作為傳統風扇盤和基于壓縮機的冷卻系統的替代品，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，并且可以通過對流、傳導或液體方式從控制源中去除熱量來進行冷卻。它們用于各種應用，包括分析儀器中的樣品儲存室、醫療診斷室、工業和醫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，這是一種固態熱泵設備，通過珀爾帖效應泵送熱量。在運行期間，直流電流流過熱電冷卻器，以在模塊上產生熱傳遞和溫差。

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

應用產生的熱量被熱電冷卻器組件中的冷側散熱器（藍色）吸收，并通過熱側熱交換器（橙色）消散到外部環境中。

與替代冷卻技術相比，熱電冷卻器組件具有多個優勢。例如，傳統的風扇托盤不會冷卻到低于環境溫度，并且需要與外部環境進行空氣交換。然而，熱電冷卻器組件可以冷卻到遠低于環境溫度，并保護密封外殼內的電子設備免受外部污染物的影響。

其他優點包括：

緊湊的外形

能夠加熱和冷卻，從而實現精確的溫度控制

固態結構，以很少的移動部件提供長期可靠性

無需現場維護，從而降低了總擁有成本

降低噪音和振動

可在多個方向安裝

環保，因為不使用危險的 CFC 制冷劑

緊湊的外形

小尺寸和輕質結構使熱電組件非常適合具有嚴格幾何空間限制或低重量要求的應用。與熱電技術相比，傳統的冷卻技術（例如基于壓縮機的系統）更大更重。

加熱和冷卻

通過反轉熱電冷卻器上的極性，熱電冷卻器組件可用于加熱模式。這對于包括戶外在內的各種應用非常有用，在這些應用中，溫度可能會降至敏感電子設備或電池的溫度下限以下。這也消除了對傳統壓縮機系統中使用的電阻加熱器的需求，從而降低了成本和復雜性。

雙向控制

對于機柜冷卻，通常使用雙向控制器將機柜保持在兩個溫度設定點之間。例如，一旦達到上限溫度設定點，溫度控制器就可以開啟組件的冷卻模式。同樣，一旦達到溫度下限，控制器就可以開啟加熱模式。滯后設置與溫度限制設置點一起使用，以在冷卻或加熱期間設置熱電冷卻器組件的所需程度。

固態結構

由于系統中的活動部件較少，熱電冷卻器組件可提供可靠的固態運行，幾乎無需維護，從而降低擁有成本。對于灰塵濃度較高的區域，建議使用過濾器，有時還應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和長壽命運行。

更少的運動部件也意味著更少的噪音和振動。大多數高質量的熱電冷卻器組件都使用低噪音組件。此外，固態結構允許將熱電冷卻器組件安裝在幾乎任何方向，從而簡化設計和安裝。

環保

嚴格的政府法規禁止使用許多基于壓縮機的系統的核心傳統制冷劑。較舊的基于壓縮機的系統使用高全球升溫潛能值 HFC 制冷劑，包括 R134a 和 R404A。現代基于壓縮機的系統現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計挑戰，例如壓力升高、高毒性、易燃性、窒息性和相對較差的性能。一些天然制冷劑的易燃性使其運輸危險。

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

定制

熱電冷卻器組件有多種標準熱泵容量、尺寸、傳熱機制和電壓范圍。還可以指定自定義組件以匹配獨特的空間限制或環境要求。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期應用的性能和效率。

結論

通過 Peltier 效應，熱電冷卻器組件可用于熱負載高達 400 W 的制冷和溫度穩定應用。與替代冷卻技術相比，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。熱電冷卻也是最環保的選擇，因為不使用危險的制冷劑。

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——所有這些都在一個更小的單元中。由于采用固態結構，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