Термоэлектрическое охлаждающее устройство - устройство для переноса тепловой энергии от теплоотдатчика с низкой температурой
к теплоприёмнику с высокой температурой, действие к-рого основано на Пельтье
эффекте (см. также Термоэлектрические явления ).Осн. функциональный
узел T. о. у.- термоэлектрич. батарея, набранная из термоэлементов, электрически
соединённых между собой. При прохождении электрич. тока (от внеш. источника)
через термоэлемент возникает разность температур горячего и холодного спаев термоэлемента;
при этом на холодном спае тепло из охлаждаемого вещества поглощается и передаётся
горячему спаю и далее в окружающую среду. Одноврем. в цепи термоэлемента выделяется
тепло, к-рое передаётся холодному спаю путём теплопроводности.
T. о. у. характеризуются
эффективностью охлаждения Z = a2s/l, где a
- термоэлектрич. коэф., s и l - уд. электро- и теплопроводности соответственно.
Параметр Z - функция температуры и концентрации носителей заряда, причём для каждой
заданной температуры существует оптим. значение концентрации, при к-рой величина
Z максимальна. Макс. снижение температуры связано с величиной эффективности выражением
DTмакс = (1/2)ZTx2,
где Tx - темп-pa холодного спая термоэлемента. Совр. T. о.
у. обеспечивают снижение температуры от +20 до -200 oC; их холодопроизводитель-ность,
как правило, не более 100 Вт.
При изготовлении термоэлектрических охлаждающих устройств обычно используют полупроводниковые материалы ,преим. халькогениды
висмута и сурьмы. Такие соединения являются узкозонными полупроводниками с высокой
подвижностью носителей заряда, для к-рых характерно к тому же увеличение термоэдс в умеренных магн. полях (до 1 Тл). Противокоррозионная и антисублимац. защита
термоэлементов в термоэлектрическом охлаждающем устройстве осуществляется путём заливки термобатарей эпоксидными
компаундами.
Термоэлектрические охлаждающие устройства отличаются простотой
управления, возможностью тонкого регулирования температуры, бесшумностью, высокой
надёжностью работы; имеют практически безграничный срок службы. Осн. недостаток
T. о. у.- малая эффективность (до 10-2 К-1). T. о. у.
применяются для охлаждения и термостатирования термочувствит. элементов радиоэлектронной
и оптич. аппаратуры, а также в бытовых и транспортных холодильниках, термостатах,
меди-ко-биол. приборах (напр., криозондах) и т. д.
H. В. Коломоец
|
|
 |
