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Concept
Refroidissement thermoélectrique
Résumé
Le refroidissement thermoélectrique est une technique de refroidissement utilisant la thermoélectricité. On utilise pour cela des composants nommés « modules Peltier » qui exploitent l'effet Peltier, par lequel un courant électrique est converti en une différence de température.
Les modules Peltier sont nommés ainsi car ils mettent en œuvre la thermoélectricité et plus précisément l’effet Peltier. Un tel module est alimenté par un courant et présente deux faces, l’une dite froide et l’autre chaude. L’objet à refroidir est mis au contact de la face froide, tandis que l'autre face est accouplée à un mécanisme d’évacuation de la chaleur (ventilateur...).
Ce type de module peut également être utilisé pour l'application inverse, c'est-à-dire la génération d'électricité à partir d'une différence de températures, appelé effet Seebeck.
thumb | Schéma d'une cellule à effet Peltier.
Thermoélectricité
Un module Peltier est constitué d’une série de « couples » constitués d’un matériau semi-conducteur sélectionné pour que les électrons puissent jouer le rôle de fluide caloporteur.
Dans cette section, on utilise les notations suivantes :
est le courant traversant le module Peltier
est la puissance thermique absorbée par le côté froid du Peltier
est la puissance thermique rejetée par le Peltier
est le coefficient d'effet Peltier du module
est le coefficient d'effet Seebeck du module
est la conductance thermique du module
est la résistance électrique du module
est la température du côté froid
est la température du côté chaud
= -
Les transferts thermiques au sein d'un module thermoélectrique peuvent être modélisés en quantifiant trois contributions.
La première correspond à la puissance thermique transférée par effet Peltier. Sur la face froide, la puissance thermique prélevée est . Sur la face chaude, la puissance thermique injectée est .
Il faut ensuite considérer la puissance thermique due à l’effet Joule qui va s’appliquer sur les 2 faces du modules et qui va augmenter avec l’alimentation de celui-ci.
Source officielle
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