Тоңазытқыш технологиясының даму тарихында,жартылай өткізгіш салқындатқыштар, олардың ерекше артықшылықтарымен адамдардың «тоңазытқышты» қабылдауы тыныш. Онда дәстүрлі компрессорлардың дауысы жоқ және күрделі тоңазытқыштардың айналымы жүйесін қажет етпейді. Жартылай өткізгіш материалдардың сипаттамаларын пайдаланып, ол «салқындату мен жылытудың» сиқырлы әсеріне қол жеткізе отырып, одан да көп және одан да көп сценарийлерде пайда болды, тауашаға айналады, бірақ өте ықтимал тоңазытқыш ерітіндісі.
I. «Шуды тоңазытқыштың» құпиялары: жартылай өткізгіш салқындатқыштардың жұмыс принципі
Жартылай өткізгіш салқындатқыштың өзегі 1834 жылы француз физигі Жан Пелиер тапқан «Пелить эффектісі». Екі түрлі жартылай өткізгіштік материалдар (әдетте N-Type және P-Type) Құрылғыны термопара жұбы қолданылған кезде, термопара жұпының бір ұшы жылуды сіңірген кезде, температура айырмашылығын жасайды. «Жылу аударымы» электр энергиясы арқылы тікелей қол жеткізудің бұл әдісі, ол тоңазытқыштың фазалық өзгеруіне сенбейді және механикалық қозғалмалы бөліктер жоқ, дәл осы компрессорлық тоңғытқыштардың негізгі айырмашылығы болып табылады.
Құрылымдық түрде сөйлеу, жартылай өткізгіш салқындатқыштар әдетте жартылай өткізгіш жұптардың, керамикалық субстраттардың және электродтардың бірнеше жиынтықтарынан тұрады. Керамикалық субстрат өте жақсы термиялық өткізгіштік және оқшаулау қасиеттері бар. Олар жылуды тез өткізіп қана қоймай, сонымен қатар тізбектердегі қысқа тізбектердің алдын алады. Бірнеше жұп термопаралардың қатарына немесе параллельді орналастыруға болады. Жұптардың санын және ағымдағы токтың көлемін реттеу арқылы, салқындату сыйымдылығы мен температура айырмашылығын дәл бақылайды. Ағымдағы өзгерістердің бағыты бойынша, салқындатудың аяқталуы және жылыту ұшы соған сәйкес қосылады. Бұл мүмкіндік оны «бір машинада қос пайдалану» қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Дәстүрлі компрессорлық тоңазытқышпен салыстырғанда, жартылай өткізгіш тоңазытқыштар принципі қарапайым болып көрінеді, бірақ ол революциялық артықшылықтарға ие болды: компрессорлардың жұмысы нәтижесінде пайда болады, ал жұмыс кезінде шу 30 дебилден төмен, қоршаған ортаға жақындай алады. Өлшем, ең кішкентай жартылай өткізгіш модулі бірнеше текше сантиметр, бұл шағын құрылғыларға енуді жеңілдетеді. Жеңіл, әдетте, дәстүрлі тоңазытқыш компоненттердің тек 1/5 - 1/3 бөлігі, оны портативті сценарийлер үшін өте қолайлы етеді. Бұл фрайдтар, мысалы, экологиялық таза және жасыл қоршаған ортаны қорғау үрдісіне сәйкес тоңазытқыштарды пайдаланбайды.
Ii. Сценарийге негізделген ену: жартылай өткізгіш салқындатқыштардың «қолдану кезеңі»
«Кішкентай, тыныш және жасыл» белгілерімен жартылай өткізгіш салқындатқыштар дәстүрлі тоңазытқыштарды жабу қиын болатын сценарийлерде маңызды рөл атқарады. Олардың қолданылу аясы тұтынушылық электроникадан өнеркәсіптік өндіріске және тіпті медициналық және медициналық көмекке үнемі кеңеюде.
Тұтынушылық электроника саласында жартылай өткізгіш салқындатқыштар «температураны дәл басқару» үшін қуатты құралдарға айналды. Бүгінгі ойын телефондары және жоғары өнімді таблеткалар үлкен бағдарламаларды іске қосқан кезде қыздыруға бейім, бұл олардың жұмысы мен қызмет ету мерзіміне әсер етеді. Кірістірілген жартылай өткізгіш модулі жылуды негізгі компоненттерден бастап, «жергілікті салқындатуға» қол жеткізіп, құрылғыны үздіксіз жұмыс істеп тұрған дененің сыртын тез арада бере алады. Сонымен қатар, шағын тоңазытқыштар мен автомобильдерді салқындату шыныаяқтары жартылай өткізгіш салқындатқыштардың тән қосымшалары да бар. Бұл өнімдер мөлшерде жинақы, күрделі сыртқы құбырларды қажет етпейді және қосқан кезде тез салқындатады және кеңселер сияқты, кеңселер мен автомобильдер сияқты адамдардың салқындату қажеттілігін қанағаттандыра алады. Сонымен қатар, олар шуылсыз жұмыс істейді және жұмыс немесе демалмайды.
Өндірістік және ғылыми-зерттеу салаларында, жартылай өткізгіш салқындатқыштар, олардың «күшті бақылауға қабілеттілігінің» артықшылықтары «тәжірибелер мен өндірісте» «тұрақты көмекшілер» болды. Дәлдік құралдарды дайындауда, кейбір оптикалық компоненттер мен сенсорлар температураның өзгеруіне өте сезімтал. Тымый температура айырмашылығы да өлшеу дәлдігіне әсер етуі мүмкін. Жартылай өткізгіш салқындатқыштар температураның өзгеруіне ± 0,1 ℃ ішіндегі температураны басқару жүйесі арқылы, жабдық үшін тұрақты жұмыс ортасын қамтамасыз етеді. Ғылыми зерттеу тәжірибелерінде, мысалы, биологиялық үлгілерді сақтау және химиялық реакциялардың тұрақты температурасы, жартылай өткізгіш салқындатқыштар көп мөлшерде орын алмайды және эксперименттердің тиімділігін арттыра алмайды.
Медициналық және денсаулық сақтау саласында жартылай өткізгіш салқындатқыштардың «қауіпсіз және экологиялық таза» ерекшеліктері оларды жоғары жақсы көрді. Тоңазытылған инсулин инсулині және вакцина вакцинасы, мысалы, жартылай өткізгішті салқындатқыштар, дәстүрлі тоңазытқыш жабдықтарының ықтимал қауіптерінен аулақ болудан аулақ болуды қажет етпейді. Сонымен бірге, олар электр қуатының істен шыққаннан кейін оқшаулағыш қабаттар арқылы төмен температураны сақтай алады, олар тасымалдау және сақтау кезінде есірткінің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, физикалық салқындатудың кейбір сценарийлерінде, мысалы, физикалық салқындату дақтарында және операциядан кейінгі жергілікті суық сығымдау құрылғылары, жартылай өткізгішті салқындатқыштар қоршаған қалыпты тіндерге әсер етпеуі және емдеудің жайлы және қауіпсіздігін арттырудан аулақ бола алады.
Iii. Мүмкіндіктер мен міндеттер және жиынтық: жартылай өткізгіш салқындатқыштардың даму жолы
Жартылай өткізгіштердің салқындаушыларының техникалық сипаттамаларына байланысты айтарлықтай артықшылықтарға ие болса да, олардың ішінде әлі де бар, олар қазірдің өзінде шұғыл түрде бұзылуы керек. Біріншіден, энергия тиімділігі коэффициенті салыстырмалы түрде төмен - дәстүрлі компрессорды тоңазытқышпен салыстырғанда, жартылай өткізгіш тоңазытқыштар бірдей мөлшерде электр энергиясын тұтынады, олар аз жылу береді. Әсіресе, ең үлкен температурасы бар сценарийлерде (мысалы, тоңазытқыш аяқталуы мен қоршаған орта 50 ℃-ден асатын), энергия тиімділігі төмендейді. Бұл тұрмыстық кондиционерлер және ірі суық сақтау қоймалары сияқты ауқымды тоңазытқышты қажет ететін сценарийлерге қолдануды уақытша қиындатады. Екіншіден, жылуды тарату мәселесі бар - Жартылай өткізгіш салқындатқыш салқындатқыш салқындаған кезде, жылыту ұшында жылу көп мөлшерде жылу пайда болады. Егер бұл жылу уақытында тарату мүмкін болмаса, ол салқындату тиімділігін азайтып қана қоймайды, сонымен қатар модульді шамадан тыс температураға дейін зақымдауы мүмкін. Сондықтан, жылу шығынын таратудың тиімді жүйесі (мысалы, желдеткіш жанкүйерлер мен жылу раковиналары), бұл белгілі бір дәрежеде өнімнің көлемі мен құнын арттырады.
Алайда, материалдық технологиялар мен тоңазытқыш процестерінің ілгерілеуімен жартылай өткізгіш салқындатқыштардың дамуы жаңа мүмкіндіктерді қабылдауда. Материалдар тұрғысынан зерттеушілер жаңа жартылай өткізгіш материалдарды (мысалы, висмут телторидті композиттер, оксидті жартылай өткізгіштер, мысалы, оксидті жартылай өткізгіштер және т.б.) болашақта жартылай өткізгіш салқындатқыштардың энергия тиімділігінің арақатынасын едәуір арттырады деп күтеді. Қолөнер барысында миниатюризация және интеграция технологияларын дамыту жартылай өткізгішті салқындату модульдеріне чиптермен, датчиктермен және басқа компоненттермен тығыз және басқа компоненттермен тығыз еніп, олардың мөлшерін одан әрі төмендетуге және микро-құрылғыларда қолдануға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, «интеграцияланған инновация» басқа тоңазытқыш технологиясымен бірге жаңа үрдіске айналды, мысалы, жылуды қоспадан жылуды сіңіру үшін фазалық өзгерістерді пайдалану технологиясымен жартылай өткізгіштерді тоңазытқышпен үйлестіру және жылу тарату жүйесіндегі жүктемені азайту; Немесе оны жергілікті жерлерде «дәл қосымша салқындатуға» қол жеткізу үшін дәстүрлі компрессорды тоңазытқышпен біріктіруге болады, осылайша жалпы тоңазытқыш жүйесінің тиімділігін арттырады.
Iv. Қорытынды: Шағын модульдер үлкен нарықты жүргізеді: «саралау» тоңазытқыш технологиясының күші
Жартылай өткізгіш салқындатқыштар «барлығы» тоңазытқышының шешімдері болмауы мүмкін, бірақ олардың бірегей техникалық сипаттамаларымен, олар дәстүрлі тоңазытқыш технологиялары жетуге қиын деп санайтын тауар аймақтарында жаңа көкжиектер ашты. Тұтынушылар электроникасының «үнсіз салқындату» -ден, медициналық техниканың «қауіпсіз температурасын бақылау», содан кейін өндірістік зерттеулердің «нақты температурасы» -тен, ол «кішкентай, бірақ әдемі» артықшылықтары бар адамдардың әртараптандырылған талаптарын қанағаттандырды.
Үздіксіз технологиялық жетістіктермен, мысалы, энергия тиімділігі және өндірістік тиімділік және жартылай өткізгіш салқындатқыштарды жылудан шығару мәселелері біртіндеп шешілмейді және оларды қолдану сценарийлері «тауашадан» -ден «массаға» ауысады. Болашақта біз жартылай өткізгішті тоңазытқыш технологиясымен жабдықталған, ең алдымен, тоңазытқыштарды және шусыз суларды, шағын үй жүйелерімен және шағын үй жүйелерімен жабдықталған өнімдерді, бұл «суық және ыстық сиқыр», бұл «суық және ыстық сиқыр» - бұл «суық және ыстық сиқыр» - бұл «саралау» қуатын тиімді, экологиялық таза және саналы болашаққа дейін суытуы мүмкін.
