Peltierův jev

Přibližně od padesátých let je známo komerční využití Peltierova jevu. Přestože Peltierovy moduly (také se nazývají Peltierova baterie a často  nepřesně také Peltierův článek)  našly od samého počátku využití ve vojenské a kosmické technice pro generování elektrického proudu, chlazení a přesnou regulaci teploty, významnější rozšíření do civilních oborů startuje teprve v posledních letech.

Princip Peltierova jevu:

Protéká-li polovodičovým hranolkem elektrický proud, je zároveň k jedné straně hranolku transportováno teplo. Je-li toto teplo odvedeno, ochlazuje se druhá strana hranolku do nízkých teplot. Polovodičové hranolky jsou ve velkém množství uspořádány mezi korundovými keramickými destičkami tak, že se jedna destička při průchodu el. proudu modulem ohřívá a druhá ochlazuje. Na následujícím obrázku je vyobrazen typický Peltierův modul:

          Rozměry modulu podle typu:

            a  … několik mm až 6cm 

            b  … několik mm až 6 cm

            c   … několik mm

            l    … několik cm (přívody proudu)

            Th … teplá strana modulu

            Tc … studená strana modulu

Takto vytvořené moduly mají v závislosti na velikosti a podmínkách chladicí výkony od zlomků watů do 150W.

Výhodou těchto modulů je, že mohou být miniaturní ke chlazení nebo ohřevu např. mikroskopických vzorků, nebo mohou být řazeny modulárně až do stovek kusů k dosažení velikých chladicích výkonů. (Např. jednotky, ve speciálních případech desítky kW chladicího výkonu.)

Obecná charakteristika Peltierových modulů (Peltierova článku)

 

Výhody Peltierova chlazení:

  1. Možnost libovolného rozměrového uzpůsobení chladicí jednotky

  2. Možnost chlazení v libovolné poloze

  3. Nepřítomnost pohyblivých částí

  4. Možnost velmi přesné regulace teploty (běžná je 0,1 oC, na přání je možno dodat regulaci na 0.01oC, ve speciálních případech na 0,001oC)

  5. Nehlučnost a absence otřesů

  6. Vysoká spolehlivost

  7. Bezfreonová technologie

  8. Trvanlivost, počítající se na desítky let

  9. Možnost modulární stavby chladicích zařízení, a tím snadná škálovatelnost chladicího výkonu

  10. Možnost ohřevu i chlazení stejným modulem (změnou polarity proudu)

  11. Možnost dosažení i velmi nízkých teplot (až –80oC)