Comment choisir un module Peltier ?

Les éléments Peltier, qui sont également appelés modules thermoélectriques, cellules Peltier ou module Peltier, constituent une sorte de pompe à chaleur, qui est entrainée électriquement. Ceux-ci transmettent l’énergie sous forme de chaleur d’un côté du module à l’autre où elle est évacuée.

Comment choisir votre module ?

Pour faire votre choix, vous pouvez utiliser les calculateurs de Laird, ou calculer manuellement votre besoin.

Laird met à votre disposition 2 aides au calcul

👁‍🗨 Vous connaissez votre besoin de refroidissement (Cooling Requirement Qc)

Cet outil sélectionne pour vous les modules qui correspondent à votre besoin.

👁‍🗨 Vous devez calculer votre besoin de refroidissement (Cooling Requirement Qc)

Ce calculateur dimensionne à votre place votre besoin en refroidissement. Indiquez les dimensions de votre espace à refroidir (plaque, coffret, etc…) et vos contraintes techniques.

Refroidir
un équipement

Refroidir
une enceinte

Refroidir
de l’air

Refroidir
un liquide

Calcul Manuel

Vous avez décidé d’utiliser la technologie à effet Peltier dans votre application ? La sélection d’un module (refroidisseur thermoélectrique) approprié est relativement simple. En suivant la procédure suivante par étapes, vous allez trouver le module adéquat.

Ce processus vous conduira à la détermination :

de la charge thermique impliquée,
du Delta T exigé,
du nombre d’étages nécessaires pour satisfaire le DT,
du calcul de la valeur Q maximum du module

Une fois cette étape terminée, vous aurez limité le nombre de modules appropriés. Vous pourrez alors vous intéresser aux valeurs de fonctionnement du module choisi dans votre d’application.

1. Calculez les charges thermiques impliquées

Il y a différentes sortes de charges thermiques :

charge active,
charge de rayonnement,
charge de convection,
charge de conduction.

Considérez comme charge totale la charge de conduction obtenue par le contact de l’élément à refroidir avec le module Peltier

2. Définissez les Températures

Déterminez les différentes températures mises en jeu autour du module :

la température de la face chaude (Th)
la température de la face froide (Tc)

Vous en déduisez le Delta T (Th-Tc)

3. Déterminez le nombre d’étages requis

Déterminez le nombre d’étages que devra comporter le module Peltier pour satisfaire à la différence de température évaluée plus haut (Delta T).

Pour les modules à plus de 2 étages, veuillez nous consulter, car le calcul est complexe, nécessitant un logiciel LAIRD.

4. Choix d’un modèle approprié de module Peltier

Pour ce choix, Laird dispose d’une table très bien faite et interactive. Entrez vos données, et Laird vous fournit la liste des modules adéquats.

Table Laird pour choix du module

5. Paramètres d’utilisation du module Peltier

Maintenant que le module Peltier a été déterminé, il faut se référer aux conditions de son utilisation. L’ambiant est-il la température donnée sur la fiche technique ? 27°c, 35°c, ou 50°c ?

6, Calculez l’ampérage du courant utilisé par le module Peltier

En utilisant la valeur de Imaximum, et la valeur d’ I/I maximum, calculez la valeur du courant traversant le module Peltier.

7. Calculez la tension d’utilisation du module Peltier

Pour cette étape, utilisez les calculateurs Laird disponibles sur les pages chaque module.

8. Calculez la puissance maximale du module Peltier

Pour cette étape, utilisez les outils d’aide au calcul de Laird disponibles sur les fiches techniques de chaque module.

9. Calculez la puissance absorbée dans le refroidissement du module Peltier

La puissance que doit absorber le système de refroidissement du module Peltier est la somme de la charge thermique totale et de la puissance d’entrée du module Peltier.

Laird Thermal Systems propose des modules standards ou personnalisés.

Laird développe et fabrique des modules thermoélectriques (TEM) qui respectent des normes strictes de contrôle des processus et des critères de pass / failed, ce qui vous permet d’avoir des modules d’excellente qualité, qu’ils soient standards ou personnalisés

Module Peltier standard

Notre vaste gamme de produits standard couvre un large éventail de capacités de refroidissement, de delta T, de contraintes de puissance d’entrée, de formes et de tailles. Enfin, des options de finition sont disponibles en standard pour une adaptation parfaite sans étude complémentaire :

longueurs de fils,
tolérances d’épaisseur
protection contre l’humidité
traitement spécifique

Des structures de pré-étamage et de brasure sont disponibles en standard pour permettre le montage du TEM.
Les modules Peltier peuvent également avoir un traitement spécifique afin de permettre une soudure par un four à refusion.

Personnalisation du module Peltier

Puisque chaque application est unique, un TEM (thermo électrique module) personnalisé vous fournira la solution thermique optimale. Laird propose des services d’ingénierie depuis le début de votre projet sur site, la modélisation thermique, la conception thermique et le prototypage rapide. Nous offrons également des services de test de validation pour répondre aux normes de conformité uniques pour chaque industrie. (Telcordia, MIL-STD ou des normes uniques spécifiques à un milieu médical, automobile ou industriel).

Cependant, une quantité minimale de commande (MOQ) s’applique à tous ces modèles TEM personnalisés et aux tests de validation. Comment choisir un module Peltier

Nous agissons en tant qu'agent Laird sur toute la France. Vous bénéficiez des prix directs du fabricant !

Quelques spécificités de la technologie Peltier

Le nombre de paires de semi-conducteurs et la densité des pelets dans les cellules Peltier dicte et / ou détermine la dimension du module.
Dans chaque paire de semi-conducteur la tension chute d’environ 0,12V. Un nombre élevé de paires de semi-conducteurs génère une augmentation de la tension d’alimentation et peut être utilisé pour réduire le courant.
Des courants élevés influent sur la durabilité des modules par agrandir les microfissures dans le matériau semi-conducteur.
Des courants élevés conduisent à une production de chaleur élevée et donc à une perte de l’efficacité.
Le rapport de la puissance de refroidissement au courant apporté peut être estimé à l’aide d’une approche exponentielle vers la valeur maximale. En conséquence, il faut dépenser plus d’énergie électrique de manière disproportionnée pour générer les derniers x% de la puissance de refroidissement maximale.
L’efficacité du élément Peltier est la relation entre la capacité d’absorbation de chaleur et l’énergie électrique utilisée.
Des modules construits en cascade (multi-étages), peuvent générer une différence de température de jusqu’à xxx.
L’émission de chaleur dans l’environnement dépend de l’efficacité du corps de refroidissement. Une augmentation de la surface de refroidissement du radiateur (le nombre et la dimension des ailerons) améliore la résistance thermique.
Des grands ventilateurs, et donc un débit d’air élevé, améliorent la résistance thermique du module.
Les refroidisseurs par liquide ont souvent des meilleures caractéristiques thermiques, mais sont plus coûteux.
Entre l’élément Peltier et la source de chaleur à refroidir, il faut utiliser des matériaux d’interface thermique (pad thermique, feuille thermique, pâte thermique, colle thermo-conductrice) pour réduire la résistance de transfert thermique et combler les rugosités mi microscopiques et les rainures.
Une pression élevée sur le Peltier améliore le contact thermique. Toutefois, il faut veiller en permanence à éviter des forces de cisaillement dans l’élément Peltier pendant le montage.
La température maximale d’utilisation à court terme doit être de 20 à 30°C au-dessous de la température de fusion de la soudure (139°C, 183°C et 232°C). Seuls les modules Haute température résistent aux températures élevées.
Des joints en silicone peuvent être utilisés lorsque le matériau doit s’adapter fréquemment à la variation de température d’une manière flexible afin de ne pas endommager le module.
Un revêtement en époxy permet d’éviter la condensation entre les pelets. Toutefois la connexion devient cassante avec le temps et ce revêtement n’est pas approprié aux environnements dont les températures dépassent 80°C et soumis à des variations élevées de température.

Choisir un module pour une application particulière

Comment choisir un module Peltier

Module Peltier dédié au cyclage thermique

Cellule Peltier pour le maintien en température : cp serie

Refroidisseur Peltier dédié aus systèmes laser : series annular, modules troués

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Nous serons heureux de vous accompagner dans le choix de votre solution thermique.

demande de devis usine

Pour en savoir encore plus et avoir des détails sur le fonctionnement de l’effet Peltier, suivez le lien ci-dessous 🙂