ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДУЛИ НА МЕТАЛЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ И УСТРОЙСТВА НА ИХ ОСНОВЕ

Области применения

Являясь одним из наиболее перспективных направлений в создании экологически чистых охлаждающих устройств, термоэлектрическая техника все более и более завоевывает международный рынок, как альтернативное направление существующему газовому или жидкостному холодильнику, кондиционеру. В Европе, США, Японии ежегодный прирост производства и сбыта термоэлектрических полупроводниковых устройств составляет более 10%.

Термоэектрические модули с успехом могут заменить существующие компрессорные бытовые и промышленные системы охлаждения, в том числе мобильные,использоваться для охлаждения тепловыделяющих плат в электронике и т.п.

Описание

Основными элементами термоэлектрических устройств являются термоэлектрический модуль (ТЭМО), работающий на эффекте Пельтье, и радиатор (теплообменник), способствующий увеличению холодопроизводительности за счет конструктивных решений отвода тепла. Элемент Пельтье, в свою очередь, работает как тепловой насос, так как при пропускании тока через ветви (спай двух металлов) тепловая энергия перетекает с одной пластины на другую, что приводит к появлению холодной и горячей сторон.

При изменении направления тока изменятся на противоположные холодные и горячие стороны. Принципиальным отличием новых термоэлектрических модулей от традиционных и широко известных ячеек Пельтье является то, что керамическая подложка заменена металлической, что в свою очередь позволило существенно поднять холодопроизводительность и сократить время выхода на требуемый режим.

Преимущества

Экологическая чистота.

Отсутствие промежуточных газообразных и жидких хладоагентов.

Отсутствие компрессора, нагревателя, реле их включения-выключения.
независимость от ориентации в пространстве.

Бесшумность.

Широкие возможности миниатюризации.

Переход из режима охлаждения в режим нагревания и обратно за счет простого реверсирования тока.

Используемое в новых ТЭМО металлическое основание, заменившее применяемую во всех других мировых аналогах керамику, позволило резко повысить конкурентоспособность элементов Пельтье за счет:

более высокой теплопроизводительности и/или холодопроизводительности и эксплуатационной надежности,

повышенной устойчивости к механическим нагрузкам,

существенного расширения возможных конструктивных решений,

ускоренного (в 2-4 раза по сравнению с аналогами) выхода на режим.

Предложения по сотрудничеству

Поставка продукции, разработка систем охлаждения по конкретным заказам создание СП по производству ТЭМО и/или устройств на их основе.

Purpose and application areas

Being one of the most promising trends in development of ecologically safe cooling appliances, the thermoelectric technology is successfully winning the international market as an alternative to the existing gas or liquid refrigerators and air conditioners. In Europe, USA and Japan annual growth rate of production and sales of thermoelectric semiconductor devices exceeds 10%.

Thermoelectric modules can be a good substitute for the existing home and industrial compressor cooling systems, including the mobile ones, and can also be used for cooling heat-emitting boards in electronics, etc.

Description

Key elements of a thermoelectric device are a thermoelectric module (TEM) operating on the Peltier principle and a radiator (heat-exchanger) that enhances cold-productivity and is duly designed to abstract heat. The Peltier element in its turn operates as a thermal compressor: when current passes through branches (junction of two metals) the heat energy flows from one plate to another thus making one side cold and another warm.

If current is reversed, the cold and hot sides change to opposites. A distinct feature of the new thermoelectric module (TEM) from the conventional and widely known Peltier cells is that they have metal bases instead of ceramic ones and that ensures a considerable increase in cold-productivity and shortens starting operation time.

Advantages

Environmentally sound;
No intermediate gaseous or liquid coolants;
No compressor, heater or switching relay;
No dependence on a particular positioning;
No noise;
Wide possibilities for development of mini devices;
Change from cooling to heating mode and backwards just by current reversal.

The metal base employed in new TEMs instead of ceramics used in all other world analogues allowed to essentially increase competitiveness of Peltier elements due to the following factors:

Greater heat/cold productivity as well as operation durability;
Enhanced resistance to mechanical loads;
Widening of possible design solutions;
As against analogues 2-4 times shorter starting operation cycle.

Project status

Experimental-industrial batches of the devices are produced (up to 10 thousand pieces a year).

Legal protection

Patents of the Russian Federation and foreign patens are available.

Cooperation proposals

Delivery of products;
Development of cooling systems to orders;
Establishment of a joint venture to produce TEMs and/or devices based on them.