열전 모듈의 장점과 한계

열전 모듈의 장점과 한계

펠티어 효과는 전류가 두 개의 서로 다른 도체를 통과할 때, 한쪽 접합부에서 열이 흡수되고 다른 쪽 접합부에서 방출되는 현상입니다. 이것이 기본적인 원리입니다. 열전 냉각 모듈(열전 모듈, 펠티어 소자, 펠티어 쿨러)은 반도체 재료, 일반적으로 n형과 p형 반도체로 만들어진 모듈로, 전기적으로는 직렬로, 열적으로는 병렬로 연결됩니다. 직류 전류를 가하면 한쪽은 차가워지고 다른 쪽은 뜨거워집니다. 차가운 쪽은 냉각에 사용되고, 뜨거운 쪽은 방열판이나 팬 등을 이용하여 열을 방출해야 합니다.

움직이는 부품이 없고, 크기가 작으며, 정밀한 온도 제어가 가능하고, 신뢰성이 높다는 장점이 있기 때문입니다. 이러한 장점들이 에너지 효율보다 중요한 소형 냉각기, 전자 부품 냉각 또는 과학 기기 냉각과 같은 분야에 적합합니다.

일반적인 열전 모듈(열전 냉각 모듈, 펠티어 소자, 펠티어 모듈, TEC 모듈)은 두 개의 세라믹 판 사이에 여러 쌍의 n형 및 p형 반도체가 샌드위치 형태로 배치된 구조입니다. 세라믹 판은 전기 절연 및 열 전도 기능을 제공합니다. 전류가 흐르면 전자는 n형에서 p형으로 이동하면서 차가운 쪽에서 열을 흡수하고, 뜨거운 쪽에서 p형 물질을 통과하며 열을 방출합니다. 각 반도체 쌍은 전체 냉각 효과에 기여합니다. 반도체 쌍의 수가 많을수록 냉각 용량은 커지지만, 전력 소비량과 방출해야 할 열도 증가합니다.

열전 냉각 모듈, 열전 소자, 펠티어 소자, 열전 냉각기 등의 고온부가 제대로 냉각되지 않으면 모듈의 효율이 떨어지고 작동이 멈추거나 손상될 수 있습니다. 따라서 적절한 방열은 매우 중요합니다. 고출력 애플리케이션의 경우 팬이나 액체 냉각 시스템을 사용하는 것이 좋습니다.

최대 온도차, 냉각 용량(얼마나 많은 열을 흡수할 수 있는지), 입력 전압 및 전류, 그리고 성능 계수(COP)가 열전 냉각 모듈의 성능에 영향을 미칩니다. COP는 냉각 성능을 입력 전력으로 나눈 값입니다. 열전 냉각 모듈은 효율이 높지 않기 때문에 일반적으로 기존의 증기 압축식 냉각 시스템보다 COP가 낮습니다.

전류의 방향에 따라 어느 쪽이 차가워지는지가 결정됩니다. 전류의 방향을 반대로 하면 뜨거운 쪽과 차가운 쪽이 바뀌어 냉방과 난방 모드를 모두 사용할 수 있게 됩니다. 이는 온도 안정화가 필요한 용도에 유용합니다.

열전 냉각 모듈, 펠티어 냉각기, 펠티어 소자 등의 한계는 낮은 효율과 제한된 용량, 특히 큰 온도차에서 나타나는 제약입니다. 이 모듈은 온도차가 작을 때 최적의 성능을 발휘하며, 큰 온도차가 필요한 경우에는 성능이 저하됩니다. 또한, 주변 온도와 고온 측 냉각 성능에 민감하게 반응할 수 있습니다.

열전 냉각 모듈의 장점:

솔리드 스테이트 설계: 움직이는 부품이 없어 신뢰성이 높고 유지보수가 적습니다.

콤팩트하고 조용함: 소규모 용도 및 소음이 최소화되어야 하는 환경에 이상적입니다.

정밀한 온도 제어: 전류 조절을 통해 냉각력을 세밀하게 조정할 수 있으며, 전류 방향을 반전시키면 가열/냉방 모드가 전환됩니다.

친환경적: 냉매를 사용하지 않아 환경에 미치는 영향을 줄였습니다.

열전 모듈의 한계점:

낮은 효율: 성능 계수(COP)는 일반적으로 증기 압축 시스템보다 낮으며, 특히 온도 구배가 클 경우 더욱 그렇습니다.

열 방출 문제: 과열을 방지하기 위해 효과적인 열 관리 시스템이 필요합니다.

비용 및 용량: 냉각 장치당 비용이 높고 대규모 적용에는 용량이 제한적입니다.

베이징 후이마오 냉각 설비 유한회사 열전 모듈

TES1-031025T125 사양

아이맥스: 2.5A

최대 출력: 3.66V

Qmax: 5.4W

최대 온도차: 67°C

ACR: 1.2 ±0.1Ω

크기: 10x10x2.5mm

작동 온도 범위: -50 ~ 80°C

세라믹 접시: 96% Al2O3, 흰색

열전 재료: 비스무트 텔루라이드

704 RTV 실리콘으로 밀봉

전선: 24AWG 전선, 고온 저항 80℃

전선 길이: 고객 요구 사항에 따라 100mm, 150mm 또는 200mm

베이징 후이마오 냉각 설비 유한회사 열전 냉각 모듈

TES1-11709T125 사양

뜨거운 쪽 온도는 30도입니다.

아이맥스: 9A

，

최대 출력: 13.8V

Qmax: 74W

최대 온도차: 67°C

크기: 48.5 x 36.5 x 3.3 mm, 중앙 구멍: 30 x 17.8 mm

세라믹 판: 96%Al2O3

밀봉: 704 RTV 실리콘(흰색)으로 밀봉 처리됨

전선: 22AWG PVC, 내열온도 80℃.

전선 길이: 150mm 또는 250mm

열전 재료: 비스무트 텔루라이드