Is gléasanna fuaraithe stáit sholadaigh iad aonaid fuaraithe teirmileictrigh, fuaraitheoir peltier (ar a dtugtar comhpháirteanna fuaraithe teirmileictreacha freisin) atá bunaithe ar an éifeacht Peltier. Tá na buntáistí acu nach bhfuil aon ghluaiseacht mheicniúil, aon chuisneán, méid beag, freagairt thapa, agus rialú teochta beacht. Le blianta beaga anuas, tá a n-iarratais i leictreonaic tomhaltóra, cúram leighis, gluaisteáin agus réimsí eile ag leathnú i gcónaí.
I. Prionsabail Lárnacha an chórais fuaraithe teirmileictrigh agus na gcomhpháirteanna
Is é croílár an fhuaraithe teirmileictrigh éifeacht Peltier: nuair a chruthaíonn dhá ábhar leathsheoltóra éagsúla (cineál-P agus cineál-N) péire teirmeachúpla agus nuair a chuirtear sruth díreach i bhfeidhm, ionsóidh ceann amháin den phéire teirmeachúpla teas (an ceann fuaraithe), agus scaoilfidh an ceann eile teas (an ceann diomailt teasa). Trí threo an tsrutha a athrú, is féidir an ceann fuaraithe agus an ceann diomailt teasa a mhalartú.
Braitheann a fheidhmíocht fuaraithe go príomha ar thrí pharaiméadar lárnacha:
Comhéifeacht fiúntais teirmileictrigh (luach ZT): Is táscaire tábhachtach é chun feidhmíocht ábhar teirmileictreach a mheas. Dá airde an luach ZT, is airde an éifeachtúlacht fuaraithe.
An difríocht teochta idir na foircinn te agus fuar: Cinneann éifeacht an diomailt teasa ag an taobh diomailt teasa go díreach an cumas fuaraithe ag an taobh fuaraithe. Mura bhfuil an diomailt teasa réidh, caolóidh an difríocht teochta idir na foircinn te agus fuar, agus titeann an éifeachtúlacht fuaraithe go géar.
Sruth oibre: Laistigh den raon rátáilte, feabhsaíonn méadú ar an sruth an cumas fuaraithe. Mar sin féin, nuair a sháraítear an tairseach, laghdóidh an éifeachtúlacht mar gheall ar mhéadú ar theas Joule.
II Stair forbartha agus dul chun cinn teicneolaíoch aonad fuaraithe teirmileictreacha (córas fuaraithe peltier)
Le blianta beaga anuas, tá forbairt comhpháirteanna fuaraithe teirmileictreacha dírithe ar dhá phríomhthreoir: nuálaíocht ábhartha agus uasmhéadú struchtúrach.
Taighde agus forbairt ábhar teirmileictreacha ardfheidhmíochta
Tá luach ZT ábhar traidisiúnta bunaithe ar Bi₂Te₃ méadaithe go 1.2-1.5 trí dhópáil (amhail Sb, Se) agus cóireáil nanoscála.
Feidhmíonn ábhair nua ar nós teallúiríd luaidhe (PbTe) agus cóimhiotal sileacain-gearmáiniam (SiGe) go han-mhaith i gcásanna meánteochta agus ardteochta (200 go 500 ℃).
Meastar go laghdóidh ábhair nua amhail ábhair theirmileictreacha ilchodacha orgánacha-neamhorgánacha agus inslitheoirí toipeolaíocha costais tuilleadh agus go bhfeabhsóidh siad éifeachtúlacht.
Uasmhéadú struchtúr comhpháirte
Dearadh mionsamhlaithe: Ullmhaigh teirmipílí ar scála micreon trí theicneolaíocht MEMS (Córais Micri-Leictre-Meicniúla) chun freastal ar riachtanais mionsamhlaithe leictreonaice tomhaltóra.
Comhtháthú modúlach: Ceangail aonaid theirmileictreacha i sraith nó comhthreomhar chun modúil fuaraithe teirmileictreacha ardchumhachta, fuaraitheoirí peltier, gléasanna peltier a fhoirmiú, a chomhlíonann riachtanais fuaraithe teirmileictreacha grád tionsclaíoch.
Struchtúr comhtháite diomailt teasa: Comhtháthaigh na heití fuaraithe leis na heití diomailt teasa agus na píopaí teasa chun éifeachtúlacht diomailt teasa a fheabhsú agus an toirt iomlán a laghdú.
III Cásanna feidhme tipiciúla d'aonaid fuaraithe teirmileictreacha, comhpháirteanna fuaraithe teirmileictreacha
Is é an buntáiste is mó a bhaineann le haonaid fuaraithe teirmileictreacha ná a nádúr stáit sholadaigh, a n-oibriú gan torann, agus a rialú teochta beacht. Dá bhrí sin, tá seasamh dochloíte acu i gcásanna nach bhfuil comhbhrúiteoirí oiriúnach le haghaidh fuaraithe.
I réimse na leictreonaice tomhaltóra
Diúltú teasa fón póca: Tá modúil fuaraithe micrea-theirmileictreacha, modúil TEC, gléasanna peltier, agus modúil peltier feistithe ar fhóin chearrbhachais ardleibhéil, agus i gcomhar le córais fuaraithe leachtacha, is féidir leo teocht an tslis a ísliú go tapa, rud a chuireann cosc ar laghdú minicíochta mar gheall ar róthéamh le linn cearrbhachais.
Cuisneoirí gluaisteán, Fuaraitheoirí gluaisteán: Glacann cuisneoirí gluaisteán beaga teicneolaíocht fuaraithe teirmileictreach den chuid is mó, a chomhcheanglaíonn feidhmeanna fuaraithe agus téimh (is féidir téamh a bhaint amach tríd an treo reatha a athrú). Tá siad beag ó thaobh méide de, íseal ó thaobh tomhaltas fuinnimh de, agus comhoiriúnach le soláthar cumhachta 12V gluaisteáin.
Cupán fuaraithe dí/cupán inslithe: Tá pláta micrea-fhuaraithe ionsuite sa chupán fuaraithe iniompartha, ar féidir leis deochanna a fhuarú go tapa go 5 go 15 céim Celsius gan a bheith ag brath ar chuisneoir.
2. Réimsí leighis agus bitheolaíocha
Trealamh rialaithe teochta beacht: amhail ionstraimí PCR (ionstraimí imoibrithe slabhra polaiméaráise) agus cuisneoirí fola, teastaíonn timpeallacht chobhsaí ísealteochta. Is féidir le comhpháirteanna cuisniúcháin leathsheoltóra rialú teochta beacht a bhaint amach laistigh de ±0.1℃, agus níl aon bhaol éillithe cuisneáin ann.
Feistí leighis iniompartha: amhail boscaí cuisniúcháin inslin, atá beag i méid agus a bhfuil saolré ceallraí fada acu, tá siad oiriúnach d’othair diaibéitis le hiompar leo agus iad ag dul amach, rud a chinntíonn teocht stórála an inslin.
Rialú teochta trealaimh léasair: Tá comhpháirteanna lárnacha feistí cóireála léasair leighis (amhail léasair) íogair don teocht, agus is féidir leis na comhpháirteanna fuaraithe leathsheoltóra teas a scaipeadh i bhfíor-am chun oibriú cobhsaí an trealaimh a chinntiú.
3. Réimsí tionsclaíocha agus aeraspáis
Trealamh cuisniúcháin tionsclaíoch ar scála beag: amhail seomraí tástála aosaithe comhpháirteanna leictreonacha agus folcadáin teochta tairiseach ionstraimí beachtais, a bhfuil timpeallacht áitiúil ísealteochta ag teastáil uathu, aonaid fuaraithe teirmileictreacha, is féidir comhpháirteanna teirmileictreacha a shaincheapadh le cumhacht cuisniúcháin de réir mar is gá.
Trealamh aeraspáis: Bíonn deacracht ag gléasanna leictreonacha i spásárthaí teas a scaipeadh i dtimpeallacht folúis. Tá córais fuaraithe teirmileictreacha, aonaid fuaraithe teirmileictreacha, comhpháirteanna teirmileictreacha, mar fheistí stáit sholadaigh, an-iontaofa agus saor ó chreathadh, agus is féidir iad a úsáid chun teocht trealaimh leictreonaigh i satailítí agus i stáisiúin spáis a rialú.
4. Cásanna eile atá ag teacht chun cinn
Gléasanna inchaite: Is féidir le clogaid agus culaith fhuaraithe cliste, le plátaí fuaraithe teirmileictreacha solúbtha ionsuite, fuarú áitiúil a sholáthar don chorp daonna i dtimpeallachtaí ardteochta agus tá siad oiriúnach d'oibrithe lasmuigh.
Loighistic slabhra fuar: Is féidir boscaí pacáistithe slabhra fuar beaga, faoi thiomáint ag fuarú teirmileictreach, fuarú peltier agus cadhnraí, a úsáid le haghaidh iompar gearr-achair vacsaíní agus táirgí úra gan a bheith ag brath ar thrucailí móra cuisnithe.
IV. Teorainneacha agus Treochtaí Forbartha aonad fuaraithe teirmileictreacha, comhpháirteanna fuaraithe peltier
Teorainneacha atá ann cheana
Tá an éifeachtúlacht fuaraithe sách íseal: Is gnách go mbíonn a chóimheas éifeachtúlachta fuinnimh (COP) idir 0.3 agus 0.8, atá i bhfad níos ísle ná fuarú comhbhrúiteora (is féidir leis an COP 2 go 5 a bhaint amach), agus níl sé oiriúnach do chásanna fuaraithe ar scála mór agus ardacmhainne.
Riachtanais arda maidir le teas a dhiúscairt: Mura féidir an teas ag an taobh diomailte teasa a scaoileadh in am, beidh tionchar mór aige sin ar an éifeacht fuaraithe. Dá bhrí sin, ní mór córas diomailte teasa éifeachtach a bheith ann, rud a chuireann srian ar an bhfeidhmchlár i gcásanna dlútha áirithe.
Costas ard: Tá costas ullmhúcháin ábhar teirmileictreacha ardfheidhmíochta (amhail Bi₂Te₃ nana-dópáilte) níos airde ná costas ullmhúcháin ábhar cuisniúcháin traidisiúnta, rud a fhágann go bhfuil praghas réasúnta ard ar chomhpháirteanna ardchaighdeáin.
2. Treochtaí forbartha sa todhchaí
Dul chun cinn i réimse na n-ábhar: Ábhair theirmileictreacha ar chostas íseal agus a bhfuil luach ZT ard acu a fhorbairt, agus é mar aidhm luach ZT teocht an tseomra a mhéadú go dtí os cionn 2.0 agus an bhearna éifeachtúlachta a chúngú le cuisniú comhbhrúiteora.
Solúbthacht agus comhtháthú: Modúil fuaraithe teirmileictreacha solúbtha, modúil TEC, modúil theirmileictreacha, gléasanna peltier, modúil peltier, fuaraitheoirí peltier a fhorbairt, chun oiriúnú do ghléasanna dromchla cuartha (amhail fóin phóca scáileáin solúbtha agus gléasanna inchaite cliste); Comhtháthú comhpháirteanna fuaraithe teirmileictreacha le sceallóga agus braiteoirí a chur chun cinn chun “rialú teochta ar leibhéal na sceallóga” a bhaint amach.
Dearadh coigilte fuinnimh: Trí theicneolaíocht Idirlín na Rudaí (IoT) a chomhtháthú, baintear amach tús-stad cliste agus rialáil chumhachta na gcomhpháirteanna fuaraithe, rud a laghdaíonn an tomhaltas fuinnimh foriomlán.
V. Achoimre
Tá aonaid fuaraithe teirmileictreacha, aonaid fuaraithe peltier, agus córais fuaraithe teirmileictreacha, lena mbuntáistí uathúla mar gheall ar a bheith soladachstáit, ciúin agus teochtrialaithe go beacht, tábhachtach i réimsí ar nós leictreonaice tomhaltóra, cúram leighis agus aeraspáis. Le huasghrádú leanúnach ar theicneolaíocht ábhair theirmileictreacha agus dearadh struchtúrach, feabhsóidh saincheisteanna a éifeachtúlachta fuaraithe agus a chostais de réir a chéile, agus meastar go gcuirfidh sé teicneolaíocht fuaraithe traidisiúnta in ionad i gcásanna níos sainiúla amach anseo.
Am an phoist: 12 Nollaig 2025
