Inite refwadisman tèmoelektrik, refwadisè Peltier (ke yo rele tou konpozan refwadisman tèmoelektrik) se aparèy refwadisman solid-state ki baze sou efè Peltier. Yo gen avantaj ke yo pa gen mouvman mekanik, pa gen febrifuj, ti gwosè, repons rapid, ak kontwòl tanperati presi. Nan dènye ane yo, aplikasyon yo nan elektwonik konsomatè, swen medikal, otomobil ak lòt domèn yo te kontinye elaji.
I. Prensip debaz sistèm refwadisman tèmoelektrik ak konpozan li yo
Nwayo refwadisman termoelektrik la se efè Peltier la: lè de materyèl semi-kondiktè diferan (tip P ak tip N) fòme yon pè tèrmokoupl epi yo aplike yon kouran dirèk, yon bout pè tèrmokoupl la ap absòbe chalè (bout refwadisman), epi lòt bout la ap lage chalè (bout disipasyon chalè). Lè w chanje direksyon kouran an, ou ka ranplase bout refwadisman an ak bout disipasyon chalè a.
Pèfòmans refwadisman li depann sitou de twa paramèt prensipal:
Koyefisyan merit tèmoelektrik (valè ZT): Li se yon endikatè kle pou evalye pèfòmans materyèl tèmoelektrik yo. Plis valè ZT a wo, se plis efikasite refwadisman an wo.
Diferans tanperati ant bout cho ak bout frèt yo: Efè disipasyon chalè nan bout disipasyon chalè a detèmine dirèkteman kapasite refwadisman nan bout refwadisman an. Si disipasyon chalè a pa lis, diferans tanperati ant bout cho ak bout frèt yo ap diminye, epi efikasite refwadisman an ap bese sevè.
Kouran fonksyònman: Nan limit nominal la, yon ogmantasyon nan kouran an amelyore kapasite refwadisman an. Sepandan, yon fwa papòt la depase, efikasite a ap diminye akòz yon ogmantasyon nan chalè Joule.
II Istwa devlopman ak avansman teknolojik inite refwadisman termoelektrik yo (sistèm refwadisman Peltier)
Nan dènye ane sa yo, devlopman konpozan refwadisman termoelektrik yo te konsantre sou de gwo direksyon: inovasyon materyèl ak optimize estriktirèl.
Rechèch ak devlopman materyèl tèmoelektrik pèfòmans segondè
Valè ZT materyèl tradisyonèl ki baze sou Bi₂Te₃ yo ogmante a 1.2-1.5 atravè dopan (tankou Sb, Se) ak tretman nanoechèl.
Nouvo materyèl tankou telurid plon (PbTe) ak alyaj silikon-jèmanyòm (SiGe) pèfòme eksepsyonèlman byen nan senaryo tanperati mwayen ak wo (200 a 500 ℃).
Nouvo materyèl tankou materyèl tèmoelektrik konpoze òganik-inòganik ak izolan topolojik yo espere plis diminye depans yo epi amelyore efikasite.
Optimizasyon estrikti konpozan
Konsepsyon miniaturizasyon: Prepare tèmopil nan echèl mikwon atravè teknoloji MEMS (Mikwo-Sistèm Elektwo-Mekanik) pou satisfè egzijans miniaturizasyon elektwonik konsomatè yo.
Entegrasyon modilè: Konekte plizyè inite termoelektrik an seri oswa paralèl pou fòme modil refwadisman termoelektrik gwo puisans, refwadisè Peltier, aparèy Peltier, ki satisfè egzijans refwadisman termoelektrik endistriyèl yo.
Estrikti entegre pou disipasyon chalè: Entegre najwa refwadisman yo ak najwa disipasyon chalè yo ak tiyo chalè yo pou amelyore efikasite disipasyon chalè a epi redwi volim jeneral la.
III Senaryo aplikasyon tipik pou inite refwadisman termoelektrik, konpozan refwadisman termoelektrik
Pi gwo avantaj inite refwadisman termoelektrik yo se nati solid yo, operasyon san bri, ak kontwòl tanperati presi. Se poutèt sa, yo kenbe yon pozisyon iranplasabl nan senaryo kote konpresè yo pa apwopriye pou refwadisman.
Nan domèn elektwonik konsomatè yo
Disipasyon chalè telefòn mobil: Telefòn jwèt wo nivo yo ekipe ak modil refwadisman mikwo tèmoelektrik, modil TEC, aparèy peltier, modil peltier, ki, an konbinezon ak sistèm refwadisman likid, ka byen vit bese tanperati chip la, anpeche rediksyon frekans akòz surchof pandan jwèt.
Frijidè machin, Glas machin: Ti frijidè machin yo sitou adopte teknoloji refwadisman termoelektrik, ki konbine fonksyon refwadisman ak chofaj (ou ka chofe lè w chanje direksyon kouran an). Yo piti an gwosè, yo konsome mwens enèji, epi yo konpatib ak ekipman pou pouvwa 12V yon machin.
Tas refwadisman bwason/tas izole: Tas refwadisman pòtab la ekipe ak yon plak refwadisman mikwo entegre, ki ka refwadi bwason byen vit a 5 a 15 degre Sèlsiyis san yo pa bezwen yon frijidè.
2. Domèn medikal ak byolojik
Ekipman kontwòl tanperati presi: tankou enstriman PCR (enstriman reyaksyon an chèn polimeraz) ak frijidè san, bezwen yon anviwònman ki estab nan tanperati ki ba. Konpozan refrijerasyon semi-kondiktè yo ka reyalize yon kontwòl tanperati presi nan ±0.1 ℃, epi pa gen okenn risk kontaminasyon frijidè.
Aparèy medikal pòtab: tankou bwat refrijerasyon ensilin, ki piti an gwosè epi ki gen yon batri ki dire lontan, yo apwopriye pou pasyan dyabetik yo pote lè y ap soti, pou asire tanperati depo ensilin nan.
Kontwòl tanperati ekipman lazè: Konpozan prensipal aparèy tretman lazè medikal yo (tankou lazè) sansib a tanperati, epi konpozan refwadisman semi-kondiktè yo ka disipe chalè an tan reyèl pou asire operasyon ki estab nan ekipman an.
3. Jaden endistriyèl ak ayewospasyal
Ekipman refrijerasyon endistriyèl pou ti echèl: tankou chanm tès vyeyisman konpozan elektwonik ak beny tanperati konstan enstriman presizyon, ki mande yon anviwònman lokal ki gen tanperati ki ba, inite refwadisman termoelektrik, konpozan termoelektrik yo ka Customized ak pouvwa refrijerasyon jan sa nesesè.
Ekipman ayewospasyal: Aparèy elektwonik nan veso espasyal yo gen difikilte pou disipe chalè nan yon anviwònman vid. Sistèm refwadisman termoelektrik, inite refwadisman termoelektrik, konpozan termoelektrik, kòm aparèy solid-state, yo trè fyab epi yo pa gen vibrasyon, epi yo ka itilize pou kontwòl tanperati ekipman elektwonik nan satelit ak estasyon espasyal.
4. Lòt senaryo émergentes
Aparèy pòtab: Kas refwadisman entelijan ak kostim refwadisman, ak plak refwadisman termoelektrik fleksib entegre, ka bay refwadisman lokal pou kò imen an nan anviwònman tanperati ki wo epi yo apwopriye pou travayè deyò.
Lojistik chèn frèt: Ti bwat anbalaj chèn frèt, ki mache ak refwadisman tèmoelektrik, refwadisman Peltier ak pil, ka itilize pou transpò vaksen ak pwodui fre sou kout distans san yo pa bezwen konte sou gwo kamyon refrijere.
IV. Limit ak tandans devlopman inite refwadisman termoelektrik, konpozan refwadisman Peltier
Limitasyon ki egziste deja yo
Efikasite refwadisman an relativman ba: Rapò efikasite enèji li (COP) anjeneral ant 0.3 ak 0.8, ki pi ba anpil pase sa ki nan refwadisman konpresè a (COP ka rive nan 2 a 5), epi li pa apwopriye pou senaryo refwadisman gwo echèl ak gwo kapasite.
Egzijans pou gwo disipasyon chalè: Si chalè ki nan bout disipasyon chalè a pa ka dechaje alè, sa ap afekte efè refwadisman an seryezman. Se poutèt sa, li dwe ekipe ak yon sistèm disipasyon chalè efikas, sa ki limite aplikasyon an nan kèk senaryo kontra enfòmèl ant.
Pri ki wo: Pri preparasyon materyèl termoelektrik pèfòmans segondè (tankou Bi₂Te₃ nano-dope) pi wo pase materyèl refrijerasyon tradisyonèl yo, sa ki lakòz yon pri relativman wo pou konpozan wo nivo.
2. Tandans devlopman nan lavni
Avansman nan materyèl: Devlope materyèl tèmoelektrik ki pa koute chè epi ki gen yon valè ZT ki wo, ak objektif pou ogmante valè ZT nan tanperati chanm nan plis pase 2.0 epi diminye diferans efikasite ak refrijerasyon konpresè.
Fleksibilite ak entegrasyon: Devlope modil refwadisman termoelektrik fleksib, modil TEC, modil termoelektrik, aparèy Peltier, modil Peltier, refwadisè Peltier, pou adapte ak aparèy sifas koube (tankou telefòn mobil ekran fleksib ak aparèy entelijan pòtab); Ankouraje entegrasyon konpozan refwadisman termoelektrik ak chip ak detèktè pou reyalize "kontwòl tanperati nan nivo chip".
Konsepsyon ekonomize enèji: Lè yo entegre teknoloji Entènèt Objè yo (iot), yo reyalize yon demaraj-aret entelijan ak regilasyon pouvwa konpozan refwadisman yo, sa ki diminye konsomasyon enèji an jeneral.
V. Rezime
Inite refwadisman termoelektrik, inite refwadisman Peltier, sistèm refwadisman termoelektrik, ak avantaj inik yo genyen pou yo solid-statik, silansye epi kontwole tanperati avèk presizyon, okipe yon pozisyon enpòtan nan domèn tankou elektwonik konsomatè, swen medikal ak ayewospasyal. Avèk amelyorasyon kontinyèl teknoloji materyèl termoelektrik ak konsepsyon estriktirèl, pwoblèm efikasite ak pri refwadisman li yo pral amelyore piti piti, epi yo espere ranplase teknoloji refwadisman tradisyonèl nan senaryo ki pi espesifik nan lavni.
Dat piblikasyon: 12 Desanm 2025
