Peltierův článek

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Peltierův článek funguje na základě Peltierova jevu, který objevil v roce 1834 Jean C. Peltier. Když prochází proud obvodem se dvěma rozdílnými vodiči zapojenými v sérii (většinou vizmut a tellurid), jedna z jejich styčných ploch se ochlazuje a druhá zahřívá. Tyto články se používají např. v chlazení počítačů. Nedostatkem je, že mají většinou velkou spotřebu a samy hodně topí, takže je třeba chladit je víc, než kolik by vyžadovalo samotné chlazené zařízení.

Toto je ovšem jen jedno z možných použití. Peltierovy články musí hodně topit, protože chladí sice na jiném principu než Vaše domácí chladnička, ale musí respektovat stejně 2.termodynamický zákon. A právě na té chladničce, kterou asi doma máte a dovedete si ji teď představit, se vám to pokusím vysvětlit. Pochopitelně hlavní je to, že vevnitř chladí. Jistě jste si ale také všimli, že na zadní straně topí a někdy dost. Ve skutečnosti na zadním výměníku musí vzduchu v místnosti předat všechno teplo, ktreré odebrala potravinám (nebo co máte v ledničce) uvnitř. Energie se nemůže ztratit. To ale není vše. Na to aby mohla chladit, musí odebírat další energii z elektrické sítě. Ta se také přemění v teplo a spolu s teplem odejmutým z vnitřního prostoru chladničky je vyzářeno do okolí. Tak se stane, že chladnička topí na zadní straně 2 až 3 krát více než chladí vevnitř. Kolik to přesně bude záleží hlavně na rozdílu teplot mezi chladícím a ohřívajícím výměníkem. Čím je rozdíl teplot menší, tím je chlazení účinnější, tím méně se musí odebrat energie ze sítě na stejný chladící výkon. Z toho plyne poučení, nedávejte ledničku těsně ke zdi. Bude se zahřívat a špatně chladit.

Pokud si chcete ověřit, zda jste zákon termodynamiky pochopili, zkuste si odpovědět na tuto otázku. Lednička s otevřenými dveřmi ponechaná v provozu v místnosti:

a/chadí vzduch v místnosti
b/ohřívá vzduch v místnosti
c/nic z toho, nula od nuly pojde

Proč to dlouhé rozepisování o chladničce ? Protože s peltierovým člénkem je to totéž. Také má dvě strany, z nichž jedna chladí a druhá topí. Také na splnění druhého termodynamického zákonu musí ta topící topit více než ta chladící chladí. Většinou je to v poměru (topící/chadící výkon) 1.5 až 2.5, při nulovém rozdílu teplot. Což není špatné. Ale pozor, čím se rozdíl teplot zvětšuje, tím se zvětšuje i tento poměr a snižuje účinnost.

Peltierovy články se vyrábějí v různých velikostech a o různých chladících parametrech, ale nejběžnější jsou asi tyto hodnoty:

rozměry - (čtvercová placka) 10x10 až 60x60 mm, tloušťka asi 3 až 6 mm
maximální chadící výkon - desetiny watu až stovky watů.
maximální rozdíl teplot - 60 až - 85 °C (když budeme teplý konec dobrým chlazením udržovat na 30°C, na studeném  dosáhneme -30 až -45 °C)
Cena - stovky až tisíce korun.

Výhodami peltierova článku jsou:

malé rozměry (podívejte se jaká kráva je kompresor u vaší ledničky)
snadná regulace
naprosto tichý provoz (žádné pohyblivé díly)
dlouhá životnost
možnost usměrnit chlazení na velmi malou plošku (třeba můžete chladit 10x10 mm preparát na podložním sklíčku   mikroskopu)

Hlavní nevýhodou

je vyšší cena v případě potřeby velkého chladícího výkonu 

(na chlazení hokejového stadionu se asi vždy vyplatí kompresorové chlazení, které bude účinnější a i investičně levnější).

Díky všem zmíněným výhodám, se peltierovy články (prvně průmyslově použité asi v roce 1950) rychle šíří ve vědě, průmyslu, lékařství… Pro „normální lidi“ se ještě nestaly denní nepostradatelnou součástí života, ale co není může být. Již dnes se mimo jiné používají v autochladničkách a dobře je znají "přetaktovávací PC maniakové"

[editovat] Podívejte se také

• Termočlánek.
• Chladič