Peltierovy moduly

Kompletní průvodce pro správný výběr

Potřebujete zchladit elektroniku, postavit si malou autochladničku, nebo experimentujete s termoelektrickým jevem? Pak se dříve nebo později setkáte s Peltierovými moduly. Tyto nenápadné keramické destičky dokážou po připojení k napětí na jedné straně chladit a na druhé topit.

V tomto průvodci se podíváme na to, jak Peltierovy články fungují, jaké typy existují a především – na jaké parametry se zaměřit při jejich výběru na našem e-shopu.

Jak vůbec funguje Peltierův modul?

Peltierův modul (často označovaný jako TEC – Thermoelectric Cooler nebo TEG – Thermoelectric generator) využívá tzv. Peltierův jev. Uvnitř modulu se nachází řada polovodičových tělísek (typu P a N), která jsou elektricky zapojena do série a tepelně paralelně mezi dvě keramické desky. Když modulem začne protékat stejnosměrný elektrický proud, začne se na jedné straně teplo absorbovat (tato strana se ochlazuje) a na druhé straně se teplo uvolňuje (tato strana se zahřívá).

Důležité pravidlo: Aby studená strana mohla efektivně chladit, musíte teplou stranu intenzivně chladit (nejčastěji masivním hliníkovým chladičem s ventilátorem). Pokud teplo neodvedete, modul se rychle přehřeje a může se trvale zničit.

Základní typy Peltierových modulů

Při procházení naší nabídky Peltierových modulů narazíte na několik základních variant. Nejčastěji se dělí podle počtu stupňů, provedení a výkonu:

Rozdělení podle počtu stupňů

1) Jednostupňové moduly (Série TEC1)

Jedná se o naprostý standard pro většinu běžných aplikací. Označení často začíná "TEC1" (např. legendární a nejpoužívanější typ TEC1-12706). Jsou ideální pro chlazení PC komponent, do chladicích boxů nebo pro hobby projekty.

2) Vícestupňové moduly (TEC2, TEC3...)

Tyto moduly mají na sobě poskládáno více vrstev (připomínají pyramidu). Používají se tam, kde je potřeba dosáhnout extrémně velkého rozdílu teplot (např. v laboratorní a měřicí technice), ale mají nižší celkový chladicí výkon.

Rozdělení podle provedení

Provedení se udává na konci doplňujícíma písmenama

1) S (silikonové provední) Silikonové provední, které zábrání kontaktu vlhkosti s polovodiči.
2) HT (vysokoteplotní provedení) Vhodné pro vyšší teploty až 225 °C. Standardní provedení má max. teplotu okolo 138 °C.
3) HTS (vysokoteplotní silikonové provedení) Kombinace obou provedení.

Vysvětlení značení modulů

Například: TEx1-yyyzz

• x = Plocha průřezu N/P (C = >1mm², S = <1mm²)
• yyy = Počet párů
• zz = max. proud (A)

Za číslo yyyzz se doplňují písmena, která označují:

• S = Silikonové těsnění
• HT = max. pracovní teplota 225°C

Klíčové parametry pro správný výběr

Stejně jako u dalších součástek, i u Peltierových modulů rozhodují o správném výběru konkrétní technické parametry. Na co se v parametrech u nás na e-shopu zaměřit?

1) Rozměry modulu

Nejběžnější standard je 40 × 40 mm (tloušťka se obvykle pohybuje kolem 3,5 až 4 mm). Pokud nahrazujete spálený modul ve vaší vinotéce nebo autochladničce, vždy si nejprve změřte původní kus. 

2) Napájecí napětí a proud

Většina standardních modulů je navržena pro jmenovité napětí 12 V (přičemž max. hodnota bývá kolem 15,4 V).
Druhým zásadním údajem je maximální proud. Například u modulu TEC1-12706 znamená poslední dvojčíslí, že modul odebírá maximálně 6 A. Podle tohoto údaje musíte dimenzovat váš napájecí zdroj!

3) Maximální chladicí výkon

Udává se ve Wattech (W) a říká nám, kolik tepla dokáže modul maximálně přečerpat za ideálních podmínek (když je teplotní rozdíl mezi stranami nulový). Běžné 6A moduly mají výkon okolo 50–60 W. Pokud potřebujete chladit více, sáhněte po výkonnějších modelech (např. 10A nebo 15A verzích).

4) Maximální rozdíl teplot

Tento parametr udává největší možný rozdíl teplot mezi studenou a teplou stranou (obvykle se pohybuje kolem 60 až 70 °C). Pamatujte: čím lépe uchladíte teplou stranu, tím nižší teploty dosáhnete na studené straně.

Tipy pro správnou instalaci (aby modul dlouho vydržel)

Z našich zkušeností víme, že nejvíce Peltierových článků odejde kvůli chybné instalaci. Zde je pár zlatých pravidel:

• Teplovodivá pasta je nutnost: Mezi Peltierův článek a chladič (i chlazený předmět) vždy naneste tenkou vrstvu kvalitní teplovodivé pasty.
• Přítlak: Modul musí být mezi chladiči pevně a rovnoměrně sevřen. Keramika je ale křehká, proto šrouby utahujte s citem a do kříže.
• Nikdy nezapínejte modul bez chladiče! I testování na stole by mělo trvat maximálně 1–2 vteřiny (jen pro ověření, která strana hřeje a která chladí). Jinak se modul během několika sekund nenávratně zničí.
• Řízení výkonu: Peltierovy moduly nejlépe fungují s čistým stejnosměrným napětím (DC). Pokud používáte PWM regulaci (pulzně šířkovou modulaci), doporučuje se použít vyhlazovací tlumivku a kondenzátor.

Nejpoužívanější typy

Zde je přehled nejpoužívanějších typů z naší nabídky:

Závěr

Peltierovy moduly jsou fascinující součástky, které otevírají dveře k mnoha zajímavým projektům i praktickým opravám domácích spotřebičů. Ať už stavíte chlazení pro výkonný procesor, nebo opravujete cestovní ledničku, klíčem k úspěchu je správný výběr parametrů a nepodcenění chlazení teplé strany. Kompletní nabídku modulů různých výkonů a rozměrů najdete v naší kategorii Peltierovy moduly. Pokud si s výběrem stále nejste jistí, neváhejte nás kontaktovat – rádi vám poradíme!