热电模块的优势和局限性

热电模块的优势和局限性

珀尔帖效应是指电流流过两个不同的导体时，一个连接点吸收热量，另一个连接点释放热量。这就是它的基本原理。在热电冷却模块（也称为热电模块、珀尔帖器件或珀尔帖冷却器）中，这些模块由半导体材料（通常是n型和p型）制成，它们在电气上串联，在热学上并联。当施加直流电流时，模块的一侧会变冷，另一侧会变热。冷的一侧用于冷却，而热的一侧需要散热，通常使用散热器或风扇。

由于其无活动部件、体积小巧、温度控制精确、可靠性高等优点，在一些应用中，例如小型冷却器、电子元件冷却或科学仪器中，这些因素比能效更重要。

典型的热电模块（也称热电冷却模块、珀尔帖元件、珀尔帖模块或TEC模块）由夹在两片陶瓷板之间的多对n型和p型半导体组成。陶瓷板提供电绝缘和导热功能。当电流通过时，电子从n型半导体流向p型半导体，在穿过p型半导体时吸收冷端的热量，并在穿过热端时释放热量。每对半导体都对整体冷却效果有所贡献。半导体对的数量越多，冷却能力越强，但同时也意味着更高的功耗和需要散发的热量。

如果热电冷却模块（也称热电模块、珀尔帖元件、珀尔帖模块、热电冷却器或热端）冷却不当，其效率就会下降，甚至可能停止工作或损坏。因此，适当的散热至关重要。对于高功率应用，可以考虑使用风扇或液冷系统。

热电冷却模块的性能参数包括：最大温差、制冷量（能够输送多少热量）、输入电压和电流以及性能系数（COP）。COP 是制冷功率与输入电功率的比值。由于热电冷却模块（TEC 模块、珀尔帖模块、热电冷却器）的效率不高，其 COP 通常低于传统的蒸汽压缩式冷却系统。

电流方向决定哪一侧会变冷。反转电流方向即可互换冷热两侧，从而实现制冷和制热两种模式。这对于需要温度稳定的应用非常有用。

热电冷却模块（也称珀尔帖冷却器、珀尔帖器件）的局限性在于效率低、容量有限，尤其是在温差较大的情况下。它们在模块两端温差较小时效果最佳。如果需要较大的温差，性能就会下降。此外，它们对环境温度以及热端的冷却效果也比较敏感。

热电冷却模块的优点：

固态设计：无移动部件，因此可靠性高，维护成本低。

小巧安静：非常适合小型应用和对噪音要求极低的环境。

精确的温度控制：调节电流可以微调制冷功率；反转电流可以切换加热/制冷模式。

环保：不使用制冷剂，减少对环境的影响。

热电模块的局限性：

效率较低：性能系数 (COP) 通常低于蒸汽压缩系统，尤其是在温度梯度较大的情况下。

散热挑战：需要有效的热管理以防止过热。

成本和容量：每台制冷单元成本较高，且容量有限，不适用于大规模应用。

北京汇茂制冷设备有限公司热电模块

TES1-031025T125 规格

最大电流：2.5A，

Umax：3.66V

最大功率：5.4W

最大温差：67°C

交流电阻：1.2±0.1Ω

尺寸：10x10x2.5毫米

工作温度范围：-50 至 80 摄氏度

陶瓷板：96%氧化铝 白色

热电材料：碲化铋

采用 704 RTV 密封

电线：24AWG 电线，耐高温，电阻 80℃

线长：100、150 或 200 毫米，根据客户要求

北京汇茂冷却设备有限公司热电冷却模块

TES1-11709T125 规格

热端温度为30摄氏度，

IMAX：9A

，

Umax：13.8V

最大功率：74W

最大温差：67°C

尺寸：48.5×36.5×3.3 毫米，中心孔：30×17.8 毫米

陶瓷板：96%Al2O3

密封：采用 704 RTV（白色）密封

电线：22AWG PVC，耐温80℃。

线长：150毫米或250毫米

热电材料：碲化铋