Dviejų pakopų termoelektriniai aušintuvai

„X-Meritan“ dviejų pakopų termoelektriniuose aušintuvuose naudojama dviejų pakopų serijos struktūra, kurioje pirmoji termoelektrinė pakopa yra tarpinė antrojo aušinimo pakopa. Esant tinkamoms eksploatavimo sąlygoms, ši kaskadinė konfigūracija gali pasiekti didesnį temperatūrų skirtumą nei vienos pakopos TEC.

Moduliuose naudojami kietojo kūno termoelektriniai elementai ir nuolatinė srovė, be kompresorių ar kitų judančių mechaninių dalių. Jie tinka vietiniam temperatūros valdymui, kai reikalinga kompaktiška konstrukcija, žema vibracija ir valdomas darbas žemoje temperatūroje.

Dviejų pakopų struktūra

Dviejų pakopų TEC sudaro dvi termoelektrinės pakopos, sujungtos per tarpinę šiluminę sąsają:

Šaltoji pusė → Pirma pakopa → Tarpinė sąsaja → Antroji pakopa → Karštoji pusė

Pirmasis etapas pašalina šilumą iš kontroliuojamos zonos, o antrasis - perduoda šilumą į karštąją pusę. Todėl antrasis etapas tvarko šilumą, perduodamą iš pirmos pakopos, taip pat elektros įvestį į modulį.

Pasiekiamas temperatūros skirtumas priklauso nuo šiluminės apkrovos, karštosios pusės temperatūros, darbinės srovės ir šilumos atmetimo sąlygų.

Modulio struktūra

Keraminis substratas

Aliuminio oksido (Al2O3) keramikos pagrindai suteikia termoelektrinio modulio elektrinę izoliaciją ir konstrukcinę atramą, formuodami šiluminius paviršius tarp termoelektrinių elementų ir išorinės šiluminės sistemos.

P-N termoelektriniai elementai

P tipo ir N tipo puslaidininkiniai elementai sudaro termoelektrinę šerdį ir užtikrina aušinimui reikalingą elektros ir šiluminę konversiją. X-Meritan naudoja Bi₂Te3 pagrindu pagamintas termoelektrines medžiagas, skirtas aplinkos ir žemos temperatūros temperatūros reguliavimo programoms.

Tarpinė terminė sąsaja

Dvi termoelektrinės pakopos yra mechaniškai ir termiškai sujungtos per tarpinę sąsają. Projektuojant visą modulį reikia atsižvelgti į jo šilumines ir mechanines charakteristikas.

Nuolatinės srovės maitinimo jungtis

Modulis veikia iš nuolatinės srovės maitinimo šaltinio. Elektros konfigūracija, maitinimo laidai ir veikimo sąlygos nustatomos pagal modulio struktūrą ir taikymo reikalavimus.

Termoelektrinė medžiaga

„X-Meritan“ turi termoelektrinių medžiagų kūrimo, gamybos, komponentų gamybos, surinkimo ir testavimo galimybes. Jo TEC komponentuose naudojamos ekstruzinės Bi₂Te3-Sb₂Te₃ medžiagos.

Ekstruzijos procese taikoma aukšto slėgio plastinė deformacija, kad susidarytų tanki, tekstūruota struktūra. Tai palaiko tolesnius pjovimo ir retinimo procesus ir leidžia gaminti mažus termoelektrinius elementus.

Galutinė medžiagos klasė ir elementų matmenys parenkami pagal modulio struktūrą ir gamybos reikalavimus.

Dviejų etapų ir vienpakopių TEC

Dviejų pakopų konfigūracija paprastai laikoma tada, kai reikiamas temperatūros skirtumas viršija praktinį vienos pakopos konstrukcijos diapazoną.

Programos

Infraraudonųjų spindulių aptikimas

 Dviejų pakopų termoelektriniai aušintuvai gali užtikrinti vietinį infraraudonųjų spindulių detektorių ir susijusių jutiklių komponentų temperatūros valdymą, kai reikalingas didesnis temperatūros skirtumas.

CCD jutiklio aušinimas

CCD pagrindu veikiančiose vaizdo gavimo sistemose termoelektrinis aušinimas gali palaikyti jutiklio kontroliuojamą darbinę temperatūrą, kai šiluminis poreikis viršija praktinį vienos pakopos modulio diapazoną.

Oro erdvės ir palydoviniai ryšiai

Kietojo kūno termoelektrinių modulių konstrukcija gali būti svarstoma aviacijos ir palydovinio ryšio įrangai, kur įrangos architektūra, laisva erdvė ir vibracijos reikalavimai riboja įprastų mechaninių aušinimo sistemų naudojimą.

Medicinos ir laboratorinė įranga

Dviejų pakopų termoelektrinė technologija gali būti taikoma biocheminės analizės įrangai ir laboratorinėms šaltoms stadijoms, kurioms reikalingos kontroliuojamos žemos temperatūros sąlygos.

Elektroninių komponentų testavimas

TEC moduliai gali užtikrinti kontroliuojamą šiluminę aplinką elektroninių komponentų ir kitų temperatūrai jautrių įrenginių žemos temperatūros charakteristikų testavimui.

Individualus kūrimas

X-Meritan palaiko pritaikytus termoelektrinius modulius pagal kliento brėžinius, pavyzdžius, matmenis ir taikymo reikalavimus.

Įprastas kūrimo procesas yra toks:

Reikalavimų peržiūra → Struktūros projektavimas → Pavyzdinė gamyba → Veiklos įvertinimas → Patvirtinimas → Gamyba

Naujiems projektams pagrindiniai inžineriniai įvesties elementai apima tikslinę temperatūros diapazoną, šiluminę apkrovą, turimą įrengimo erdvę, maitinimo sąlygas ir karštosios pusės šilumos atmetimo metodą.

Gamyba ir kokybė

„X-Meritan“ komanda turi daugiau nei 10 metų patirtį puslaidininkių šilumos valdymo srityje, apimanti termoelektrinių medžiagų kūrimą, komponentų gamybą, surinkimą ir testavimą.

Gamybos įranga apima litavimo, perpylimo, dozavimo, pjovimo, sandarinimo, kietinimo ir spausdinimo įrangą, kurią palaiko speciali surinkimo ir bandymo įranga.

Kokybės vadybos sistema atitinka ISO 9001:2015. Galimi taikomų gaminių ir konfigūracijų RoHS ir REACH atitikties dokumentai, o konkretūs dokumentai patvirtinami pagal pateiktą modulį.

Informacija apie pasirinkimą

Inžineriniam vertinimui ir TEC parinkimui naudinga ši informacija:

Produkto brėžinys, esamas modulis arba bandymo duomenys taip pat gali būti pateikti, kai naują modulį reikia pakeisti arba suderinti esamą dizainą.

DUK

Kodėl naudoti dviejų pakopų TEC, o ne vienpakopį dizainą?

Dviejų pakopų termoelektriniai aušintuvai svarstomi, kai vienos pakopos modulis negali užtikrinti reikiamų šaltosios pusės sąlygų esant nurodytai šiluminei apkrovai ir karštosios pusės temperatūrai.

Ar dviejų pakopų TEC gali veikti žemesnėje nei 0°C temperatūroje?

Taip. Eksploatavimas žemesnėje nei 0°C temperatūroje galimas, kai modulio konstrukcija, šilumos apkrova, karštosios pusės sąlygos ir valdymo sistema yra tinkami reikiamam temperatūros diapazonui.

Kokios informacijos reikia norint pasirinkti dviejų pakopų TEC?

Tikslinė šaltosios pusės temperatūra, karštosios pusės temperatūra, šilumos apkrova, galimi matmenys, maitinimo šaltinis ir šilumos atmetimo metodas yra vieni iš pagrindinių pasirinkimo parametrų.

Ar X-Meritan gali pritaikyti dviejų pakopų TEC modulius?

Taip. X-Meritan gali sukurti modulius pagal klientų brėžinius, pavyzdžius, matmenų reikalavimus, elektros sąlygas ir taikymo reikalavimus.