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熱電冷却

熱電冷却の基礎:TECモジュールとペルチェ効果

熱電冷却はペルチェ効果を利用して熱を移動させます。コンパクトなOEM装置では、TEC素子だけでなく冷却側、高温側放熱、電源、センサー、機械インターフェースを一つのシステムとして設計する必要があります。

熱電冷却TECモジュールペルチェ効果
TECモジュールとペルチェ効果による熱電冷却の動作原理図

技術上の要点

カタログ上の最大能力ではなく、実際の熱負荷、温度差、周囲温度、高温側温度で使用可能な冷却能力を評価することが重要です。

01

ペルチェ効果と熱の移動

直流電流を流すとTEC素子の一方が吸熱し、反対側が放熱します。電流を反転すると冷却側と高温側を入れ替えることもできます。

高温側は移動した熱とTECの消費電力を合わせて排出するため、ヒートシンクとエアフローの余裕が必要です。

02

TEC冷却モジュールの構成

実用的なモジュールはTEC素子に加え、冷却板、ヒートシンク、ファン、断熱、温度センサー、コントローラー、電源インターフェースで構成されます。

液体冷却では、冷却ブロック、循環ポンプ、リザーバータンク、配管の圧力損失と流量も性能に影響します。

03

OEM装置への組み込み

目標温度、熱負荷、設置方向、電圧、許容騒音、結露条件、保守スペースを設計初期に確認します。

最終筐体内で最大負荷と最悪周囲温度の試験を行い、温度安定性、放熱余裕、結露、寿命を検証します。