글쓴이 : SOONDORI
“아후~ 이 냥~반들은 이런 것을 어찌 알아낸 겨?”
전기 에너지를 주면 강제로 열을 이동시키는 펠티어 효과(Peltier Effect)와 열 에너지가 있을 때 전기 에너지가 나오는 제벡 효과(Seebeck Effect)는… 효과 대칭형이다.
(출처 : https://global.kyocera.com/prdct/ecd/peltier/index.html)
시대가 발전하여… 각종 냉/온수기 수요, 컴퓨터 냉각 수요 등에 의해 반도체식 펠티어 소자가 지천으로 널리게 되었다. 미제, 일제, 중국제 등이 있는데… 가격이 천양지차로 다름. (중국제 900원 짜리는 믿을 수 있는지? 미제 12만 원짜리는 DIYer에게 부담일 수도?)
(▲ 높은 온도와 낮은 온도의 공간에 양다리 걸치고 열을 와르르 흐르게 하는 소자이므로, 펠티어 소자의 고온 면으로 겨울철 난방을 할 수는 없다. 즉, 방향성 있음. 출처 및 추가 정보 열람 : https://www.nano.physik.uni-muenchen.de/nanophotonics/_assets/pdf/f1/K3_Thermoelectrics.pdf)
(▲ 미쿡 Laird Thermal Systems의 다보탑 쌓기. 이렇게 다단 강제 냉각도 가능하다는…)
각 제품에 있어서 평가 기준은, 1) 최대 인가전압 V_max, 2) 최대 인가전류 I_max, 그리고 3) 켈빈(Kelvin) 0도를 기준으로 하는 열 이동량(=흡열량, W) Q_max, 4) 열 이동 시작 면과 방출 면의 캘빈 온도차를 제시하는 △T_Max 등이 있고, 동일 전압 동일 전류에서라면, △T_Max 70도 제품이 △T_Max 50도 제품보다 더 좋은 것.
(▲ △T_Max 관측)
다음으로… 삼척동자도 다 짐작할 수 있듯, 전류가 많이 흐를수록 열 이동 수준이 높아진다. 게다가 펠티어 소자는 일종의 저항체처럼 동작하기 때문에 전압을 높이면, 거의 선형적으로 전류가 증가함. 거의… 그러면서 열 이동 증가.
다만, 세상은 단순하게 움직이지 않음.
성능 계수 등 다른 평가 변수가 있고, 정작… 열 흡수 및 방출을 위한 펠티어 面과 방열판이든 뭐든, 어떤 面 사이에 개입되는 열전달 계수 어쩌고저쩌고 등 제3의 변수도 있다.
(▲ COP = Coefficient Of Performance. COP = 냉각 면 열 흡수(W) ÷ 구동 전력(W). 그래프처럼, 대략 △T_Max에 의해 좌우된다. 이상 출처 : www.meerstetter.ch)
그게 그러니까… 펄펄 끓는 트랜지스터와 쪼멘한 방열판을 어떻게 결합할지를 고민하는 것과 같은 상황이다. 펠티어 소자 혼자서 뭘 완결할 수 없다는 이야기.
다음 글에서 계속.
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Peltier 냉각 소자에 대하여 (2), 차이나 펠티어 소자 관찰하기
반도체 소자의 방열에 대한 이야기
