термоэлектрическое охлаждающее устройство

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО - устройство для переноса тепловой энергии от теплоотдатчика с низкой темп-рой к теплоприёмнику с высокой темп-рой, 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 темп-р 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 - ф-ция темп-ры и концентрации носителей заряда, причём для каждой заданной темп-ры существует оптим. значение концентрации, при к-рой величина Z максимальна. Макс. снижение темп-ры связано с величиной эффективности выражением DT_макс = (1/2)ZT_x², где T_x - темп-pa холодного спая термоэлемента. Совр. T. о. у. обеспечивают снижение темп-ры от +20 до -200 ^oC; их холодопроизводитель-ность, как правило, не более 100 Вт.

При изготовлении T. о. у. 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 T. о. у. осуществляется путём заливки термобатарей эпоксидными компаундами.

T. о. у. отличаются простотой управления, возможностью тонкого регулирования темп-ры, 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.

   <<      Предметный указатель      >>