מודול תרמואלקטרי, מודול פלטייה (הידוע גם כמודולי קירור תרמואלקטריים, TEC) הם טכנולוגיה אופיינית המשתמשת באפקט פלטייה כדי להשיג קירור במקררי רכב, מצנני רכב. להלן מאפייני היישום העיקריים, היתרונות, המגבלות ומגמות הפיתוח של יריעות אלו במקררי רכב:
1. סקירת עקרון העבודה
מודול קירור תרמואלקטרי, מודול פלטייה, אלמנט פלטייה מורכב מחומרים מוליכים למחצה מסוג N וסוג P. כאשר מופעל זרם ישר, נוצר הפרש טמפרטורה בצומת: צד אחד סופג חום (הקצה הקר), והצד השני משחרר חום (הקצה החם). על ידי תכנון מערכת פיזור חום סבירה (כגון מאווררים, גופי קירור), ניתן לפלוט את החום, ובכך להשיג קירור בתוך המקרר.
2. יתרונות במקררי רכב, מקררי רכב תרמואלקטריים, מקררי יין, מקררי בירה, מקררי בירה
אין מדחס, אין קירור
אין שימוש במקררים מסורתיים כגון פריאון, ידידותי לסביבה וללא סיכוני דליפה.
מבנה פשוט, ללא חלקים נעים, פעולה שקטה ורעידות נמוכות.
גודל קטן, משקל קל
מתאים לסביבות רכב מוגבלות במקום, ומקל על שילוב במקררים קטנים של רכבים או במכשירי קירור עם מחזיקי כוסות.
הפעלה מהירה, שליטה מדויקת
הדלקה לקירור, עם תגובה מהירה; ניתן לשלוט בטמפרטורה במדויק על ידי התאמת גודל הזרם.
אמינות גבוהה, אורך חיים ארוך
ללא בלאי מכני, אורך חיים ממוצע יכול להגיע לעשרות אלפי שעות, עלויות תחזוקה נמוכות.
תומך גם במצבי קירור וגם במצבי חימום
שינוי כיוון הזרם יכול להחליף בין הצד הקר והחם; בחלק ממקררי הרכב יש פונקציות חימום (כגון שמירה על חום קפה או חימום מזון).
3. מגבלות עיקריות
יעילות קירור נמוכה (COP נמוך)
בהשוואה לקירור באמצעות מדחס, יעילות האנרגיה נמוכה יחסית (בדרך כלל COP < 0.5), צריכת החשמל גבוהה, אינה מתאימה לדרישות קיבולת גדולה או הקפאה עמוקה.
הפרש טמפרטורה מקסימלי מוגבל
הפרש הטמפרטורות המרבי של מודול קירור תרמואלקטרי חד-שלבי מסוג TEC הוא כ-60-70 מעלות צלזיוס. אם טמפרטורת הסביבה גבוהה (כגון 50 מעלות צלזיוס ברכב במהלך הקיץ), הטמפרטורה הנמוכה ביותר בצד הקר יכולה לרדת רק לכ-10 מעלות צלזיוס-, מה שמקשה על השגת קיפאון (18 מעלות צלזיוס- או פחות).
תלות בפיזור חום טוב
הקצה החם חייב להיות בעל פיזור חום יעיל; אחרת, ביצועי הקירור הכוללים יירדו בחדות. בתא רכב חם וסגור, פיזור החום קשה, מה שמגביל את הביצועים.
עלות גבוהה
מודולי TEC בעלי ביצועים גבוהים, התקן פלטייה בעל ביצועים גבוהים ומערכות פיזור חום נלוות יקרים יותר ממדחסים קטנים (במיוחד בתרחישים של הספק גבוה).
4. תרחישי יישום אופייניים
מקררים קטנים לרכבים (6-15 ליטר): משמשים לקירור משקאות, פירות, תרופות וכו', תוך שמירה על טמפרטורה של 5-15 מעלות צלזיוס.
תיבות קירור וחימום של הרכב: בעלות פונקציות קירור (10°C) וחימום (50-60°C), מתאימות לנהיגה למרחקים ארוכים.
תצורת ציוד מקורית עבור כלי רכב יוקרתיים: דגמים מסוימים של מרצדס-בנץ, BMW וכו' מצוידים במקררי TEC כתכונות נוחות.
מקרר חשמלי לקמפינג/חיצוני: משמש עם חשמל מרכב או ספק כוח נייד, נייד.
5. מגמות פיתוח טכנולוגי
מחקר על חומרים תרמואלקטריים חדשים
אופטימיזציה של חומרים מבוססי Bi₂Te₃, חומרים ננו-מובנים, סקוטרודיטים וכו', להגדלת ערך ZT (יעילות תרמואלקטרית), ולשיפור היעילות.
מערכות קירור תרמואלקטריות רב-שלביות
חיבור טורי של מספר TECs כדי להשיג הפרשי טמפרטורה גדולים יותר; או בשילוב עם חומרי שינוי פאזה (PCM) כדי לשפר את ביצועי הבידוד ולהפחית את צריכת החשמל.
בקרת טמפרטורה חכמה ואלגוריתמים לחיסכון באנרגיה
ויסות צריכת חשמל בזמן אמת באמצעות חיישנים + מיקרו-בקר להארכת טווח (חשוב במיוחד עבור כלי רכב חשמליים).
אינטגרציה עמוקה עם כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה
ניצול יתרונות אספקת החשמל של פלטפורמות מתח גבוה לפיתוח תיבות קירור וחימום יעילות לרכב כדי לענות על דרישות המשתמשים לנוחות ונוחות.
6. סיכום
מודולי קירור תרמו-אלקטריים, מודולי TEC ומודולי Peltier מתאימים ליישומים בעלי קיבולת קטנה, קירור מתון, שקט וידידותי לסביבה במקררי רכב. למרות שהם מוגבלים על ידי יעילות אנרגטית והפרשי טמפרטורה, יש להם יתרונות שאין להם תחליף בשווקים ספציפיים (כגון מכוניות נוסעים יוקרתיות, ציוד קמפינג, סיוע בהובלת שרשרת קירור רפואית). עם התקדמות מדעי החומרים וטכנולוגיית ניהול תרמי, סיכויי היישום שלהם ימשיכו להתרחב.
מפרט TEC1-13936T250
טמפרטורת הצד החם היא 30 מעלות צלזיוס,
Imax：36A,
מקס: 36.5 וולט
Qmax：650 וואט
דלתא T מקסימלי: > 66C
ACR: 1.0±0.1 מ"מ
גודל: 80x120x4.7±0.1 מ"מ
מפרט TEC1-13936T125
טמפרטורת הצד החם היא 30 מעלות צלזיוס,
אימקס: 36A,
מקס: 16.5V
Qmax：350W
דלתא T מקסימלי: 68 מעלות צלזיוס
ACR: 0.35 ±0.1 Ω
גודל: 62x62x4.1±0.1 מ"מ
מפרט TEC1-24118T125
טמפרטורת הצד החם היא 30 מעלות צלזיוס,
Imax: 17-18A
מקס: 28.4V
Qmax：305 +W
דלתא T מקסימלי: 67 מעלות צלזיוס
ACR: 1.30 אוהם
גודל: 55x55x3.5 +/- 0.15 מ"מ
זמן פרסום: 30 בינואר 2026
