熱電冷却とは

熱電冷却は電力を使用して、2種類の材料間に温度差を作り出します。 熱電効果は、熱電冷却の基礎であり、熱電冷却器、ヒートポンプ、ヒーター、および熱電発電機で使用されます。 熱電デバイスに電流が流れると、熱がデバイスの一方から他方に移動します。 効果には2つの方法があります。 温度差を電圧に変換するか、電気を使用して温度差を作ることができます。これはペルチェ効果と呼ばれます。

熱電ヒートポンプとも呼ばれるペルチェヒートポンプは、ユニットの一方の側から他方の側に熱を伝達します。 片側から熱エネルギーを取り出して冷却し、この熱を反対側に置いて加熱します。 ヒートシンクを使用する必要があります。使用しないと、デバイスが熱くなりすぎてフライになります。 これらのデバイスは、ビールを冷やしたり、コーヒーを温めたり、小さな冷蔵庫を動かしたり、オーブンを温めたりすることができます。

熱電冷却器（TEC）、または熱電冷却システムには、2つの大きな電極の間に半導体ペレットのマトリックスがあります。 DC電圧源をそれらの間に接続すると、負に帯電した側がより低温になり、正に帯電した側がより高温になります。 負極は、デバイスやコンポーネントなど、冷却されているものと接触します。 正電極は、エネルギーを放散するヒートシンクに接続されています。

熱電冷却システムは、多くのデバイスに搭載されています。 このようなデバイスは、マイクロプロセッサや電力増幅器を冷却するためにコンピューターに搭載されています。 それらは、暗黒面と太陽に照らされた面との間の極端な温度変動を緩和するために宇宙船で使用されます。 また、キャンプで使用されるポータブルクーラー、デジタルカメラなどのさまざまな種類の電子機器、除湿機にも使用されています。

一方、熱電発電機は熱電冷却器の反対ですが、それでも熱電効果を使用します。 発電機では、ユニットの両側の温度差を使用して電力を生成します。 これらのデバイスはどちらも、構造と使用材料が類似しています。

熱電冷却は冷蔵よりも効率が低くても、いくつかの明確な利点があります。 小規模の冷却が必要な場合、熱電冷却は冷凍よりも安価で実用的です。 機械的な可動部分がなく、持ち運び可能で、耐久性があり、長持ちし、メンテナンスの必要もありません。