Dubbelklik hier om de afbeelding te veranderen
TEC Introduction

Inleiding en algemene info over de thermo-elektrische koelers.

Thermo-elektrische koelers worden het meest toegepast als warmtepompen. Andere veel gebruikte benamingen zijn: Peltier-element en TEC (Thermo electric cooler). 

Verder kan door omgekeerde werking een elektrische stroom worden opgewekt, we noemen deze dan thermo-elektrische generatoren.

Een warmtepomp is een apparaat dat warmte verplaatst van een punt met een lager temperatuur naar een punt met een hogere temperatuur door toegevoegde arbeid. De arbeid voor een thermo-elektrische warmtepomp wordt geleverd door (U raad het al)een elektrische stroom.

De warmte wordt door het z.g. Thermo-elektrische effect verpompt. Dit Thermo-elektrische of Peltier-Seebeck effect is een temperatuurseffect dat optreedt op de overgang tussen twee verschillende metalen.

In 1821 ontdekte Thomas Seebeck de directe omzetting van een temperatuursverschil naar een elektrische spanning het Seebeck effect. Dit doormiddel van twee verschillende metalen z.g. thermokoppels te gebruiken. De omgekeerde werking het Peltier effect is pas later ontdekt.

Het Peltier-element is gebaseerd op het Peltier-effect, zo genoemd naar zijn ontdekker Jean Peltier. In 1834 ontdekte hij dat wanneer er een elektrische stroom vloeit door een grensvlak tussen twee verschillende soorten metalen, er een warmte-effect (verschil) optreedt: warmte wordt getransporteerd van de overgang tussen metalen X en Y naar de overgang tussen metalen Y en X.Grafisch wordt dit weergegeven in figuur 1: een stroombron stuurt een stroom I door een metalen geleider die gemaakt is van metaal Y. Op de overgang A tussen metaal Y en metaal X wordt warmte uit de omgeving onttrokken. Op de overgang B tussen metaal X en metaal Y wordt deze warmte weer afgegeven. En zo is een elektrische warmtepomp gerealiseerd zonder bewegende delen en/of vloeistoffen. Deze is daardoor zeer onderhoudsarm.

 

 

 Fig. 1

Omdat het rendement van een TEC bij gebruik van gewone metalen zeer laag zou zijn gebruikt men hiervoor nu vaak een Bismuth/Telluride N-gedoteerde en een P-gedoteerde halfgeleider. Bismuth/Selenide is ook een goede combinatie. Zie fig.2 waar de twee halfgeleider blokjes d.m.v. dunne metalen plaatjes elektrisch aan elkaar verbonden zijn.

Fig. 2

 

Om een redelijk koel effect te creëren zijn in een TEC meerdere van deze koppels in serie geplaatst. Het geheel moet natuurlijk ook nog elektrisch geïsoleerd worden.

Dit wordt gerealiseerd door koppels tussen twee dunne ceramische plaatjes te monteren.

 

   TIP: Onder is hier de warme zijde.