用热电冷却器组件保持凉爽

文章作者:Andrew Dereka

热电冷却器组件是一种紧凑的组件，可提供精确的温度控制，可替代传统的风扇托盘和基于压缩机的冷却系统。这些冷却组件的冷却能力范围约为10到400W，可以通过对流、传导或液体方式从控制源中移除热量进行冷却。它们被用于各种各样的应用，包括分析仪器中的样品存储室、医疗诊断的室、工业和医疗激光器以及电子外壳。

在其核心，热电组件使用热电冷却器，该热电冷却器是通过珀耳帖效果泵送热的固态热泵装置。在操作期间，DC电流流过热电冷却器，以在模块上产生传热和温差。

下图说明了从机柜内部移除热量。热电冷却器的一边是冷的，而另一边是热的。为了将热量移走，热电冷却器组件内的吸热和散热机构(热交换器)连接到热电冷却器上。冷侧散热器从机柜内部吸收热量，热侧散热器向周围环境散热

来自应用程序的热量被热电冷却器组件中的冷侧散热器(蓝色)吸收，并通过热侧换热器(橙色)消散到外部环境。

热电冷却器组件通过替代冷却技术提供了几个优点。例如，传统的风扇托盘不冷却至低于环境温度，并且需要与外部环境的空气交换器。然而，热电冷却器组件可以冷却到低于环境温度并保护电子器件免受外部污染物的密封外壳内。

其他优点包括:

• 紧凑的形式
• 能够加热和冷却，导致精确的温度控制
• 固态结构，提供了长期的可靠性，很少的活动部件
• 没有现场维护要求，这降低了总体拥有成本
• 更低的噪音和振动
• 可安装多种方向
• 环保，因为没有使用有害的氟氯化碳制冷剂

紧凑的形式

小尺寸和轻质结构使热电组件成为具有紧密几何空间限制或低重量要求的应用。与热电技术相比，传统的冷却技术，如压缩机的系统，更大，更重。

加热和冷却

通过反转热电冷却器上的极性，热电冷却器组件可用于加热方式。这对于各种各样的应用是有用的，包括在户外，温度可以下降到低于敏感电子产品或电池的低温限制。这也消除了传统压缩机系统中使用的电阻加热器的需求，降低了成本和复杂性。

双向控制

对于机柜冷却，通常使用双向控制器使机柜保持在两个温度设定点之间。例如，温度控制器可以在达到较高的温度设定值时打开组件的冷却模式。同样，控制器可以在达到较低的温度极限时开启加热模式。在冷却或加热过程中，滞后设置与温度限制设置点一起用于设置热电冷却器组件所需的度数。

固态建筑

由于系统中运动部件较少，热电冷却器组件提供可靠的固态运行，几乎无需维护，从而降低了拥有成本。对于粉尘浓度较高的区域，建议使用过滤器，有时应用压缩空气清洗散热器，以清除灰尘。这确保了更有效的冷却系统与长寿命的运行。

更少的活动部件也意味着更少的噪音和振动。大多数高质量的热电冷却器组件使用低噪音组件。此外，固态结构允许热电冷却器组件安装在大多数任何方向，简化了设计和安装。

环保

严格的政府法规禁止使用传统的制冷剂核心到许多基于压缩机的系统。基于老压缩机的系统利用高全球变暖 - 潜在的HFC制冷剂，包括R134a和R404A。基于现代压缩机的系统现在使用各种天然制冷剂：R744（二氧化碳），R717（氨），R290（丙烷），R600A（异丁烯），以及R1270.（丙烯）。

然而，每个天然制冷剂都具有设计挑战，例如增加压力，高毒性，易燃性，窒息和相对较差的性能。一些天然制冷剂的易燃性质使它们危险运输。

由于固态热电元件不使用制冷剂，这些紧凑的组件是许多制冷应用的流行、环保的替代方案。

定制

热电冷却器组件可提供各种标准热泵容量，尺寸，传热机构和电压范围。人们还可以指定自定义程序集以匹配唯一的空间限制或环境要求。还可以定制嵌入在组件中的热电冷却器以最大化预期应用的性能和效率。

结论

通过珀耳帖效果，热电冷却器组件用于制冷和温度稳定应用，热负荷高达400W。热电冷却器组件与替代冷却技术相比，热电冷却器组件提供更有效，经济高效，可靠的热控制方法。热电冷却也是最环保的选择，因为没有使用危险制冷剂。

具有加热和冷却的能力，热电冷却器组件可提供精确的温度控制 - 全部较小尺寸的单元。由于它们的固态结构，热电冷却器组件多年提供高度的服务，具有很少或没有降低性能的服务，降低了冷却解决方案的总体拥有成本。

- Andrew Dereka，产品总监，莱德热系统