열전소자는 1)열전 변환 소자,2) 펠치어 모듈,3)반도체 소자, 4)펠티어 소자,5) 사모 모듈,6)TEC라고도 합니다.
펠티어 효과란?
열전소자는 직류 전류로 냉각・가열 및 온도 제어를 자유롭게 할 수 있는 반도체 소자입니다. 열전소자는 직류 전류가 흐를 때 다음과 같은 기능을 발휘합니다.
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소자 양면에 온도차가 발생합니다.
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온도가 낮은 쪽에서 열을 흡수하고, 온도가 높은 쪽에서 열을 방출하여, 열전소자의 저온 방면에서 고온 방면으로 열을 밀어올리는 열 펌프의 역할을 합니다.
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전류의 극성을 바꾸면 열 펌핑 방향 및 전류량이 바뀌기 때문에 펌핑되는 열량을 변화시킬 수 있습니다.
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이로 인해 냉각・가열 및 온도 제어가 용이해 집니다.
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열전소자의 역사
펠티어 효과는 지금으로부터 170여년 전(1834년)에 발견되어 1900년대 초기에 이론적으로 확립되었으나, 주 재료로 금속을 사용했기 때문에 열교환율이 낮아 상용화되지는 못했습니다. 전자 냉각을 통해 상용화되기 시작한 것은 1955년에 이르러 반도체 재료가 사용되고 난 이후였습니다. 이로 인해, 전기 전도도가 높아졌으며(전기 전도가 용이하게 됨), 열 전도도 역시 낮아져(열 전도가 용이하게 됨) 전자 냉각소자를 생산할 수 있게 되었습니다.
열전소자에 의한 전자 냉각의 장점
압축기 (컴프레서)와 냉매(프레온 등)를 사용하는 일반적인 냉동 사이클방식에 비해, 전자 냉각은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
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1.
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프레온 등의 냉매를 사용하지 않으며 환경에 악영향을 끼치지 않습니다.
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2.
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작고 가볍습니다.
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3.
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원하는 형태를 고를 수 있습니다.
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4.
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전류의 방향을 바꿈으로써 냉각뿐만 아니라 가열도 가능합니다. |
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5.
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냉각・가열의 두 가지 기능이 있기 때문에, 상온 부근에서도 온도 제어가 가능합니다. |
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6.
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온도 변화에 빨리 반응합니다. (금방 식거나 뜨거워짐) |
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7.
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가동(可動) 부위가 없기 때문에, 진동이나 소음이 없습니다. |
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8.
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기계 피로를 유발하거나 손상되는 부품이 없기 때문에, 냉각 수단으로써 수명이 가장 길고 신뢰성이 있습니다. |
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9.
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전기 배선만 있기 때문에 취급이 간단합니다. |
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10.
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냉매 가스 누출이나 부식성 액체 누수 등의 걱정이 없고, 보수가 용이합니다. |
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