у односу на парно компресијско хлађење које обезбеђује су због одсуства покретних елемената или циркулишуће течности, што му такође даје прилично дуг век трајања. Исто тако, није много осетљив на могуће цурење, има веома мале димензије и савитљив формат.
Исто тако, хладњак или Пелтиерова ћелија има двоструку намену, као механизам за хлађење, захтева напон кроз уређај, и сходно томе, он ће извести различите температуре на обе стране. Док ако се користи као генератор, једна страна уређаја ће се загрејати на више температуре од друге, сходно томе, моћи ће да генерише разлику у напону између своје 2 стране (познато у индустријској области као Сеебецк ефекат ).
Међутим, погрешно дизајниран Пелтиер хладњак представља термоелектрични генератор лошег учинка, а ако га правилно урадите, то ће дати одличне резултате. То је због различитих захтева за дизајном и паковањем.
3ДИЦ процесори
Да би се илустровала практична употреба Пелтиерове ћелије, може се поменути примена у неким механизмима или чиповима типа 3ДИЦ, за решавање или решавање температурних проблема у интегрисаним колима, где је циљ постављање Пелтиерове плоче на батерију, са сврхом да горњи уређај генерише мање топлоте, док омогућава доњем чипу да постигне већу брзину такта. ово настаје услед смањења термичког утапања између оба механизма.
Зашто се не користи у хлађењу електронских компоненти?
Вреди напоменути да је његова употреба у сектору хардвера, упркос предностима које доноси, веома ограничена. Пошто захтева високе изворе енергије, систем је неефикаснији од течног хлађења, без обзира на ваздушне хладњаке. У том смислу, мора се узети у обзир да топлота коју ствара грејна плоча такође мора бити распршена. На тај начин би се морао поставити хладњак да би се смањио вишак топлоте.
Такође треба узети у обзир да се разлика између обе стране Пелтиерове ћелије обично креће око 70ºЦ. Након тога, ћелија постаје неефикасна, док хладна почиње да се загрева. У том тренутку, 2 плоче су близу, а топлота има тенденцију пораста, тако да утиче на хладно подручје ћелије.
Пример за то се може видети на плочи величине 40к40цм која може да достигне 60В топлоте која се мора охладити, чему се мора додати и непријатност потребе за електричном енергијом за њен рад.
Сада, упркос својим потенцијалним особинама које Пелтиерова ћелија може извести, могло би се закључити да би њена корисност била шира и раширенија у заједници корисника рачунарског хардвера. Међутим, то није тако. Разлог је у основи чињеница да се ради о расхладном систему, по мишљењу стручњака, веома мањкавом.
Пошто се температура која излази из грејне плоче мора елиминисати другим сличним поступком. А то значи да за ову сврху мора бити укључен дисипатор са већим или мањим пропорцијама; и иако је механизам сам по себи економичан, додавање алтернативних механизама чини инвестицију скупљом.
Такође ће се односити на чињеницу да, с обзиром на температурну разлику коју исказују керамичке плоче, она није неограничена. И уопште, када достигне 70ºЦ континуирано, ћелија ће постати толико неефикасна да ће почети подједнако да загрева хладну плочу. Елемент који је својствен конструкцији Пелтиерове ћелије, као што је случај да су њена 2 краја веома близу, стога хладна плоча има тенденцију да се загреје због близине грејне плоче.
Уопштено говорећи, онда се може рећи да ова специфичност ћелије не чини изводљивим да термоелектрично хлађење буде усвојено у области рачунарства, или бар његова употреба није честа. Чак, многи корисници више воле да се одлуче за хлађење са променом фазе, него да користе Пелтиерове ћелије.
Како то функционише?
Сад да знам како функционише пелтиерова ћелија Може се илустровати у електротермалној опреми дизајнираној да генерише хладноћу, а почевши од електричне енергије. Ово ће деловати исто као топлотна пумпа у чврстом стању, то јест, омогућиће пренос топлоте из хладног окружења у топло, стварајући на тај начин опозицију температурном градијенту.
Већ знамо да се термоелектрични хладњаци изводе путем Пелтиеровог ефекта (који се обично назива термоелектрични). Исто тако, без обзира на опрему на којој се користи, она има 2 стране, за које ће, у тренутку када једносмерна електрична сила прође ка уређају, проводити топлоту са једне стране на другу, на начин да на једној страни она се хлади, а друга се загрева, чија је дуалност оно што чини Пелтиерову ћелију јединственом.
На тај начин што је врућа зона спојена са хладњаком, чији је циљ да одржава температуру околине, док ће хладна страна пасти на температуру околине. У одређеним применама, многи расхладни уређаји могу бити каскадни, чија је сврха снижавање и/или нормализација температуре.
Његова конструкција је заснована на два ексклузивна полупроводника, пошто су потребне различите електронске густине. Ови микроскопски се налазе термички паралелно једни са другима, а серијски у смислу електричне енергије. Они су такође уједињени кроз проводну термичку плочу на оба краја.
Применом напона или електричне енергије на слободне стране ова 2 полупроводника, развија се континуирани електрични ток захваљујући уједињењу ових компоненти одговорних за извештавање о различитим температурама. Страна расхладне плоче је одговорна за апсорпцију топлоте, да би се затим померила на други крај опреме где се налази дифузор топлоте.
Са своје стране, термоелектрични хладњаци су углавном повезани један поред другог, у средини горе поменутих керамичких плоча. Док је капацитет хлађења целе јединице одређен количином ТЕЦ коју има.
Тамо где ће једна фаза која садржи ТЕЦ изазвати типичну максималну температурну разлику од 70°Ц између њене топле и хладне стране. Што више топлоте тече ТЕЦ, то ће бити мањкавији, јер захтева расипање и топлоте коју циркулише и топлоте коју генерише, на основу сопствене потрошње енергије. Количина топлоте коју апсорбује биће пропорционална струји и времену излагања.
предност
Што се тиче предности које Пелтиерова ћелија доноси уређајима на којима се налази, може се поменути следеће:
- Нема покретне делове, стога захтева мало и често одржавање.
- Не садржи хлорофлуороугљенике (ЦФЦ).
- Могуће је контролисати температуру у делићима степена.
- Има флексибилан формат; да не говоримо о томе да је углавном мали и компактан.
- Може се користити у мањим или тежим окружењима од конвенционалног хлађења.
- Има дуг век трајања, поред тога што извештава о средњем времену између кварова (МТБФ), који може да пређе 100 хиљада сати.
- Може се контролисати променом улазног напона/струје.
- Веома су корисни у хлађењу хардвера.
мане
Како није све савршено, Пелтиерова ћелија може имати неке недостатке које вреди поменути:
- Омогућава само ограничену запремину топлотног тока да се распрши, што га чини посебно корисним у системима са високом производњом топлоте.
- Односи се само на апликације циклуса ниске топлоте.
- Није тако ефикасан, у смислу перформанси коефицијента, као системи за компресију паре.
- Представља потенцијалне ризике од опекотина.
- Постоји опасност од директног електричног контакта.
- Може да се кондензује.
- Топлота коју генерише Пелтиерова ћелија мора бити распршена.
Ако вам се допао овај садржај, можда ће вам бити занимљиве следеће теме предложене у наставку: