Термоэлектрический эффект в охлаждении

В конце  1940-х и  в начале 1950-х годов академик А.Ф. Иоффе со своими учениками провел очень важные исследования, касающиеся разработке теории термоэлектрического охлаждения. На результатах этих исследований была впервые изготовлена и испытана серия охлаждающих устройств. Энергетический эффект термоэлектрических холодильных машин намного меньше эффективности других типов холодильных машин. Однако, эти машины отличаются простотой, надежностью и отсутствием шума, и благодаря этим качествам применение термоэлектрического охлаждения довольно перспективно.

В термоэлектрических охлаждающих устройствах, в основном, используют термоэлементы с отрицательной ветвью, изготовленной методом  горячего прессования, и с положительной ветвью – методом холодного прессования. При этом, термоэлементы имеют незначительную механическую прочность. Образцы сплава Bi2Te3-Sb2Te3, изготовленные методом холодного или горячего прессования имеют предел прочности при сжатии – 44,6-49,8 МПа. С помощью демпфирующей свинцовой пластине, установленной между коммутационной пластиной и полупроводниковой ветвью, повышается прочность термоэлемента. Также еще используют легкоплавкие припои  и припой  SiSb. В результате испытаний установлено, что   термоэлектрические устройства обладают виброударной стойкостью до 20 g, а термоэлектрические охладители малой холодопроизводительности – до 250g.

Преимущества теплоэлектрических охлаждающих устройств

Сейчас на судах в системах кондиционирования используют теплоиспользующие или паровые холодильные машины. С помощью электро-, паро- или водонагревателей  обогреваются судовые помещения в холодное время, то есть используют раздельные источники холода и теплоты.  В теплое время года термоэлектрические устройства могут  охлаждать помещения, а в холодное – обогревать. Путем реверса электрического тока режим обогрева меняется на режим охлаждения.

Термоэлектрические устройства  имеют еще такие преимущества, как надежность, полное отсутствие шума при работе, отсутствие масла и рабочего вещества, а также у них небольшой вес и габаритные размеры при той же холодопроизводительности. Для систем кондиционирования воздуха используются термоэлектрические холодильные машины, у которых объем примерно в 4 раза, а масса в 3 раза меньше, по сравнению с хладовыми холодильными машинами. У термоохлаждающих устройств есть и недостатки: низкая экономичность и высокая стоимость.