ペルチェ素子とは- ABOUT PELTIER

ペルチェ素子とペルチェ効果

ペルチェ素子とは、直流電流により冷却・加熱・温度制御を自由に行える半導体素子で

  • ●熱電変換素子
  • ●熱電素子
  • ●半等体素子
  • ●ペルティエ素子
  • ●サーモモジュール
  • ●TEC

ともいわれています。

ペルチェ素子とペルチェ効果

このペルチェ素子に直流電流を流すことにより、次のような機能を発揮します。

  • ●素子の両面に温度差が発生する。
  • ●低温側で吸熱、高温側で発熱が起こり、ペルチェ素子の低温側から高温側へと熱を押し上げる。即ち、ヒートポンプの役目をする。
  • ●電流の極性を変えるだけでポンピングする熱の方向を変え、また与える電流の大きさを変えることで、ポンピングされる熱量の大きさを変えることができる。

これをペルチェ効果といい、冷却・加熱・温度制御をごく簡単に行える原理となっています。

ペルチェ素子の変遷

ペルチェ効果は今から170年程度も前（１８３４年）に発見され、１９００年代初期には理論的な確立がなされていましたが、材料として金属を用いたために、熱交換率が低く、ほとんど実用化には至りませんでした。電子冷却として実用化される様になったのは、昭和３０年代に入り半導体材料が用いられる様になってからの事であり、これにより高い電気伝導度（電気の伝わり易さ）かつ低い熱伝導度（熱の伝わり易さ）の電子冷却素子がご提供できる様になりました。

電子冷却のメリット

圧縮機（コンプレッサー）と冷媒（フロン等）を有する、一般的な冷凍サイクルを用いる方式に対して電子冷却は次の様な特徴を持っています。

  • １）フロン等の冷媒を使用しておらず、環境に対する悪影響が無い。
  • ２）小型・軽量である。
  • ３）形状が自由に選定できる。
  • ４）電流の方向を変えるだけで、冷却のみならず加熱もできる。
  • ５）冷却・加熱両機能があるために、常温付近での温度制御ができる。
  • ６）温度応答性が良い。（すぐ冷える・熱くなる）
  • ７）可動部分が無いため、振動・騒音が無い。
  • ８）疲労・破損する機械部品が無いため、冷却手段としては最も長寿命・高信頼性がある。
  • ９）電気配線のみのため、取扱いが簡単である。
  • １０）冷媒のガス漏れ、腐蝕性液体の漏れ等の心配が無く、保守が容易である。