Celle di peltier per raffreddare
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Il raffreddamento termoelettrico utilizza l’effetto Peltier per creare un flusso di calore alla giunzione di due diversi tipi di materiali. Un raffreddatore, riscaldatore o pompa di calore termoelettrica Peltier è una pompa di calore attiva allo stato solido che trasferisce il calore da un lato del dispositivo all’altro, con consumo di energia elettrica, a seconda della direzione della corrente. Tale strumento è anche chiamato dispositivo Peltier, pompa di calore Peltier, frigorifero allo stato solido o raffreddatore termoelettrico (TEC) e occasionalmente batteria termoelettrica. Può essere utilizzato sia per il riscaldamento che per il raffreddamento,[1] anche se in pratica l’applicazione principale è il raffreddamento. Può anche essere usato come un regolatore di temperatura che riscalda o raffredda.
Modulo di raffreddamento peltier
I regolatori TEC sono utilizzati per il raffreddamento e il riscaldamento termoelettrico in combinazione con elementi Peltier o riscaldatori resistivi. Gli elementi Peltier sono pompe di calore che trasferiscono il calore da un lato all’altro, a seconda della direzione della corrente elettrica. I regolatori TEC sono usati per pilotare gli elementi Peltier. Questa guida alla progettazione del sistema fornisce informazioni su come progettare una semplice applicazione di raffreddamento termoelettrico utilizzando regolatori TEC ed elementi Peltier. Quando si progetta un’applicazione termoelettrica, il raffreddamento è la parte critica. Quindi, prenderemo il caso del raffreddamento di un oggetto come esempio per la guida alla progettazione.
Progettare un sistema termoelettrico completo può essere un compito molto complicato. Tuttavia, per un sistema più semplice non ci si dovrebbe perdere nei dettagli. Questa guida è un punto di partenza per la stima dei parametri di progettazione con alcune semplificazioni per una nuova applicazione di raffreddamento termoelettrico. Passo dopo passo passiamo attraverso tutte le fasi di progettazione necessarie, evidenziamo i punti importanti e infine calcoliamo un esempio di applicazione. Trattiamo un sistema con un elemento Peltier a singolo stadio. Gli elementi Peltier multistadio raggiungono temperature più basse, ma sono più complessi da progettare.
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Le soluzioni comuni di gestione termica utilizzate nelle applicazioni elettroniche affrontano gli oggetti di raffreddamento con scambiatori di calore e flusso di fluido. Lo scambiatore di calore è tipicamente o il pacchetto elettronico stesso o un dissipatore di calore estruso o stampato collegato al pacchetto. L’aria è il fluido più comunemente usato nelle soluzioni termiche, sia con la convezione naturale che spinto da una ventola. Nella maggior parte di queste soluzioni, la temperatura dell’oggetto da raffreddare rimane al di sopra della temperatura ambiente. I moduli Peltier sono dispositivi elettronici progettati per raffreddare gli oggetti al di sotto della temperatura ambiente o per mantenere gli oggetti a una temperatura specifica mediante riscaldamento o raffreddamento controllato. Selezionare o specificare un modulo Peltier non è difficile, ma una comprensione di base delle caratteristiche del modulo può essere utile per garantire che il processo scorra senza problemi.
Molti componenti elettronici forniscono un miglior rapporto segnale/rumore a temperature più basse o sono suscettibili di danni quando operano a temperature superiori alle specifiche. Allo stesso modo, alcune reazioni chimiche devono essere mantenute a una temperatura specifica o al di sotto di essa. In queste applicazioni un modulo Peltier può essere usato per risolvere i problemi termici e raffreddare gli oggetti al di sotto della temperatura ambiente dove un dissipatore di calore convenzionale e una ventola non possono farlo. Inoltre, i moduli Peltier e il circuito di controllo appropriato permettono di mantenere un oggetto a una temperatura specifica anche sotto carichi termici rapidamente fluttuanti.
Effetto peltier
Le comuni soluzioni di gestione termica utilizzate nelle applicazioni elettroniche affrontano il raffreddamento degli oggetti con scambiatori di calore e flusso di fluidi. Lo scambiatore di calore è tipicamente o il pacchetto elettronico stesso o un dissipatore di calore estruso o stampato attaccato al pacchetto. L’aria è il fluido più comunemente usato nelle soluzioni termiche, sia con la convezione naturale che spinto da una ventola. Nella maggior parte di queste soluzioni, la temperatura dell’oggetto da raffreddare rimane al di sopra della temperatura ambiente. I moduli Peltier sono dispositivi elettronici progettati per raffreddare gli oggetti al di sotto della temperatura ambiente o per mantenere gli oggetti a una temperatura specifica mediante riscaldamento o raffreddamento controllato. Selezionare o specificare un modulo Peltier non è difficile, ma una comprensione di base delle caratteristiche del modulo può essere utile per garantire che il processo scorra senza problemi.
Molti componenti elettronici forniscono un miglior rapporto segnale/rumore a temperature più basse o sono suscettibili di danni quando operano a temperature superiori alle specifiche. Allo stesso modo, alcune reazioni chimiche devono essere mantenute a una temperatura specifica o al di sotto di essa. In queste applicazioni un modulo Peltier può essere usato per risolvere i problemi termici e raffreddare gli oggetti al di sotto della temperatura ambiente dove un dissipatore di calore convenzionale e una ventola non possono farlo. Inoltre, i moduli Peltier e il circuito di controllo appropriato permettono di mantenere un oggetto a una temperatura specifica anche sotto carichi termici rapidamente fluttuanti.
