作為傳統(tǒng)風(fēng)扇盤和基于壓縮機(jī)的冷卻系統(tǒng)的替代品，熱電冷卻器組件是緊湊型單元，可提供精確的溫度控制。這些冷卻組件的冷卻能力范圍約為 10 至 400 W，并且可以通過對(duì)流、傳導(dǎo)或液體方式從控制源中去除熱量來進(jìn)行冷卻。它們用于各種應(yīng)用，包括分析儀器中的樣品儲(chǔ)存室、醫(yī)療診斷室、工業(yè)和醫(yī)療激光器以及電子外殼。

熱電組件的核心是使用熱電冷卻器，這是一種固態(tài)熱泵設(shè)備，通過珀?duì)柼?yīng)泵送熱量。在運(yùn)行期間，直流電流流過熱電冷卻器，以在模塊上產(chǎn)生熱傳遞和溫差。

下圖說明了從機(jī)柜內(nèi)部散熱。熱電冷卻器的一側(cè)是冷的，而另一側(cè)是熱的。為了將熱量帶走，熱電冷卻器組件內(nèi)的吸熱和散熱機(jī)構(gòu)（熱交換器）連接到熱電冷卻器。冷側(cè)散熱器從機(jī)柜內(nèi)部吸收熱量，而熱側(cè)散熱器將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中

應(yīng)用產(chǎn)生的熱量被熱電冷卻器組件中的冷側(cè)散熱器（藍(lán)色）吸收，并通過熱側(cè)熱交換器（橙色）消散到外部環(huán)境中。

與替代冷卻技術(shù)相比，熱電冷卻器組件具有多個(gè)優(yōu)勢(shì)。例如，傳統(tǒng)的風(fēng)扇托盤不會(huì)冷卻到低于環(huán)境溫度，并且需要與外部環(huán)境進(jìn)行空氣交換。然而，熱電冷卻器組件可以冷卻到遠(yuǎn)低于環(huán)境溫度，并保護(hù)密封外殼內(nèi)的電子設(shè)備免受外部污染物的影響。

其他優(yōu)點(diǎn)包括：

緊湊的外形

能夠加熱和冷卻，從而實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制

固態(tài)結(jié)構(gòu)，以很少的移動(dòng)部件提供長期可靠性

無需現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，從而降低了總擁有成本

降低噪音和振動(dòng)

可在多個(gè)方向安裝

環(huán)保，因?yàn)椴皇褂梦ｋU(xiǎn)的 CFC 制冷劑

緊湊的外形

小尺寸和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)使熱電組件非常適合具有嚴(yán)格幾何空間限制或低重量要求的應(yīng)用。與熱電技術(shù)相比，傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)（例如基于壓縮機(jī)的系統(tǒng)）更大更重。

加熱和冷卻

通過反轉(zhuǎn)熱電冷卻器上的極性，熱電冷卻器組件可用于加熱模式。這對(duì)于包括戶外在內(nèi)的各種應(yīng)用非常有用，在這些應(yīng)用中，溫度可能會(huì)降至敏感電子設(shè)備或電池的溫度下限以下。這也消除了對(duì)傳統(tǒng)壓縮機(jī)系統(tǒng)中使用的電阻加熱器的需求，從而降低了成本和復(fù)雜性。

雙向控制

對(duì)于機(jī)柜冷卻，通常使用雙向控制器將機(jī)柜保持在兩個(gè)溫度設(shè)定點(diǎn)之間。例如，一旦達(dá)到上限溫度設(shè)定點(diǎn)，溫度控制器就可以開啟組件的冷卻模式。同樣，一旦達(dá)到溫度下限，控制器就可以開啟加熱模式。滯后設(shè)置與溫度限制設(shè)置點(diǎn)一起使用，以在冷卻或加熱期間設(shè)置熱電冷卻器組件的所需程度。

固態(tài)結(jié)構(gòu)

由于系統(tǒng)中的活動(dòng)部件較少，熱電冷卻器組件可提供可靠的固態(tài)運(yùn)行，幾乎無需維護(hù)，從而降低擁有成本。對(duì)于灰塵濃度較高的區(qū)域，建議使用過濾器，有時(shí)還應(yīng)使用壓縮空氣清潔散熱器以去除灰塵。這確保了更高效的冷卻系統(tǒng)和長壽命運(yùn)行。

更少的運(yùn)動(dòng)部件也意味著更少的噪音和振動(dòng)。大多數(shù)高質(zhì)量的熱電冷卻器組件都使用低噪音組件。此外，固態(tài)結(jié)構(gòu)允許將熱電冷卻器組件安裝在幾乎任何方向，從而簡化設(shè)計(jì)和安裝。

環(huán)保

嚴(yán)格的政府法規(guī)禁止使用許多基于壓縮機(jī)的系統(tǒng)的核心傳統(tǒng)制冷劑。較舊的基于壓縮機(jī)的系統(tǒng)使用高全球升溫潛能值 HFC 制冷劑，包括 R134a 和 R404A。現(xiàn)代基于壓縮機(jī)的系統(tǒng)現(xiàn)在使用各種天然制冷劑：R744（二氧化碳）、R717（氨）、R290（丙烷）、R600a（異丁烯）和 R1270（丙烯）。

然而，每種天然制冷劑都存在設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，例如壓力升高、高毒性、易燃性、窒息性和相對(duì)較差的性能。一些天然制冷劑的易燃性使其運(yùn)輸危險(xiǎn)。

由于固態(tài)熱電不使用制冷劑，因此這些緊湊型組件是許多冷卻應(yīng)用的流行且環(huán)保的替代品。

定制

熱電冷卻器組件有多種標(biāo)準(zhǔn)熱泵容量、尺寸、傳熱機(jī)制和電壓范圍。還可以指定自定義組件以匹配獨(dú)特的空間限制或環(huán)境要求。嵌入在組件中的熱電冷卻器也可以定制，以最大限度地提高預(yù)期應(yīng)用的性能和效率。

結(jié)論

通過 Peltier 效應(yīng)，熱電冷卻器組件可用于熱負(fù)載高達(dá) 400 W 的制冷和溫度穩(wěn)定應(yīng)用。與替代冷卻技術(shù)相比，熱電冷卻器組件提供了一種更高效、更具成本效益和更可靠的熱控制方法。熱電冷卻也是最環(huán)保的選擇，因?yàn)椴皇褂梦ｋU(xiǎn)的制冷劑。

憑借加熱和冷卻的能力，熱電冷卻器組件可提供精確的溫度控制——所有這些都在一個(gè)更小的單元中。由于采用固態(tài)結(jié)構(gòu)，熱電冷卻器組件可在多年的使用中提供高可靠性，性能幾乎沒有下降，從而降低了冷卻解決方案的總擁有成本。

審核編輯：湯梓紅