خنک‌کننده ترموالکتریک

اصول عملکرد

خنک‌کننده‌های ترموالکتریک توسط اثر پلیتر عمل می‌کنند (که همچنین با نام کلی تر اثر حرارتی نوشته می‌شود). این دستگاه دارای دو طرف است، و هنگامی که یک جریان الکتریکی DC از طریق دستگاه جریان می‌یابد، حرارت را از یک طرف به طرف دیگر می‌برد به طوری که یک طرف سردتر می‌شود در حالی که طرف دیگر گرم تر می‌شود. سمت گرم به یک چاهک حرارت متصل است به طوری که در دمای محیط باقی می‌ماند، در حالی که طرف سرد به دمای زیر دمای اتاق می‌رود. در برخی از برنامه‌های کاربردی تعداد متعددی خنک‌کننده برای دماهای پایین‌تر می‌توانند باهم به صورت آبشاری شوند.

موارد استفاده

خنک‌کننده‌های ترموالکتریک در برنامه‌های کاربردی که نیاز به حذف حرارت زائد  از یک میلی وات تا چند هزار وات دارد استفاده می‌شود. آن‌ها می‌توانند برای برنامه‌های کاربردی کوچک به عنوان یک خنک‌کننده نوشیدنی‌ها یا کاربردهای بزرگ مانند یک زیر دریایی یا ماشین‌های راه‌آهن استفاده بشوند.TECها عمر محدودی دارند. قدرت سلامت آن‌ها را می‌توان با تغییر مقاومت AC آن‌ها (ACR) اندازه‌گیری کرد. هنگامی که یک TEC کهنه یا فرسوده می‌شود ACR آن افزایش خواه یافت.

محصولات مصرفی

عناصر پلتیر معمولاً در محصولات مصرفی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، عناصر پلتیر در کمپینگ، کولرهای قابل حمل، خنک‌کننده قطعات الکترونیکی و ابزار کوچک استفاده می‌شود. اثر خنک‌کننده پمپ حرارتی پلیتر همچنین می‌تواند برای استخراج آب از هوا در دستگاه رطوبت گیر استفاده شود.
یک خنک‌کننده الکتریکی کمپینگ/ماشین به‌طور معمول می‌تواند دما را تا ۲۰ درجه سانتی گراد (۳۶ درجه فارنهایت) زیر دمای محیط کاهش دهد. ژاکت‌های کنترل آب و هوا شروع به استفاده از عناصر پلیتر می‌کنند خنک‌کننده‌های ترموالکتریک به جای چاه‌های حرارتی ریزپردازنده‌ها استفده می‌شود. آن‌ها همچنین برای خنک‌کننده‌های شراب استفاده می‌شوند.

علم و تصویربرداری

عناصر پلتیر در دستکاه‌های علمی استفاده می‌شود. آن‌ها یک جزء مشترک در سیکلرهای حرارتی هستند، که مورد استفاده برای سنتز DNA توسط واکنش زنجیره‌ای پلیمر (PCR)، یک تکنیک بیولوژیکی مولکولی مشترک که نیازمند گرم شدن سریع و خنک شدن مخلوط واکنش برای دناتوراسیون چاشنی بازپخت و چرخه‌های سنتز آنزیمی هستنتد.
با مداربازخورد، عناصر پلتیر می‌توانند برای پیاده‌سازی کنترل درجه حرارت بسیار پایدار استفاده شوند که درجه حرارت مورد نظر را در درون ± ۰٫۰۱ °C نگه می‌دارند. چنین ثباتی ممکن است در برنامه‌های کاربردی دقیق لیزری برای جلوگیری از جمع شدن طول موج لیزرهمچنانکه دمای محیط تغییر می‌کند، استفاده شود.
این اثر برای کاهش تغییرات دما در ماهواره‌ها و سفینه‌های فضایی ناشی از تابش مستقیم نور خورشید در یک طرف سفینه، توسط اتلاف گرما بر طرف سایه سرد که به عنوان تابش حرارتی به فضا از بین می‌رود، استفاده می‌شود. از سال ۱۹۶۱، برخی از فضاپیماهای بدون سرنشین (از جمله مریخ نورد) از ژنراتورهای ترموالکتریک رادیوایزوتوپ استفاده می‌کنند (RGTها) که انرژی حرارتی را با استفاده از اثر Seebeck به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. دستگاه‌ها می‌توانند هنگامیکه با فروپاشی مواد رادیواکتیو با انرژی بالاسوخت رسانی می‌شوند، چندین دهه دوام داشته باشند.
آشکارسازهای فوتون مانند CCDها در تلسکوپ، طیف، یا دوربین‌های دیجیتال بسیار بالا اغلب توسط عناصر پلیتر خنک کاری می‌شوند. این مسئله با توجه به نویز حرارتی موجب کاهش شمار نقطه تاریک شود. یک نقطه تاریک زمانی پدید می‌آید که یک پیکسل یک الکترون ناشی از نوسانات حرارتی و نه از فوتون را ثبت می‌کند. در عکس‌های دیجیتال گرفته شده در نور کم، این‌ها به عوان لکه پدیدار می‌شوند (یا اختلال پیکسل).
خنک‌کننده‌های ترموالکتریک می‌توانند برای خنک کردن قطعات کامپیوتری برای نگه داشتن دما در محدودهٔ دمای طراحی، یا حفظ عملکرد پایدار هنگام اورکلاکینگ استفاده شوند. یک خنک‌کننده پلیتر با چاهک حرارتی یا waterblock می‌تواند یک تراشه را خنک کند و به زیر دمای محیط برساند. در کاربردهای فیبر نوری که طول موج لیزر یا یک جزء به شدت وابسته به درجه حرارت است، خنک‌کننده‌های پلیتر همراه با یک مقاومت گرمایی در یک حلقه بازخورد برای حفظ یک درجه حرارت ثابت و در نتیجه ایجاد ثبات در طول موج دستگاه، استفاده می‌شوند.
برخی از تجهیزات الکترونیکی برای استفاده‌های نظامی در زمینه خنک کاری ترموالکتریکی در نظر گرفته شده‌است.