پروژه های آردوینو

المان خنک کننده یا TEC چیست؟

المان خنک کننده

قطعه ای که در شکل فوق می بینید یک المان خنک کننده است .المان های خنک کننده یا TEC یا صفحات Peltier قطعاتی هستند که با اعمال ولتاژ به دو سر آن ها با عبور جریان الکتریکی باعث ایجاد یک اختلاف دمای نسبتا بالا بین دو صفحه آن می شود.به طوری که گرما از یک سمت به سمت دیگر منتقل می شود.

المان خنک کننده

تاریخچه:

درسال 1834 شخصی به نام چارلز پلتیر کشف کرد که عبور جریان اکتریکی از بین اتصال دو فلز با جنس مخالف می تواند منجر به تغییرات دمایی شود. این پدیده به “اثر پلتیر” شهرت یافت .بعد ها دانشمندی به نام EMIL LENZ دریافت که عبور جریان از اتصال دو فلز  بیسموت-آنیموان می تواند تغییرات دمایی در حد یخ زدن آب به وجود بیاورد.و همچنین تغییر جهت جریان می تواند یخ به وجود آمده را ذوب کند . اما تجاری سازی این پدیده تا قبل از یک دهه پیش امکان پذیر نبود. امروزه این تکنولوژی در قالب ماژول های TEC در ابعاد و اندازه های مختلف در بازار یافت می شود .

موارد استفاده از المان های خنک کننده یا صفحات TE

از صفحات TEC یا پلتیر در ساخت تجهیزات خنک کننده ، دستگاه های تهویه هوا ، خنک کردن آب ، تجهیزات پزشکی ، نگهداری مواد غذایی ، ساخت یخچال برای اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد.

نگاهی به ساختمان داخلی صفحات TEC :

المان های خنک کننده یا پلتیر در در فرم ها و شکل های مختلفی تولید می شوند.به طور معمولا این ماژول ها از یک آرایه از قطعات نیمه هادی تشکیل شده اند که به ترتیب در بین دو صفحه سرامیکی قرار گرفته اند . ماژول های TEC دو سیم دارند که وقتی ولتاژ به دو سر آن ها اعمال می شود باعث ایجاد اختلاف دما بین دو صفحه ماژول می شود به طوری که یک طرف به شدت سرد و طرف دیگر کاملا گرم می شود .اگر پلاریته ولتاژ بین این دو سیم برعکس شود اختلاف دما نیز برعکس می شود . یعنی صفحه ای که سرد بود گرم و صفحه ای که گرم بود سرد می شود.

المان خنک کننده

مزایای استفاده از المان های خنک کننده :

  • دستکاههایی که با ماژول های TEC سرما تولید می کنند نسبت به یخچال ها نیاز به کمپرسور ندارند به همین دلیل کم حجم هستند و وزن پایینی دارند.
  • برخلاف دیگر دستگاه های سرمایشی صفحات پلتیر ( PELTIER ) خالی از گاز های مخربی مانند فریون هستند به همین دلیل کاملا سازگار با محیط زیست هستند.
  • چون هیچ بخش مکانیکی متحرک ندارند تولید سرما با ماژول های سرد کننده کاملا بدون صدا و ایجاد نویز است.
  • در صورت استفاده از کنترلر دما برای المان های سرد کننده می توان توان به دمای دقیق و سرعت پاسخ دهی بالا دست پیدا کرد.

معایب ماژول های TEC :

  • مصرف انرژی بالا و اتلاف زیاد المان های سرد کننده بزرگترین مشکل آن هاست . به همین دلیل راندمان این قطعات پایین است.
  • المان های سرد کننده توانایی محدودی در تبدیل گرما دارند به همین دلیل ممکن است در مکان های با گرمای بالا نتوان به نتیجه مطلوب دست یافت .
  • تکنولوژی ساخت المان های خنک کننده نوپا و کاملا جدید است به همین خاطر هنوز در ابتدای راه خود قرار دارند.

پارامترهای مهم هنگام خرید المان خنک کننده

اگر به نوشته روی ماژول های TEC توجه کنید عبارتی شبیه زیر می بینید.

المان خنک کننده

علاوه بر موارد فوق هنگام خرید یک ماژول TEC باید به چند پارامتر مهم توجه کنید :

  • حداکثر اختلاف دمای ایجاد کننده توسط TEC یا Tmax∆ : این پارامتر حداکثر اختلاف دمای ایجاد شده توسط ماژول را بیان می کند . این مقدار را می توانید در دیتاشیت المان خنک کننده مشاهده کنید. فرض کنید این مقدار برای TEC1-12706 برابر 70C باشد. آیا این بدان معنی است که اگر یک صفحه پلتیر را در یک محیط گرم روشن کنیم اختلاف دمای 70C درجه بین دو طرف آن ایجاد می شود ؟ خیر ، این برای شرایط ایده آل است و در عمل تقریبا امکان پذیر نیست.برای به وجود آوردن همچین شرایطی فاکتورهای گوناگونی تاثیر گذار است.حداکثر اختلاف دما زمانی ایجاد می شود که هیچ گرمایی از سمت گرم به سمت سرد منتقل یا نشت نشود که این کار در عمل تقریبا امکان پذیر نیست .اما می توان با استفاده از هیت سینک HEAT SINK مناسب و فن های بهتر با خروج گرما از قسمت گرم به شرایط ایده آل نزدیک شد .
المان خنک کننده
  • حداکثر ولتاژ اعمالی به المان سرد کننده (Vmax) : این پارامتر حداکثر ولتاژ قابل اتصال به ماژول را نشان می دهد این مقدار معمولا 12v است . توجه داشته باشید که اعمال ولتاژ بالاتر باعث آسیب دیدن المان خنک کننده می شود.
  • حداکثر جریان مصرفی یا Imax : این پارامتر حداکثر جریان مصرفی المان خنک کننده را نشان می دهد .ماژول های موجود در بازار رنج جریان مصرفی متفاوتی دارند که معمولا بین ۴ تا ۲۰ آمپر یا بیشتر متغییر است . در ضمن این ماژول ها را بر حسب توان مصرفی نیز دسته بندی می کنند. طبق رابطه P=VxI با قرار دادن ۱۲ ولت به جای V و توان مصرفی به جای P می توان به جریان مصرفی TEC پی برد و یا اینکه از طریق پارت نامپر آن مانند آنچه در تصویر بالاتر توضیح داده شد می توان جریان مصرفی TEC را محاسبه نمود . جریان مصرفی یک ماژول TEC بسیار مهم است .چرا که براساس این پارامتر باید منبع تغذیه با جریان دهی مناسب را انتخاب نمود. اتصال ماژول به منابع تغذیه با توان خروجی پایین باعث افت ولتاژ در منبع تغذیه می شود که نتیجه اختلاف دما مطلوب نخواهد بود.




2 دیدگاه

  • سلام من یه آب سرد کن درست کردم ۲ سال پیش از دو عدد المان ۱۵ آمپر با رادیات آبی گرماش رو میگیره خودم درست کردم اما بعد از حدود ۲۰ روز یکی از المان ها میسوزه عوض میکنم ۲۰ روز دیگه اون یکی میسوزه تا به حال ۷،۸ تا المان عوض کردم علتش چی میتونه باشه،توضیح اینکه پاور سوییچینگ ۳۰ آمپر ۱۳ ولته،خودشم اتوماتیک کردم با ماژول ترموستات که دمای به ۱۰ درجه میرسه قطع میکنه حجم آب سرک کنم ۱۵ لیتر خواهشن بگین ایراد کجاست،،ممنون??????

دیدگاهتان را بنویسید

سه + 8 =