Avantage et limitation du module thermoélectrique
L'effet Peltier se produit lorsqu'un courant électrique traverse deux conducteurs différents : la chaleur est absorbée à une jonction et libérée à l'autre. C'est le principe de base. Dans un module de refroidissement thermoélectrique (ou dispositif Peltier), ces modules sont constitués de matériaux semi-conducteurs, généralement de type n et de type p, connectés électriquement en série et thermiquement en parallèle. Lorsqu'un courant continu est appliqué, une face se refroidit tandis que l'autre se réchauffe. La face froide sert au refroidissement, et la chaleur de la face chaude doit être dissipée, par exemple à l'aide d'un dissipateur thermique ou d'un ventilateur.
Grâce à ses avantages tels que l'absence de pièces mobiles, sa taille compacte, son contrôle précis de la température et sa fiabilité, ce système est particulièrement adapté aux applications où ces facteurs priment sur l'efficacité énergétique, comme dans les petits refroidisseurs, le refroidissement de composants électroniques ou les instruments scientifiques.
Un module thermoélectrique typique, également appelé module de refroidissement thermoélectrique, élément Peltier ou module TEC, est constitué de plusieurs paires de semi-conducteurs de type n et de type p prises en sandwich entre deux plaques de céramique. Ces plaques assurent l'isolation électrique et la conduction thermique. Lorsqu'un courant électrique circule, les électrons se déplacent du semi-conducteur de type n vers celui de type p, absorbant la chaleur du côté froid et la libérant du côté chaud lors de leur passage dans le matériau de type p. Chaque paire de semi-conducteurs contribue à l'effet de refroidissement global. Un plus grand nombre de paires permet d'accroître la capacité de refroidissement, mais aussi la consommation d'énergie et la quantité de chaleur à dissiper.
Si le module de refroidissement thermoélectrique (ou module Peltier) n'est pas correctement refroidi, son rendement chute, et il risque même de cesser de fonctionner ou d'être endommagé. Un système de dissipation thermique adéquat est donc essentiel. Pour les applications à forte puissance, l'utilisation d'un ventilateur ou d'un système de refroidissement liquide peut s'avérer nécessaire.
Le coefficient de performance (COP) est le rapport entre la puissance frigorifique et la puissance électrique consommée, et la différence de température maximale qu'il peut atteindre. Les modules de refroidissement thermoélectriques (également appelés modules TEC ou modules Peltier) sont peu efficaces ; leur COP est donc généralement inférieur à celui des systèmes à compression de vapeur classiques.
Le sens du courant détermine quel côté devient froid. Inverser le courant inverserait les côtés chaud et froid, permettant ainsi les modes de refroidissement et de chauffage. Ceci est utile pour les applications nécessitant une stabilisation de la température.
Les modules de refroidissement thermoélectriques, également appelés modules Peltier ou dispositifs Peltier, présentent des limitations en termes de faible rendement et de capacité, notamment pour les grands écarts de température. Leur fonctionnement est optimal lorsque l'écart de température à travers le module est faible. Au-delà d'un delta T important, leurs performances diminuent. De plus, ils sont sensibles à la température ambiante et à l'efficacité du refroidissement de la face chaude.
Avantages du module de refroidissement thermoélectrique :
Conception à semi-conducteurs : absence de pièces mobiles, pour une fiabilité élevée et un entretien réduit.
Compact et silencieux : idéal pour les applications à petite échelle et les environnements nécessitant un niveau sonore minimal.
Contrôle précis de la température : le réglage du courant permet un ajustement précis de la puissance de refroidissement ; l’inversion du courant permet de basculer entre les modes chauffage et refroidissement.
Écologique : sans réfrigérants, réduisant ainsi l'impact environnemental.
Limitations du module thermoélectrique :
Efficacité moindre : le coefficient de performance (COP) est généralement inférieur à celui des systèmes à compression de vapeur, en particulier avec de grands gradients de température.
Défis liés à la dissipation de la chaleur : Nécessite une gestion thermique efficace pour éviter la surchauffe.
Coût et capacité : coût plus élevé par unité de refroidissement et capacité limitée pour les applications à grande échelle.
Module thermoélectrique de Beijing Huimao Cooling Equipment Co., Ltd
Spécifications TES1-031025T125
Imax : 2,5A
Umax : 3,66 V
Qmax : 5,4 W
Delta T max : 67 °C
ACR : 1,2 ±0,1 Ω
Dimensions : 10 x 10 x 2,5 mm
Plage de températures de fonctionnement : -50 à 80 °C
Assiette en céramique : 96 % Al₂O₃, couleur blanche
Matériau thermoélectrique : tellurure de bismuth
Scellé avec du silicone RTV 704
Fil : Fil 24AWG haute résistance à la température 80℃
Longueur du câble : 100, 150 ou 200 mm selon les exigences du client
Module de refroidissement thermoélectrique de Beijing Huimao Cooling Equipment Co., Ltd
Spécifications TES1-11709T125
La température du côté chaud est de 30 °C.
Imax : 9A
，
Umax : 13,8 V
Qmax : 74 W
Delta T max : 67 °C
Dimensions : 48,5 x 36,5 x 3,3 mm, trou central : 30 x 17,8 mm
Plaque en céramique : 96 % Al2O3
Scellé : Scellé avec du silicone RTV 704 (couleur blanche)
Fil : PVC 22AWG, résistance à la température 80℃.
Longueur du fil : 150 mm ou 250 mm
Matériau thermoélectrique : tellurure de bismuth
Date de publication : 5 mars 2025
