Охладители TE с высокой холодопроизводительностью для промышленного применения

X-Meritan поставляет термоэлектрические охладители (ТЭО), предназначенные для непрерывной откачки тепла в промышленном оборудовании. Эти модули работают на эффекте Пельтье и не содержат компрессоров, хладагентов или движущихся частей. Они используются там, где доступ для обслуживания ограничен, вибрация недопустима или требуется точный контроль температуры.

Серия высокой мощности предназначена для систем со значительными тепловыми нагрузками. Типичные примеры включают массивы лазерных диодов, полупроводниковое технологическое оборудование и аналитические инструменты, генерирующие постоянную тепловую мощность.

Мы производим охладители TE с высокой холодопроизводительностью для промышленного применения на собственном предприятии. Сюда входит подготовка термоэлектрического материала, обработка слитков, нарезка гранул, сборка модулей и окончательные испытания. Контроль над этими этапами позволяет нам корректировать состав материала, геометрию таблеток и выбор припоя в соответствии с конкретными условиями эксплуатации.

Технические характеристики

Стандартные модули охватывают широкий диапазон охлаждающих мощностей. В таблице ниже перечислены общие параметры. Доступны пользовательские конфигурации для различных напряжений, размеров и требований к температуре горячей стороны.

Спецификации проверяются партиями с использованием станции термических испытаний. Протокол испытаний может быть предоставлен с каждой поставкой по запросу.

Важное примечание относительно Qmax: Qmax измеряется при нулевой разнице температур между горячей и холодной сторонами. В реальной эксплуатации холодная сторона всегда холоднее горячей стороны, поэтому фактическая мощность теплоотвода ниже. Например, модуль с номинальной мощностью Qmax 200 Вт может отбирать только 80 Вт, когда ΔT равно 30 К. Выбор должен основываться на фактической рабочей точке, а не только на числе Qmax.

Структура и принцип работы

Охладители TE с высокой холодопроизводительностью для промышленного применения представляют собой твердотельные тепловые насосы. Постоянный ток перемещает тепло от холодной стороны к горячей. Горячая сторона должна быть подключена к радиатору или холодной пластине, чтобы отводить перекачиваемое тепло и входную электрическую мощность. Если горячая сторона не охлаждается эффективно, тепло возвращается к холодной стороне, и полезная охлаждающая способность падает.

1. Керамические подложки

Наружные пластины изготовлены из оксида алюминия или нитрида алюминия. Они обеспечивают электрическую изоляцию и проводят тепло. Плоскостность поверхности контролируется для обеспечения хорошего теплового контакта с источником тепла и радиатором. Между керамической поверхностью и монтажной поверхностью рекомендуется использовать термоинтерфейсный материал (TIM).

2. Полупроводниковые гранулы и электроды.

Таблетки теллурида висмута N-типа и P-типа соединены последовательно медными электродными дорожками. Количество и размер гранул определяют напряжение, ток и охлаждающую способность модуля. Мы используем многослойное покрытие медных дорожек для предотвращения окисления при длительной эксплуатации.

3. Отвод тепла с горячей стороны

Температура горячей стороны является единственным наиболее важным фактором, влияющим на производительность TEC. Увеличение температуры горячей стороны на каждые 10°C обычно снижает холодопроизводительность на 5–10 % и снижает максимально достижимую ΔT. Для модулей высокой производительности рекомендуется использовать принудительное воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение или сборки с тепловыми трубками. Пассивных радиаторов редко бывает достаточно для общего отвода тепла более 100 Вт.

4. Уплотнение по периметру

Внутреннюю полупроводниковую матрицу окружает влагостойкое эпоксидное уплотнение. Данное уплотнение не обеспечивает герметизации, но защищает таблетки и электроды от конденсата и загрязнений, переносимых воздухом, в обычных промышленных условиях. При высокой влажности, промывке или эксплуатации на открытом воздухе требуется дополнительная герметизация.

Производство и контроль качества

X-Meritan самостоятельно производит модули TEC. Последовательность изготовления такая:

Приготовление слитков термоэлектрического материала

Экструзия и нарезка полупроводниковых гранул

Автоматизированное размещение и пайка гранул

Металлизация керамической подложки

Окончательная сборка и электрические испытания

Каждая производственная партия проверяется на внутреннее сопротивление, охлаждающую способность и визуальные дефекты. Записи испытаний сохраняются для возможности отслеживания. китайская китайская фабрика фото фото

Методы испытаний

Фактические стандарты испытаний и критерии приемки согласовываются с заказчиком до начала серийного производства. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши конкретные требования.

Сертификаты и соответствие

Следующие заявления о сертификации и соответствии в настоящее время обновляются.

● ISO 9001:2015 – Система менеджмента качества.

● ISO 14001 – Система экологического менеджмента.

● Соответствие RoHS.

● Соответствие REACH

● Маркировка CE (если применимо).

● Сертификация UL (если применимо).

По запросу мы предоставим копии действительных сертификатов. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы подтвердить текущий статус.

Параметры настройки

Стандартные модули решают множество задач промышленного охлаждения. Для крупносерийных или специализированных проектов мы предлагаем индивидуальное проектирование в следующих областях:

● Пользовательская площадь и высота.

● Припой и подложки для более высоких температур при Th > 150°C.

● Многоступенчатые модули TEC для более глубоких перепадов температур.

● Предварительно смонтированные радиаторы или охлаждающие пластины.

● Встроенные датчики температуры (NTC или RTD).

● Специальные конфигурации проводов или разъемы.

Типичный индивидуальный проект следует этому процессу:

1. Клиент указывает тепловую нагрузку, температуру холодной стороны, условия окружающей среды и ограничения по пространству.

2. Наши инженеры моделируют необходимый модуль и предоставляют рекомендуемую конфигурацию.

3. Мы производим образцы для проверки клиентов.

4. После одобрения приступаем к серийному производству.

Почему инженеры выбирают модули X-Meritan TEC

Вместо перечисления общих преимуществ мы приведем конкретные возможности, которые отличают наши модули:

Собственная обработка термоэлектрических материалов

Мы контролируем процесс от сырого слитка до готового изделия. Сюда входят состав материала, размер гранул и уровень легирования. Большинство поставщиков ТЭК закупают готовые таблетки или пластины и только собирают модули. Поскольку мы работаем с самим материалом, мы можем регулировать значение ZT и оптимизировать его для определенных диапазонов температур.

Пакетное тестирование производительности

Каждая производственная партия проверяется на Qmax, ΔTmax и внутреннее сопротивление. Отчеты испытаний доступны клиентам. Это позволит вам убедиться, что модули соответствуют вашим спецификациям, прежде чем интегрировать их в вашу систему.

Индивидуальное проектирование без штрафов за минимальный заказ

Многие поставщики требуют больших минимальных заказов на нестандартные размеры или параметры. Мы поддерживаем гибкий график производства, поэтому возможны индивидуальные проекты с умеренными объемами. Свяжитесь с нами и сообщите о своих требованиях, даже если ожидаемый годовой объем составляет всего несколько сотен штук.

Прямое общение с производственным коллективом

Когда вы связываетесь с X-Meritan, вы общаетесь с инженерами, имеющими доступ к производственным данным и результатам испытаний. Это уменьшает типичные для торговых компаний циклы обмена информацией и сокращает цикл оценки выборки.

Типичные применения

Модули TEC с высокой охлаждающей способностью используются в средах, где активное жидкостное охлаждение нецелесообразно или где требуется точный контроль температуры.

Промышленная электроника и телекоммуникации

Охлаждение лазерных диодов и фотодетекторов в волоконно-оптических системах

Управление температурным режимом в телекоммуникационных шкафах наружного применения

Температурная стабилизация усилителей мощности и радиочастотных модулей

Полупроводниковое и лазерное оборудование

Охлаждение держателей пластин и технологических камер

Термоконтроль для лазерной маркировки и режущих головок

Стабилизация температуры для оптических стендов

Медицинские и аналитические инструменты

Термоциклеры для ПЦР и охлаждение блока образцов

Контроль температуры в отсеках для хранения реагентов

Охлаждение датчиков изображения CCD и CMOS.

Транспорт и специальное оборудование

Охлаждение датчиков LiDAR в автономных транспортных средствах

Системы вентиляции сидений

Портативные рефрижераторные контейнеры

Руководство по выбору ТЭК

Для уточнения ТЭП большой мощности перед обращением к нам подготовьте следующую информацию:

Требуемая охлаждающая нагрузка (в ваттах) на холодной стороне. Это тепло, выделяемое компонентом, который необходимо охладить.

Целевая температура и допуск на холодной стороне. Например, 25°C ± 0,5°C.

Максимальная допустимая температура горячей стороны в зависимости от радиатора и условий окружающей среды.

Диапазон температур окружающей среды, в котором будет работать система.

Доступный тип радиатора и термическое сопротивление. Принудительное воздушное, жидкостное охлаждение или тепловая трубка.

Доступное напряжение постоянного тока и максимальное допустимое потребление тока.

Ограничения на пространство для установки: длина, ширина, высота и расположение монтажных отверстий.

Требования к термоциклированию: количество циклов в день, колебания температуры и ожидаемый срок службы.

Условия окружающей среды: влажность, пыль, химическое воздействие или использование на открытом воздухе.

После того как вы предоставите эту информацию, мы сможем порекомендовать конкретный модуль или разработать индивидуальное решение. Мы также предоставим кривые производительности, показывающие охлаждающую способность в зависимости от разницы температур для рекомендуемого рабочего тока.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Как мне выбрать правильный TEC для моего приложения?

О: Вам необходимо знать отводимую тепловую нагрузку (в ваттах), максимально допустимую температуру охлаждаемого объекта, температуру окружающей среды и доступную производительность радиатора на горячей стороне. Сообщите эти значения нашим инженерам, и мы порекомендуем модуль и рабочий ток.

Вопрос: В чем разница между Qmax и фактической холодопроизводительностью?

A: Qmax — это максимальная производительность теплового насоса, когда разница температур между горячей и холодной сторонами равна нулю. В реальной эксплуатации всегда существует разница температур. Фактическая холодопроизводительность уменьшается с увеличением ΔT. В наших технических характеристиках приведены кривые производительности для различных рабочих токов.

Вопрос: Может ли TEC выйти из строя, если горячая сторона станет слишком горячей?

А: Да. Максимальная температура горячей стороны указана для каждого модуля. Превышение этой температуры может привести к ухудшению качества паяных соединений и сокращению срока службы модуля. Всегда проектируйте радиатор горячей стороны так, чтобы Th оставалось в пределах номинального значения даже в наихудших условиях окружающей среды.

Вопрос: Как долго служат модули TEC?

О: Модули TEC не имеют движущихся частей, поэтому механический износ не является фактором. Однако термоциклирование вызывает напряжение в паяных соединениях и в конечном итоге может привести к увеличению внутреннего сопротивления. Отдельные конструкции высокой производительности были оценены посредством термоциклических испытаний. Фактический срок службы зависит от диапазона температур, тока, скорости изменения напряжения, монтажной нагрузки и рабочей влажности. Данные испытаний могут быть предоставлены для соответствующих проектов.

Вопрос: Предоставляете ли вы данные испытаний или отчеты о надежности?

А: Да. Для каждой производственной партии мы можем предоставить сводку проверенных параметров. Для более крупных заказов мы можем выполнить дополнительные испытания на надежность, такие как термоциклирование, хранение при высоких температурах и воздействие влажности, в соответствии с согласованными протоколами.

Вопрос: Является ли эпоксидное уплотнение водонепроницаемым?

О: Нет. Стандартный эпоксидный уплотнитель влагостойкий, но не герметичный. Для применений с высокой влажностью, конденсацией или прямым контактом с водой требуется дополнительная герметизация или специальный корпус.

Контактная и инженерная поддержка

Чтобы запросить рекомендацию или образец, предоставьте следующую информацию:

● Тепловая нагрузка, которую необходимо снять (Вт)

● Требуемая температура холодной стороны или разница температур.

● Диапазон температур окружающей среды

● Доступное место для ТЭО и радиатора.

● Доступное напряжение питания.

● Ожидаемый годовой объем

Наша инженерная команда отвечает в течение одного рабочего дня. Мы предоставляем образцы для оценки перед объемным заказом.