Moduł Peltiera

Ten artykuł od 2015-01 zawiera treści, przy których brakuje odnośników do źródeł.

Należy dodać przypisy do treści niemających odnośników do źródeł. Dodanie listy źródeł bibliograficznych jest problematyczne, ponieważ nie wiadomo, które treści one uźródławiają.
Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary)
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Moduł Peltiera (zwany także ogniwem Peltiera) – urządzenie elektryczne wykorzystujące efekt Peltiera do realizacji funkcji chłodzenia.

Ogniwo Peltiera jest elementem półprzewodnikowym zbudowanym z dwóch cienkich płytek (ceramika tlenków glinu), pomiędzy którymi znajdują się – dzięki miedzianym ścieżkom na wewnętrznych powierzchniach płytek obudowy ceramicznej – szeregowo ułożone półprzewodniki (naprzemiennie typ p i n) wykonane z tellurku bizmutu domieszkowanego antymonem i selenem^[1].

W strukturze półprzewodnika p występuje niedostateczna liczba elektronów, aby w pełni obsadzić górny poziom energetyczny, natomiast w półprzewodniku n występuje nadmiar elektronów. W momencie przepływu prądu (elektrony płyną od półprzewodnika typu n do p) elektrony stają się ładunkami nadmiarowymi, więc muszą zwiększyć swoją energię kosztem energii cieplnej z otoczenia. Kiedy prąd płynie w odwrotnym kierunku elektrony przechodzą do stanu o niższej energii, co powoduje wydzielenie ciepła, wobec czego jedna ze stron modułu może działać jako chłodnica, a druga jako grzejnik^[1].

Ilość odprowadzonego ciepła zależna jest od natężenia płynącego prądu, jednak przepływ prądu przez układ powoduje wydzielanie się ciepła w samym module (w wyniku oporu elektrycznego – ciepło Joule’a). Przy zwiększeniu natężenia prądu, zwiększa się ilość transportowanego ciepła, ale także ilość ciepła wydzielanego przez moduł. Przy określonym natężeniu zachodzi zrównanie się ilości ciepła powstającego i ciepła transportowanego (będzie to maksymalna wydajność modułu, natomiast po zimnej stronie układu powstanie najniższa możliwa temperatura). Do odprowadzenia powstającego w układzie ciepła może posłużyć radiator, radiator z wentylatorem lub chłodzenie wodą.

Ogniwo Peltiera wykorzystywane jest w urządzeniach chłodniczych. Istotną jego cechą jest możliwość regulacji temperatury przekazywanej, w zależności od przyłożonego do układu natężenia prądu elektrycznego, co pozwala na precyzyjne określenie temperatury chłodzenia. Przykładami wykorzystania modułów Peltiera są:

• przechowywanie i transport tkanek oraz preparatów biologicznych,
• komory klimatyczne,
• termocyklery,
• chłodzenie nagrzewających się elementów elektronicznych, w tym m.in. procesorów i kart graficznych komputerów,
• chłodzenie generatorów wysokiej mocy,
• chłodzenie diod laserowych,
• urządzenia wzorcowe temperatury o wysokiej dokładności (mierniki),
• termostaty do akwarium i terrarium,
• przenośne lodówki,
• komory do przechowywania win,
• regulacja temperatury w pojazdach^[2],
• inne procesy i urządzenia wymagające precyzyjnej regulacji temperatury.

Wydajność chłodzenia za pomocą ogniw Peltiera może być zwiększona poprzez połączenie dwóch ogniw – po połączeniu strony gorącej jednego modułu ze stroną zimną modułu kolejnego. W zależności od liczby połączonych w ten sposób elementów, można uzyskiwać coraz niższe temperatury, co ograniczone jest tylko maksymalną wydajnością całego układu. Ze względu na wydzielanie ciepła Joule’a przez każde z ogniw, poziom następny musi odprowadzić ciepło przekazywane oraz wytworzone przez poprzednie poziomy, co prowadzi do konieczności łączenia ogniw w strukturę piramidalną oraz zastosowania dodatkowego chłodzenia.

Zobacz multimedia związane z tematem: Moduł Peltiera

• chłodzenie wodne
• heatspreader
• heat pipe
• chłodzenie pasywne

• http://www.peltier.pl