ペルチェ素子の使い方実験TEC1-12708

ペルチェ素子の動作確認は1.5V乾電池で

裏技的ですが、乾電池（エネループなどはNG）1.5Vをつなげるとこの状態で無地の面が冷却されます。
型式文字面が過熱します。微妙にですが、、１０秒程度通電してさわってみてください。
長時間やると破損します。

ペルチェ素子は、冷蔵庫や冷却ユニットなどの冷却装置においても利用されます。素子が冷却された側で熱を吸収し、もう一方が放熱することで冷却が行われます。小型で効率的なため、携帯用冷蔵庫や冷却モジュールに適しています。

ペルチェ素子の放熱方法

ペルチェ素子をヒートシンクに組み込むことも一般的な放熱手法です。ヒートシンクはアルミニウムや銅などの高熱伝導性の素材でできており、ペルチェ素子から発生する熱を吸収して広い表面積を通じて放熱します。これにより、素子の過熱を防ぎ、効率的な冷却が実現されます。
放熱にシリコン両面テープを使えますが、耐久性が低いので

放熱用シリコングリスを使うことをお勧めします。

シリコングリスの適量塗布、私が塗ったのは実験で使うので適当に大盛りにしました。
清掃したペルチェ素子の放熱面にシリコングリスを適量塗布します。シリコングリスは薄く均一に塗ることが重要です。

素子の表面に均等に広げます。厚く塗りすぎると余分な熱がこもる可能性があるため、注意が必要です。

不均一な塗りつぶしや気泡があると、熱伝導が阻害される可能性があります。均一な仕上げを確保すると、シリコングリスが素子の表面全体に均等に密着し、放熱性能が向上します。

そして3V程度から4Aくらいになるまで徐々に通電します。

ペルチェ素子は電流が通ることで片側が冷却され、他方が加熱される特性を持っています。この過程で、素子の冷却側が急速に冷え始めます。

ペルチェ素子の冷却された側に水滴を置くと、その水滴は素子の表面から熱を吸収し始めます。素子の表面が急速に冷えているため、水滴の温度が下がり、周囲の熱を奪うことで凍結が始まります。この段階では、水滴が素子の表面に凍り付く様子が観察されます。

凍結が進むにつれて、氷の層が厚くなり、水滴全体が氷に覆われていきます。ペルチェ素子の冷却効果を利用して、水滴を凍らせる興味深い実験やデモンストレーションとしてドライバーと爪楊枝を立ててます。

ペルチェ素子に通電する向きを変えると、冷却と加熱の効果が逆転します。通電する向きによって、ペルチェ素子の冷却面と加熱面が入れ替わります。

３分通電すると水が完全に凍りました

かなり冷たいです。

温度はすでに-12℃

ドライバーさえ先の点で凍ってる部分だけで、刺さってる状態です。

通電をやめた瞬間溶けます。放熱側の熱が一気に冷却面に伝わるからです。ヒートシンク代わりのアルミの鉄板が大きいので余裕でペルチェ素子をドライブできます。冷蔵庫も簡単に作れそうです。

販売ページ

ペルチェ素子8AタイプTEC1-12708
https://www.gontaya.com/product/1494
ペルチェ素子5AタイプTES1-12705
https://www.gontaya.com/product/1495

ペルチェ素子詳細

1. 温度制御: ペルチェ素子は電流を通すことで片側が冷却され、他方が加熱される特性があります。これを利用して、小型の温度制御デバイスや冷却システムに使用されます。例えば、電子機器や温度制御が必要な実験装置での冷却に利用されます。

2. 温度発電: ペルチェ素子は逆に、温度差を利用して電気を発生させることも可能です。これにより、熱源からのエネルギーを電気に変換する熱電発電デバイスに使用されます。一部の小型電子デバイスやセンサーでは、周囲の温度差から電力を得るのにペルチェ素子が採用されることがあります。

3. 冷却装置: ペルチェ素子は、冷蔵庫や冷却ユニットなどの冷却装置においても利用されます。素子が冷却された側で熱を吸収し、もう一方が放熱することで冷却が行われます。小型で効率的なため、携帯用冷蔵庫や冷却モジュールに適しています。

4. 光学機器の冷却: ペルチェ素子は、光学機器などの高精度な機器の冷却にも利用されます。温度制御が要求される場合、ペルチェ素子を組み込んで機器の安定性や性能を向上させることがあります。

5. 生体医工学: ペルチェ素子は医療機器や生体医工学の分野でも活用されます。例えば、生体組織の温度制御や生体試料の冷却に使用され、実験環境を安定化させるために役立ちます。

 

1. **冷却ファンの利用:**
ペルチェ素子の一般的な放熱方法は、冷却ファンを使用することです。素子の熱を発生させる側に冷却ファンを配置し、対流によって空気を流すことで熱を効果的に放熱します。この方法は手軽で効果的であり、多くの冷却システムで利用されています。

2. **ヒートシンクの組み込み:**
ペルチェ素子をヒートシンクに組み込むことも一般的な放熱手法です。ヒートシンクはアルミニウムや銅などの高熱伝導性の素材でできており、ペルチェ素子から発生する熱を吸収して広い表面積を通じて放熱します。これにより、素子の過熱を防ぎ、効率的な冷却が実現されます。

3. **液冷システムの組み込み:**
高い放熱性能を求める場合、液冷システムを導入することがあります。冷却された液体を素子の放熱面に流し、熱を吸収した液体を別の場所で冷却して再び循環させる仕組みです。この方法は大規模で高負荷な冷却が必要な場合に有効であり、高い冷却能力を提供します。

1. **表面の清掃:**
まず、ペルチェ素子の放熱面やその周辺を清掃します。油や埃などが付着していると、シリコングリスが効果的に素子に密着しにくくなります。IPA（イソプロパノール）や専用のクリーナーを使用して、表面を丁寧に清掃しましょう。清潔で平滑な表面がシリコングリスの効果を最大限に引き出します。

2. **シリコングリスの適量塗布:**
次に、清掃したペルチェ素子の放熱面にシリコングリスを適量塗布します。シリコングリスは薄く均一に塗ることが重要です。小さなブラシや専用のアプリケータを使用して、素子の表面に均等に広げます。厚く塗りすぎると余分な熱がこもる可能性があるため、注意が必要です。

3. **均等な仕上げ:**
シリコングリスを塗布したら、均等な仕上げを確保するために気泡や不均一な部分がないか注意深く確認します。不均一な塗りつぶしや気泡があると、熱伝導が阻害される可能性があります。均一な仕上げを確保すると、シリコングリスが素子の表面全体に均等に密着し、放熱性能が向上します。

1. **電流の供給:**
最初に、ペルチェ素子に電流を供給します。ペルチェ素子は電流が通ることで片側が冷却され、他方が加熱される特性を持っています。この過程で、素子の冷却側が急速に冷え始めます。

2. **水滴の接触と凍結:**
ペルチェ素子の冷却された側に水滴を置くと、その水滴は素子の表面から熱を吸収し始めます。素子の表面が急速に冷えているため、水滴の温度が下がり、周囲の熱を奪うことで凍結が始まります。この段階では、水滴が素子の表面に凍り付く様子が観察されます。

3. **氷の形成:**
電流が供給され続けると、ペルチェ素子の冷却側は冷たさを維持し続け、水滴は徐々に氷として凍ります。凍結が進むにつれて、氷の層が厚くなり、水滴全体が氷に覆われていきます。この過程はペルチェ素子の冷却効果を利用して、水滴を凍らせる興味深い実験やデモンストレーションとして行われることがあります。