ترفند تکنولوژی سخت افزار قطعات الکترونیک

تفاوت المان خنک کننده TEC و TEG برای تبدیل حرارت به انرژی الکتریکی

Thermo-Electric-Generator-vs-Thermo-Electric-Cooler-digispark
نوشته شده توسط اروند طباطبایی

انرژی از حالتی به حالتی دیگر تبدیل می‌شود. بارها و بارها این عبارت را شنیده‌ایم. در قانون پایداری انرژی آمده است که انرژی از بین نمی‌رود، بلکه از حالتی به حالتی دیگر تبدیل می‌شود. مثلا انرژی آب پشت سد تبدیل به انرژی پتانسیل حرکتی می‌شود. انسان‌ها با تکنولوژی توربین برق، از این انرژی استفاده کرده و آنرا به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. همین انرژی الکتریکی در طول مسیر به مکان‌های مختلفی با کاربری مختلف تقسیم می‌شود. مثلا انرژی الکتریکی در بخش صنعت، دستگاه‌های زیادی را کنترل می‌کند. به عبارتی این انرژی الکتریکی در هر دستگاهی به نوع دیگری از انرژی تبدیل می‌شود. سپس طی آن فرآیند یک ارزش افزوده‌ای ایجاد خواهد شد. ماژول‌های دما ساز هم یکی از فرآیندهای تبدیل حالت انرژی را انجام می‌دهند. در این پست به عملکرد این ماژول‌ها می‌پردازم. همچنین تفاوت TEC و TEG را برای تبدیل انرژی توضیح خواهم داد.

 


المان خنک کننده Peltier cooler


المان خنک کننده Peltier نوعی ماژول سرامیکی است که در اثر عبور جریان الکتریکی از آن، دما ایجاد می‌کند. این دما به صورت سرد و گرم می‌باشد. یک طرف المان خنک کننده سرد شده و طرف دیگر حرارت ایجاد می‌کند. نکته‎ی بسیار مهم در خصوص کار با المان سرد کننده، استفاده از هیت سینک مناسب می‌باشد. از آنجایی که استفاده اصلی این المان‌ها در تولید سرما می‌باشد، بایستی حرارت ایجاد شده در طرف دیگر المان را به صورت دائمی دفع کرد. در غیر این صورت عملکرد المان دچار مشکل خواهد شد. بسته به نوع پروژه پس از قرار دادن هیت سینک‌های بزرگ روی سطح گرما ساز المان خنک کننده، نیاز است تا با چند فن حرارت را منتقل کرد. دقت کنید که تمامی این موارد بسته به نوع پروژه و کاربرد آن نیازمند محاسبه دقیق سیالات می‌باشند. همچنین رعایت این موارد در عمر مفید المان خنک کننده هم تاثیر گذار است. به تصویر زیر دقت کنید. عملکرد کامل یک المان خنک کننده PEC نمایش داده شده است.

عملکرد المان خنک کننده TEC Peltier - دیجی اسپارک

 

همانطور که مشاهده می‌کنید، یک سمت المان خنک کننده، حرارت را جذب می‌کند و از سمت دیگر دفع می‌کند. بنابراین همیشه یک سمت خنک و سمت دیگر گرم می‌شود. المان خنک کننده با ولتاژ DC کار می‌کند. یک سیم قرمز و سیم دیگر قطب منفی است. این ماژول‌ها به جریان حساس هستند، به عبارتی جریان دریافتی را تبدیل به حرارت می‌کنند. پس این نکته را بدانید که با اتصال المان خنک کننده به ولتاژ، انتظار اینکه بلافاصله خنک شود را نداشته باشید. در بین دو صفحه سرامیکی هم تعدادی نیمه هادی قرار گرفته‌اند که در اثر عبور جریان از یک سمت خنک و از سمت دیگر شروع به گرم شدن می‌کنند.

 


هیت سینک المان خنک کننده TEC


اگر دمای سمت سرامیکی گرم شده را توسط هیت سینک، کاهش ندهیم، کل عملکرد ماژول مختل خواهد شد. عدد نوشته شده روی المان سرد کننده کاملا ویژگی‌های آنرا مشخص می‌کند. هرچه عدد جریان المان زیادتر باشد، توان بالاتر و حرارت ایجاد شده بالاتری خواهد داشت. بنابراین هیت سینک بزرگتری هم نیاز خواهد داشت. به تصویر زیر دقت کنید، نسبت ابعاد هیت سینک به المان خنک کننده کاملا قابل مشاهده است. همچنین از یک فن جهت انتقال حرارت به صورت دائمی از روی هیت سینک استفاده شده است. پس باز هم دقت داشته باشید، تا زمانی که حرارت به درستی دفع نشود، المان عملکرد صحیح نخواهد داشت.

نصب هیت سینک روی المان خنک کننده TEC - دیجی اسپارک

 

 


المان خنک کننده TEG


المان‌هایی که عبارت TEG دارند مخفف Thermo-Electric Generator می‌باشند. این مدل‌ها توانایی تولید انرژی الکتریکی در اثر دریافت حرارت را دارند. در مدل‌های TEC فقط با عبور جریان از داخل ماژول، اختلاف دمایی در بین دو سطح سرامیکی ایجاد می‌شود. ولی در این مدل به حالت برعکس هم کارایی دارد. به این صورت که با اعمال یک اختلاف دمایی در سطح سرامیکی ماژول، خروجی جریان الکتریکی خواهید داشت. این مدل در ابعاد مختلف برای مصارف مختلف طراحی می‌شود. به دو حالت دما بالا یا High Temperature و حالت دما پایین یا low temperature وجود دارند. در هر دو حالت هم دارای ابعاد مختلفی می‌باشند. در آینده‌ای نزدیک شاهد TEG های کوچک جهت تولید انرژی سبز خواهیم بود. این المان‌ها در ابعاد بسیار ریز هم تولید می‌شوند. در تصویر زیر شماتیک داخلی یک المان سرد کننده TEG را مشاهده می‌کنید.

شماتیک داخل المان خنک کننده TEG جهت تولید انرژی الکتریکی - دیجی اسپارک

 

 

در ادامه چنانچه سوالی در خصوص المان خنک کننده جهت استفاده دارید، مطرح بفرمایید. لطفا تجربه‌های کاربری‌تان در خصوص این کالا را در بخش نظرات همین پست مطرح بفرمایید. تا در جهت ارتقا دانش فنی دیگر کاربران استفاده شود. در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.

درباره نویسنده

اروند طباطبایی

بنیانگذار دیجی اسپارک: اولین مرجع تخصصی امبدد سیستم به زبان فارسی / کارشناس سئو و تولید محتوا

هرچه می آموزم میبینم که خیلی کم آموختم. در حال حاضر مدیریت تولید مقطع کارشناسی ارشد هستم. علاقه به رباتیک و تکنولوژی دارم. امیدوارم بتونم دانشی را که آموخته‌ام، به روش‌های مختلفی به کاربران علاقمند منتقل کنم.

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۲۶ دیدگاه

  • سلام خسته نباشید
    ممنون از توضیحات شما
    من در سایت دانشجو چند مدل مختلف از المان های خنک کننده سرامیکی دیدم و دقیقا کاربردش نمیدونستم.
    با توجه به توضیحات شما انتخاب المان مناسب بر چه پایه ای است و اینکه در متن گفته شد با ولتاژ DC راه اندازی میشه این ولتاژ باید چقدر باشه و تغذیه مناسب پیشنهادی چیه؟

    • با سلام
      ضمن تشکر از توجه شما، انتخاب بر اساس میزان جریان مصرفی باید صورت گیرد. سپس باید محاسبه سیالات در خصوص دفع حرارت را انجام دهید. تا بتوانید هیت سینک مناسب و کاربردی را روی کالا نصب کنید. ولتاژ هم به دیتاشیت المان خنک کننده باید مراجعه کنید.

  • سلام. و تشکر بابت این مطلب … تفاوت المان TEG رو با یک المان خنک کننده ی ساده متوجه شدم اما دلیل اینکه المان خنک کننده ای در این مقاله با دو نام مخفف PEC و TEC عنوان شد رو متوجه نشدم، تفاوتی بین این دو وجود داره؟؟؟

    همچنین در سایت دانشجو کیت هم گویی چند نوع المان خنک کننده وجود داره که تفاوت اونها رو متوجه نمیشم خیلی ممنون میشم راهنمایی کنین که کد کالاها به شرح زیر هست

    @المان خنک کننده ۱۲۷۰۸ دما ساز Peltier PEC
    کد کالا: DKP – 41177
    از اسم المان مشخصه که هشت آمپر هست، و در مشخصات حدود ۸۸ وات قدرت

    @بعدش المان دیگری داریم
    المان خنک کننده ۱۲۷۱۵ دما ساز
    کد کالا: DKP – 41357
    که داخل اطلاعات بیشتر این المان رو با این نام شرح داده cooling peltier 12710
    در حالی که آمپری که در نام این المان درج شده ۱۵ آمپر هست در اطلاعات بیشتر شده ۱۰ آمپر

    و باز در شرح ویژگی ها قعطه همان ۱۵ آمپر درج شده
    اما همه ی اینها به کنار

    اینو متوجه نمی شم که چطور این دو المان با ۸ آمپر و دومی با ۱۵ آمپر
    توان خروجی تقریباً یکسانی دارن

    اولی حدود ۸۸ وات و دومی حدود ۸۵ وات
    و قیمت هر دو المان هم یکی هست …

    چه تفاوتی بین این دو المان هست؟؟؟

    • با سلام
      کاربرگرامی جهت دریافت پاسخ به سوالاتتان لطفا در هر پاسخ یک سوال را مطرح بفرمایید.
      ۱- بله TEC و PEC تفاوت دارند. اگر مطلب را کامل مطالعه کنید، متوجه خواهید شد.
      ۲- در خصوص کالاهای داخل سایت از طریق سایت سوال مطرح کنید.

  • سلام؛
    خسته نباشید.
    ایا میشه از خنک کننده TEG برای تولید انرژی الکتریکی از گرمای لپتاب استفاده کرد؟

  • سلام مهندس طباطبایی ،ممنون از اطلاعات خوبی که در اختیارمون قرار دادید، خواستم بپرسم به کمک این المان های خنک کننده آیا راهی وجود داره که با سیستم رادیاتور آبی بتونیم هشبرد دستگاه های asic رو خنک کنیم و فن های این دستگاه هارو کلا حذف کنیم ؟ ممنون میشم در این زمینه راهنمایی هایی بفرمایین

  • سلام مهندس طباطبایی ،ممنون از اطلاعات خوبی که در اختیارمون قرار دادید، خواستم بپرسم به کمک این المان های خنک کننده آیا راهی وجود داره که با سیستم رادیاتور آبی بتونیم هشبرد دستگاه های asic رو خنک کنیم و فن های این دستگاه هارو کلا حذف کنیم ؟ ممنون میشم در این زمینه راهنمایی هایی بفرمایین

  • سلام
    ممنون میشم جواب سوال بنده رو بدین
    این برداشت من درسته که با ماژول هایtec ما میتونیم اختلاف دما ایجاد کنیم و با ماژول های teg هم میتونیم اختلاف دما ایجاد کنیم با اعمال ولتاژ و هم میتونیم با اعمال اختلاف دما ولتاژ حداقلی تولید کنیم؟
    ایا ماژول با بازده مثلا ۱۵ وات ب بالا داریم ؟

    • با سلام
      با هردو ماژول میتوانید اختلاف دما ایجاد کنید. با این تفاوت که در مدل TEG میتوانید در اثر اعمال اختلاف دما (مثلا استفاده روی یک CPU) در خروجی ولتاژ دریافت کنید. بازده ۱۵ وات منظورتان در خصوص کدام مدل هست؟ این نوع المان‌های خنک کننده همگی به حالت تولید انبوه در آمده‌اند. طبیعتا هرچه توان بالاتری داشته باشد، قیمت آن هم بالاتر خواهد رفت. ولی معمولا برای دستیابی به توانی مشخص بایستی از چند المان به صورت همزمان استفاده کرد.

    • نکته مهم در خصوص این کالا، توان ۱۵ وات با توجه به ولتاژ DC و ۱۲ ولتی، شاخصه قابل توجهی است. کالاهایی برای استفاده از حرارت و تبدیل آن به انرژی الکتریکی در قالب پاور بانک و یا خروجی USB وجود دارند. ولی دیگر به عنوان المان خنک کننده TEG شناخته نمی‌شوند. در این حالت صرفا یک رشته سیم به محل حرارت متصل شده و خروجی را به صورت جریان الکتریکی شارژ میکند. مناسب برای کارگاه‌هایی است که در حال تولید حرارت برای فرم دهی و… هستند.
      متاسفانه در حال حاضر این کالا را در فروشگاه موجود نداریم. ولی میتوانید جهت دریافت کالا از طریق پرتال پشتیبانی، درخواست تامین موجودی را به فروشگاه ارسال بفرمایید.