Itọsọna idagbasoke tuntun ti ile-iṣẹ itutu thermoelectric

Itọsọna idagbasoke tuntun ti ile-iṣẹ itutu thermoelectric

Àwọn ohun èlò ìtútù Thermoelectric, tí a tún mọ̀ sí àwọn ohun èlò ìtútù thermoelectric, ní àwọn àǹfààní tí a kò lè yípadà ní àwọn pápá pàtó nítorí àwọn ànímọ́ wọn bí àìsí àwọn ẹ̀yà ara tí ń gbéra, ìṣàkóso ìwọ̀n otútù tí ó péye, ìwọ̀n kékeré, àti ìgbẹ́kẹ̀lé gíga. Ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí, kò sí ìdààmú kankan nínú àwọn ohun èlò ìpìlẹ̀ ní agbègbè yìí, ṣùgbọ́n a ti ṣe ìlọsíwájú pàtàkì nínú ìṣelọ́pọ́ ohun èlò, ṣíṣe àgbékalẹ̀ ètò, àti fífẹ̀ sí ilò.

Awọn wọnyi ni diẹ ninu awọn itọsọna idagbasoke pataki tuntun:

I. Awọn ilọsiwaju ninu Awọn ohun elo ati Awọn ẹrọ Pataki

Ilọsiwaju ti ilọsiwaju ti iṣẹ awọn ohun elo thermoelectric

Ṣíṣe àtúnṣe àwọn ohun èlò ìbílẹ̀ (tí a dá lórí Bi₂Te₃): Àwọn ohun èlò Bismuth tellurium ṣì jẹ́ àwọn ohun èlò tí ó dára jùlọ nítòsí iwọ̀n otútù yàrá. Ìwádìí lọ́wọ́lọ́wọ́ yìí dá lórí mímú kí ìníyelórí thermoelectric rẹ̀ pọ̀ sí i nípasẹ̀ àwọn ìlànà bíi nanosizing, doping, àti texturing. Fún àpẹẹrẹ, nípa ṣíṣe àwọn nanowires àti àwọn ètò superlattice láti mú kí phonon scattering pọ̀ sí i àti láti dín thermal conductivity kù, a lè mú kí iṣẹ́ náà sunwọ̀n sí i láìní ipa pàtàkì lórí ìṣàn iná mànàmáná.

Ṣíṣe àwárí àwọn ohun èlò tuntun: Bó tilẹ̀ jẹ́ pé wọn kò tíì wà ní ọjà ní ìwọ̀n ńlá, àwọn olùwádìí ti ń ṣe àwárí àwọn ohun èlò tuntun bíi SnSe, Mg₃Sb₂, àti CsBi₄Te₆, èyí tí ó lè ní agbára gíga ju Bi₂Te₃ lọ ní àwọn agbègbè ìgbóná pàtó kan, èyí tí ó ń fúnni ní àǹfààní láti gbé àwọn ohun èlò tuntun sókè lọ́jọ́ iwájú.

Ìmúdàgba nínú ìṣètò ẹ̀rọ àti ìlànà ìṣọ̀kan

Dídínkù àti ìtòjọ: Láti bá àwọn ohun tí a nílò láti mú ooru jáde nínú àwọn ẹ̀rọ kékeré bíi ẹ̀rọ itanna oníbàárà (bíi àwọn agekuru ẹ̀yìn ìtújáde ooru fóònù alágbéká) àti àwọn ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ optical mu, iṣẹ́ ṣíṣe àwọn ẹ̀rọ micro-TEC(micro thermoelectric cooling modulus, Miniature thermoelectric modulus) ń di ohun tí ó túbọ̀ ń gbòòrò sí i. Ó ṣeé ṣe láti ṣe àwọn ẹ̀rọ peltier modulus, peltier coolers, peltier devices, thermoelectric devices pẹ̀lú ìwọ̀n 1×1 mm nìkan tàbí kí ó kéré sí i, wọ́n sì lè rọ́pò wọn sínú àwọn ohun èlò láti ṣe àṣeyọrí ìtújáde agbègbè tí ó péye.

Modulu TEC ti o rọ (modulu peltier): Eyi jẹ koko-ọrọ ti o n jade lati inu ero. Nipa lilo awọn imọ-ẹrọ bii ẹrọ itanna ti a tẹjade ati awọn ohun elo ti o rọ, awọn modulu TEC ti kii ṣe apẹrẹ, awọn ẹrọ peltier ti a le tẹ ati tẹnumọ ni a ṣe. Eyi ni awọn anfani gbooro ni awọn aaye bii awọn ẹrọ itanna ti a le wọ ati awọn oogun biomedicine agbegbe (bii awọn titẹ tutu ti o ṣee gbe).

Ṣíṣe àtúnṣe ìṣètò ìpele púpọ̀: Fún àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó nílò ìyàtọ̀ iwọ̀n otútù tí ó ga jù, modulu TEC ìpele púpọ̀, awọn modulu itutu thermoelectric ìpele pupọ ni ojutu akọkọ. Ilọsiwaju lọwọlọwọ ni a fihan ninu apẹrẹ eto ati awọn ilana isopọmọ, ni ero lati dinku resistance ooru laarin awọn ipele, mu igbẹkẹle gbogbogbo ati iyatọ iwọn otutu ti o pọju pọ si.

Ii. Ìfẹ̀sí àwọn Ohun èlò àti Ìdáhùn Ìpele-Ẹ̀rọ

Lọ́wọ́lọ́wọ́, èyí ni pápá tó lágbára jùlọ níbi tí a ti lè rí àwọn ìdàgbàsókè tuntun ní tààrà.

Ìdàgbàsókè àjọpọ̀ ti ìmọ̀-ẹ̀rọ ìtújáde ooru gbígbóná

Kókó pàtàkì tó ń dín iṣẹ́ TEC module, thermoelectric module, àti peltier kù ni agbára ìtújáde ooru ní òpin gbígbóná. Ìdàgbàsókè iṣẹ́ TEC ń mú kí iṣẹ́ náà túbọ̀ lágbára sí i pẹ̀lú ìdàgbàsókè ìmọ̀ ẹ̀rọ ìwẹ̀ ooru tó lágbára.

Ní ìdàpọ̀ pẹ̀lú àwọn yàrá ìgbóná VC/àwọn páìpù ooru: Nínú ẹ̀ka ẹ̀rọ itanna oníbàárà, módù TEC, ẹ̀rọ peltier sábà máa ń so pọ̀ mọ́ àwọn yàrá ìgbóná èéfín. módù TEC, peltier cooler ló ń ṣẹ̀dá agbègbè ìgbóná èéfín tó kéré, nígbà tí VC ń tan ooru ká láti òpin gbígbóná ti módù TEC, módù peltier sí àwọn ìyẹ́ ìgbóná èéfín tó tóbi jù, ó sì ń ṣẹ̀dá ojútùú ètò kan ti “ìtútù tó ń ṣiṣẹ́ + ìtújáde ooru tó dára àti yíyọ kúrò nínú ooru”. Èyí jẹ́ àṣà tuntun nínú àwọn módù ìtújáde ooru fún àwọn fóònù eré àti àwọn káàdì àwòrán tó ga jùlọ.

Pẹ̀lú àwọn ètò ìtútù omi: Ní àwọn pápá bíi àwọn ibi ìtọ́jú dátà àti àwọn lésà alágbára gíga, a so mọ́ ẹ̀rọ ìtútù omi pọ̀ mọ́ ẹ̀rọ ìtútù omi. Nípa lílo àǹfààní agbára ooru pàtó kan ti àwọn ohun èlò ìtútù omi, a yọ ooru tí ó wà ní ìparí gbígbóná ti ẹ̀rọ TEC thermoelectric module kúrò, èyí tí ó ń mú agbára ìtútù tí ó gbéṣẹ́ déédé.

Iṣakoso oye ati iṣakoso ṣiṣe agbara

Àwọn ètò ìtútù thermoelectric òde òní ń so àwọn sensọ iwọn otutu tó péye àti àwọn olùdarí PID/PWM pọ̀ sí i. Nípa ṣíṣe àtúnṣe sí ìṣàn input current/foltege ti thermoelectric module, TEC module, peltier module ní àkókò gidi nípasẹ̀ àwọn algoridimu, a lè ṣe ìdúróṣinṣin iwọn otutu ti ±0.1℃ tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ, nígbà tí a bá ń yẹra fún agbára púpọ̀ àti ìyípadà àti fífi agbára pamọ́.

Ipo iṣiṣẹ ọpọlọ: Fun awọn ohun elo kan, lilo ipese agbara ọpọlọ dipo ipese agbara ti nlọ lọwọ le pade awọn ibeere itutu lẹsẹkẹsẹ lakoko ti o dinku lilo agbara gbogbogbo ati iwọntunwọnsi ẹru ooru.

Iii. Awọn aaye lilo ti n jade ati idagbasoke giga

Ìtújáde ooru fún àwọn ẹ̀rọ itanna oníbàárà

Àwọn fóònù eré ìdárayá àti àwọn ohun èlò eré ìdárayá e-sports: Èyí jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn ibi ìdàgbàsókè tó tóbi jùlọ nínú àwọn modulu itutu thermoelectric, àwọn modulu TEC, àti ọjà àwọn modulu pletier ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí. A fi àwọn modulu thermoelectric tí a ṣe sínú rẹ̀ (àwọn modulu TEC) sínú rẹ̀, èyí tí ó lè dín ìwọ̀n otútù SoC ti fóònù náà kù ní ìsàlẹ̀ ìwọ̀n otútù àyíká, èyí tí ó ń rí i dájú pé iṣẹ́ gíga ń lọ lọ́wọ́ nígbà eré.

Àwọn kọ̀ǹpútà alágbèéká àti àwọn kọ̀ǹpútà alágbèéká: Àwọn kọ̀ǹpútà alágbèéká àti àwọn káàdì àwòrán tó ga jùlọ (bíi àwọn káàdì ìtọ́kasí NVIDIA RTX 30/40 series) ti bẹ̀rẹ̀ sí í gbìyànjú láti so àwọn kọ̀ǹpútà TEC, àwọn kọ̀ǹpútà thermoelectric pọ̀ láti ran àwọn kọ̀ǹpútà àárín lọ́wọ́ láti tutù.

Awọn ile-iṣẹ ibaraẹnisọrọ opitika ati data

Àwọn modulu opitika 5G/6G: Àwọn lesa (DFB/EML) nínú àwọn modulu opitika iyara giga jẹ́ onímọ̀lára pupọ sí iwọn otutu ati pe wọn nilo TEC fun iwọn otutu deedee (nigbagbogbo laarin ±0.5℃) lati rii daju pe iduroṣinṣin gigun ati didara gbigbejade. Bi awọn oṣuwọn data ṣe n yipada si 800G ati 1.6T, ibeere ati awọn ibeere fun awọn modulu TEC thermoelectric mdoules peltier coolers, peltier elements mejeeji n pọ si.

Itutu agbaiye agbegbe ni awọn ile-iṣẹ data: Didojukọ lori awọn aaye gbona bi CPUS ati GPUS, lilo modulu TEC fun itutu agbaiye ti a fojusi jẹ ọkan ninu awọn itọsọna iwadii fun imudarasi ṣiṣe agbara ati iwuwo iṣirò ni awọn ile-iṣẹ data.

Awọn ẹrọ itanna ọkọ ayọkẹlẹ

Lidar tí a gbé sórí ọkọ̀: Atẹ̀jáde lésà mojuto ti lidar nílò iwọ̀n otútù tí ó dúró ṣinṣin. TEC jẹ́ ohun pàtàkì tí ó ń rí i dájú pé ó ń ṣiṣẹ́ déédéé ní àyíká tí ọkọ̀ ń gbé sókè (-40℃ sí +105℃).

Àwọn ọkọ̀ akẹ́rù olóye àti àwọn ètò ìfipamọ́ ìpele gíga: Pẹ̀lú agbára ìṣiṣẹ́ ìṣiṣẹ́ tí ń pọ̀ sí i ti àwọn ègé inú ọkọ̀, àwọn ìbéèrè ìtújáde ooru wọn ń bá ti àwọn ẹ̀rọ itanna oníbàárà mu díẹ̀díẹ̀. A retí pé a ó lo ẹ̀rọ TEC, TE cooler nínú àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ tó ga jùlọ lọ́jọ́ iwájú.

Àwọn ìmọ̀ ìṣègùn àti ìgbésí ayé

Àwọn ẹ̀rọ ìṣègùn tó ṣeé gbé kiri bíi ohun èlò PCR àti àwọn ohun èlò DNA sequencers nílò yíyípo ooru kíákíá àti tó péye, àti pé TEC, peltier module ni apá pàtàkì tó ń ṣàkóso iwọn otutu. Àṣà ìyípadà àti gbígbé àwọn ẹ̀rọ ti mú kí ìdàgbàsókè TEC, micro and effective cooler, jẹ́ ohun èlò tó ń mú kí ó rọrùn.

Àwọn ẹ̀rọ ìṣẹ́ ẹwà: Àwọn ẹ̀rọ ìṣẹ́ ẹwà tó ga jùlọ kan máa ń lo ipa Peltier ti ẹ̀rọ TEC láti ṣe àṣeyọrí àwọn iṣẹ́ ìfúnpọ̀ òtútù àti gbígbóná tó péye.

Aerospace ati awọn agbegbe pataki

Ìtutù ẹ̀rọ ìṣàyẹ̀wò infrared: Nínú àwọn ẹ̀ka ìwádìí ológun, afẹ́fẹ́ àti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì, àwọn ẹ̀rọ ìṣàyẹ̀wò infrared nílò láti tutù sí iwọ̀n otútù tí ó kéré gan-an (bíi èyí tí ó wà ní ìsàlẹ̀ -80℃) láti dín ariwo kù. Módù TEC onípele púpọ̀, Módù peltier onípele púpọ̀, Módù thermoelectric onípele púpọ̀ jẹ́ ojútùú kékeré tí ó sì ṣeé gbẹ́kẹ̀lé láti ṣe àṣeyọrí góńgó yìí.

Ṣíṣàkóṣo iwọn otutu ẹ̀rọ satẹlaiti: Pípèsè àyíká ooru tó dúró ṣinṣin fún àwọn ohun èlò tó péye lórí satẹlaiti.

Iv. Awọn Ipenija ti a dojuko ati Awọn ireti ọjọ iwaju

Ìpèníjà pàtàkì: Agbára tí kò pọ̀ tó bẹ́ẹ̀ ni ó jẹ́ àìtóbi jùlọ nínú TEC module peltier module (thermoelectric module) ní ìfiwéra pẹ̀lú ìtútù compressor ìbílẹ̀. Ìtútù thermoelectric rẹ̀ kéré gan-an ju ti Carnot cycle lọ.

Oju-ọjọ iwaju

Àṣeyọrí ohun èlò ni àfojúsùn tó ga jùlọ: tí a bá lè rí tàbí ṣe àwọn ohun èlò tuntun tí wọ́n ní ìwọ̀n agbára ooru tó ga tó 3.0 tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ nítòsí iwọ̀n otútù yàrá (lọ́wọ́lọ́wọ́, Bi₂Te₃ ti ilé iṣẹ́ jẹ́ nǹkan bí 1.0), yóò fa ìyípadà nínú gbogbo iṣẹ́ náà.

Ìṣọ̀kan ètò àti ọgbọ́n: Ìdíje ọjọ́ iwájú yóò yí padà láti “iṣẹ́ TEC ẹnìkọ̀ọ̀kan” sí agbára ètò gbogbogbòò ti “TEC+ ooru dissipation + control”. Pípọ̀ mọ́ AI fún ìṣàkóso ìwọ̀n otútù àsọtẹ́lẹ̀ tún jẹ́ ìtọ́sọ́nà.

Idinku iye owo ati titẹ ọja: Pẹlu idagbasoke awọn ilana iṣelọpọ ati iṣelọpọ nla, a nireti pe awọn idiyele TEC yoo dinku siwaju sii, nitorinaa wọn yoo wọ inu awọn ọja ti o wa ni aarin ati paapaa awọn ọja ti o pọ si.

Ní ṣókí, ilé iṣẹ́ ìtútù thermoelectric kárí ayé wà ní ìpele ìdàgbàsókè tuntun tí a fi ìlò ṣe àti ìfọwọ́sowọ́pọ̀. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé kò sí ìyípadà tuntun kankan nínú àwọn ohun èlò ìpìlẹ̀, nípasẹ̀ ìlọsíwájú ìmọ̀ ẹ̀rọ àti ìṣọ̀kan jíjinlẹ̀ pẹ̀lú àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ òkè àti ìsàlẹ̀, module TEC Peltier module, peltier cooler ń rí ipò tí kò ṣeé yípadà nínú iye àwọn pápá tí ń yọjú àti tí ó níye lórí, tí ó ń fi agbára tí ó lágbára hàn.