የሙቀት ኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ኢንዱስትሪ አዲስ የልማት አቅጣጫ

የሙቀት ኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ኢንዱስትሪ አዲስ የልማት አቅጣጫ

ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣዎች፣ እንዲሁም ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞጁሎች በመባል የሚታወቁት፣ እንደ ተንቀሳቃሽ ክፍሎች አለመኖር፣ ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ፣ አነስተኛ መጠን እና ከፍተኛ አስተማማኝነት ባሉ ባህሪያቸው ምክንያት በተወሰኑ መስኮች የማይተኩ ጥቅሞች አሏቸው። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ በዚህ መስክ በመሠረታዊ ቁሳቁሶች ላይ ምንም አይነት ረብሻ አልተፈጠረም፣ ነገር ግን በቁሳቁስ ማመቻቸት፣ በስርዓት ዲዛይን እና በአተገባበር መስፋፋት ረገድ ጉልህ እድገት ታይቷል።

የሚከተሉት በርካታ ዋና ዋና አዳዲስ የልማት አቅጣጫዎች ናቸው፡

I. በዋና ቁሳቁሶች እና መሳሪያዎች ውስጥ ያሉ እድገቶች

የሙቀት-ኤሌክትሪክ ቁሳቁሶችን አፈፃፀም ቀጣይነት ያለው ማመቻቸት

ባህላዊ ቁሳቁሶችን ማመቻቸት (በቢ₂ቴ₃ ላይ የተመሠረተ)፡- የቢስሙት ቴሉሪየም ውህዶች በክፍል ሙቀት አቅራቢያ በጣም ውጤታማ የሆኑ ቁሳቁሶች ሆነው ይቀጥላሉ። የአሁኑ የምርምር ትኩረት እንደ ናኖሳይዚንግ፣ ዶፒንግ እና ሸካራነት ባሉ ሂደቶች አማካኝነት የሙቀት ኤሌክትሪክ ዋጋ እሴቱን የበለጠ በማሻሻል ላይ ነው። ለምሳሌ፣ የፎኖን መበታተንን ለማሻሻል እና የሙቀት ምህዳሩን ለመቀነስ ናኖዋይሮችን እና ሱፐርላቲስ መዋቅሮችን በማምረት፣ ቅልጥፍናው የኤሌክትሪክ ምህዳሩን በእጅጉ ሳይነካ ሊሻሻል ይችላል።

አዳዲስ ቁሳቁሶችን ማሰስ፡- ምንም እንኳን እስካሁን ድረስ በስፋት ለንግድ የማይገኙ ቢሆኑም፣ ተመራማሪዎች እንደ SnSe፣ Mg₃Sb₂ እና CsBi₄Te₆ ያሉ አዳዲስ ቁሳቁሶችን ሲመረምሩ ቆይተዋል፤ እነዚህም በተወሰኑ የሙቀት ዞኖች ውስጥ ከBi₂Te₃ የበለጠ አቅም ሊኖራቸው ይችላል፣ ይህም የወደፊት የአፈጻጸም መዝለሎችን እድል ይሰጣል።

በመሳሪያ አወቃቀር እና ውህደት ሂደት ውስጥ ፈጠራ

አነስተኛነት እና አደራረግ፡- እንደ የሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ (እንደ የሞባይል ስልክ የሙቀት ማከፋፈያ የኋላ ክሊፖች) እና የኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን መሳሪያዎች ያሉ ጥቃቅን መሳሪያዎች የሙቀት ማከፋፈያ መስፈርቶችን ለማሟላት፣ የማይክሮ-TEC (ማይክሮ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች፣ አነስተኛ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሎች) የማምረት ሂደት ከጊዜ ወደ ጊዜ እየተራቀቀ ነው። የፔልቲየር ሞጁሎችን፣ የፔልቲየር ማቀዝቀዣዎችን፣ የፔልቲየር መሳሪያዎችን፣ 1 × 1 ሚሜ ወይም ከዚያ ያነሰ መጠን ያላቸውን የፔልቲየር መሳሪያዎችን ማምረት ይቻላል፣ እና ትክክለኛ የአካባቢ ማቀዝቀዣ ለማግኘት በአደራደሮች ውስጥ በተለዋዋጭነት ሊዋሃዱ ይችላሉ።

ተለዋዋጭ የTEC ሞጁል (የፔልቲየር ሞጁል)፡- ይህ አዲስ ርዕስ እየመጣ ነው። እንደ የታተሙ ኤሌክትሮኒክስ እና ተለዋዋጭ ቁሳቁሶች ያሉ ቴክኖሎጂዎችን በመጠቀም፣ ጠፍጣፋ ያልሆኑ የTEC ሞጁሎች፣ ሊታጠፉ እና ሊጣበቁ የሚችሉ የፔልቲየር መሳሪያዎች ይመረታሉ። ይህ እንደ ተለባሽ የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች እና የአካባቢ ባዮሜዲስን (እንደ ተንቀሳቃሽ የማቀዝቀዣ መጭመቂያዎች) ባሉ መስኮች ሰፊ ተስፋዎች አሉት።

ባለብዙ ደረጃ መዋቅር ማመቻቸት፡- ከፍተኛ የሙቀት ልዩነት ለሚያስፈልጋቸው ሁኔታዎች፣ ባለብዙ ደረጃ የTEC ሞጁል፣ ባለብዙ ደረጃ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች ዋናው መፍትሄ ሆነው ይቆያሉ። የአሁኑ እድገት በመዋቅራዊ ዲዛይን እና ትስስር ሂደቶች ውስጥ ይንጸባረቃል፣ ይህም በደረጃ መካከል ያለውን የሙቀት መቋቋም ለመቀነስ፣ አጠቃላይ አስተማማኝነትን እና ከፍተኛውን የሙቀት ልዩነት ለማሻሻል ያለመ ነው።

Ii. የስርዓት ደረጃ አፕሊኬሽኖች እና መፍትሄዎች መስፋፋት

ይህ በአሁኑ ጊዜ አዳዲስ እድገቶች በቀጥታ ሊታዩ የሚችሉበት በጣም ተለዋዋጭ መስክ ነው።

የሙቅ-መጨረሻ የሙቀት ማስተላለፊያ ቴክኖሎጂ የጋራ ዝግመተ ለውጥ

የTEC ሞጁል፣ የቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ የፔልቲየር ሞጁል አፈጻጸምን የሚገድበው ቁልፍ ነገር ብዙውን ጊዜ በሞቃት ጫፍ ላይ ያለው የሙቀት ማሰራጫ አቅም ነው። የTEC አፈጻጸም መሻሻል ከፍተኛ ብቃት ያለው የሙቀት ማጠቢያ ቴክኖሎጂን በማዳበር እርስ በርስ እየተጠናከረ ነው።

ከ VC የእንፋሎት ክፍሎች/የሙቀት ቧንቧዎች ጋር ተጣምሮ፡ በሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ መስክ፣ የTEC ሞዱል፣ የፔልቲየር መሳሪያ ብዙውን ጊዜ ከቫክዩም ክፍል የእንፋሎት ክፍሎች ጋር ይጣመራል። የTEC ሞዱል፣ የፔልቲየር ማቀዝቀዣ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው ዞን በንቃት ለመፍጠር ኃላፊነት አለበት፣ VC ደግሞ ሙቀትን ከ TEC ሞዱል፣ ከፔልቲየር ኤለመንት ወደ ትላልቅ የሙቀት ማሰራጫ ክንፎች በብቃት ያሰራጫል፣ “ንቁ የማቀዝቀዣ + ቀልጣፋ የሙቀት ማስተላለፊያ እና ማስወገጃ” የስርዓት መፍትሄ ይፈጥራል። ይህ ለጨዋታ ስልኮች እና ለከፍተኛ ደረጃ ግራፊክስ ካርዶች በሙቀት ማሰራጫ ሞጁሎች ውስጥ አዲስ አዝማሚያ ነው።

ከፈሳሽ ማቀዝቀዣ ስርዓቶች ጋር ተጣምሮ፡ እንደ የውሂብ ማዕከላት እና ከፍተኛ ኃይል ባላቸው ሌዘሮች ባሉ መስኮች፣ የTEC ሞጁል ከፈሳሽ ማቀዝቀዣ ስርዓቶች ጋር ተጣምሯል። እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የፈሳሾችን የሙቀት አቅም በመጠቀም፣ በTEC ሞጁል ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል ሞቃት ጫፍ ላይ ያለው ሙቀት ይወገዳል፣ ይህም ታይቶ የማይታወቅ ውጤታማ የማቀዝቀዣ አቅም ያስገኛል።

ብልህ ቁጥጥር እና የኢነርጂ ውጤታማነት አስተዳደር

ዘመናዊ የሙቀት መቆጣጠሪያ ማቀዝቀዣ ስርዓቶች ከፍተኛ ትክክለኛነት ያላቸውን የሙቀት ዳሳሾች እና የPID/PWM መቆጣጠሪያዎችን እያዋሃዱ ነው። የቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሉን የግቤት ፍሰት/ቮልቴጅ፣ የTEC ሞጁሉን፣ የፔልቲየር ሞጁሉን በእውነተኛ ጊዜ በአልጎሪዝም በማስተካከል፣ ከመጠን በላይ መሙላትን እና ንዝረትን በማስወገድ እና ኃይልን በመቆጠብ ±0.1℃ ወይም ከዚያ በላይ የሙቀት መረጋጋት ማግኘት ይቻላል።

የፐልዝ ኦፕሬሽን ሁነታ፡- ለአንዳንድ አፕሊኬሽኖች፣ ቀጣይነት ያለው የኃይል አቅርቦትን ከመጠቀም ይልቅ የፐልዝ የኃይል አቅርቦትን መጠቀም ፈጣን የማቀዝቀዣ መስፈርቶችን ሊያሟላ ይችላል፣ አጠቃላይ የኃይል ፍጆታን በእጅጉ ይቀንሳል እና የሙቀት ጭነቱን ሚዛን ይጠብቃል።

Iii. ብቅ ያሉ እና ከፍተኛ የእድገት አተገባበር መስኮች

ለሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ የሙቀት መሟሟት

የጨዋታ ስልኮች እና የኢ-ስፖርት መለዋወጫዎች፡ ይህ በቅርብ ዓመታት ውስጥ በቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች፣ በTEC ሞጁሎች እና በፕሌቲየር ሞጁሎች ገበያ ውስጥ ካሉት ትላልቅ የእድገት ነጥቦች አንዱ ነው። ንቁው የማቀዝቀዣ የኋላ ክሊፕ አብሮገነብ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሎች (TEC ሞጁሎች) የተገጠመለት ሲሆን ይህም የስልኩን SoC የሙቀት መጠን ከአካባቢው የሙቀት መጠን በታች በቀጥታ ሊገድብ ይችላል፣ ይህም በጨዋታ ወቅት ቀጣይነት ያለው ከፍተኛ አፈጻጸም ያረጋግጣል።

ላፕቶፖች እና ዴስክቶፖች፡- አንዳንድ ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው ላፕቶፖች እና ግራፊክስ ካርዶች (እንደ NVIDIA RTX 30/40 ተከታታይ የማጣቀሻ ካርዶች ያሉ) ዋና ቺፖችን ለማቀዝቀዝ የሚረዱ የTEC ሞጁሎችን እና ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሎችን ማዋሃድ ጀምረዋል።

የኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን እና የውሂብ ማዕከላት

5ጂ/6ጂ የኦፕቲካል ሞጁሎች፡ በከፍተኛ ፍጥነት የኦፕቲካል ሞጁሎች ውስጥ ያሉት ሌዘሮች (DFB/EML) ለሙቀት በጣም ስሜታዊ ናቸው እና የሞገድ ርዝመት መረጋጋትን እና የማስተላለፊያ ጥራትን ለማረጋገጥ TEC ትክክለኛ ቋሚ የሙቀት መጠን (ብዙውን ጊዜ በ±0.5℃ ውስጥ) ያስፈልጋቸዋል። የውሂብ መጠኖች ወደ 800ጂ እና 1.6ቲ ሲቀየሩ፣ የTEC ሞጁሎች ቴርሞኤሌክትሪክ mdoules peltier coolers፣ peltier elements ፍላጎት እና መስፈርቶች ሁለቱም እየጨመሩ ናቸው።

በመረጃ ማዕከላት ውስጥ የአካባቢ ማቀዝቀዣ፡- እንደ ሲፒዩኤስ እና ጂፒዩኤስ ባሉ ሆትፖትስ ላይ ማተኮር፣ ለታለመ የተሻሻለ ማቀዝቀዣ የTEC ሞጁልን መጠቀም በመረጃ ማዕከላት ውስጥ የኃይል ቆጣቢነትን እና የኮምፒዩተር ጥግግትን ለማሻሻል ከሚረዱ የምርምር አቅጣጫዎች አንዱ ነው።

የኦቶሞቲቭ ኤሌክትሮኒክስ

በተሽከርካሪ ላይ የሚገጠም ሊዳር፡- የሊዳር ኮር ሌዘር አመንጪ የተረጋጋ የአሠራር ሙቀት ይፈልጋል። TEC በተሽከርካሪ ላይ በሚገጠም አካባቢ (-40℃ እስከ +105℃) መደበኛ አሠራሩን የሚያረጋግጥ ቁልፍ አካል ነው።

ብልህ ኮክፒቶች እና ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው የኢንፎቴይንመንት ሲስተሞች፡- በተሽከርካሪ ውስጥ ያሉ ቺፕስ እየጨመረ በሚሄድ የኮምፒውተር ኃይል፣ የሙቀት ማሰራጫ ፍላጎቶቻቸው ቀስ በቀስ ከሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ ጋር እየተጣጣሙ ነው። የTEC ሞዱል፣ የTE ማቀዝቀዣ ወደፊት ከፍተኛ ደረጃ ባላቸው የተሽከርካሪ ሞዴሎች ላይ እንደሚተገበር ይጠበቃል።

የሕክምና እና የህይወት ሳይንስ

እንደ PCR መሳሪያዎች እና የዲኤንኤ ሴኩዌንሰሮች ያሉ ተንቀሳቃሽ የሕክምና መሳሪያዎች ፈጣን እና ትክክለኛ የሙቀት ዑደት ያስፈልጋቸዋል፣ እና የTEC፣ የፔልቲየር ሞጁል ዋና የሙቀት መቆጣጠሪያ አካል ነው። የመሳሪያዎች አነስተኛነት እና ተንቀሳቃሽነት አዝማሚያ ጥቃቅን እና ቀልጣፋ የTEC፣ የፔልቲየር ማቀዝቀዣ እድገትን አነሳስቷል።

የውበት መሳሪያዎች፡- አንዳንድ ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው የውበት መሳሪያዎች ትክክለኛ የቀዝቃዛ እና የሙቅ መጭመቂያ ተግባራትን ለማሳካት የTEC፣ የፔልቲየር መሳሪያን የፔልቲየር ተፅእኖ ይጠቀማሉ።

ኤሮስፔስ እና ልዩ አካባቢዎች

የኢንፍራሬድ መመርመሪያ ማቀዝቀዣ፡- በወታደራዊ፣ በኤሮስፔስ እና በሳይንሳዊ ምርምር መስኮች፣ የኢንፍራሬድ መመርመሪያዎች ድምጽን ለመቀነስ እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን (እንደ -80℃ በታች) ማቀዝቀዝ አለባቸው። ባለብዙ ደረጃ የTEC ሞጁል፣ ባለብዙ ደረጃ የፔልቲየር ሞጁል፣ ባለብዙ ደረጃ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል ይህንን ግብ ለማሳካት አነስተኛ እና በጣም አስተማማኝ መፍትሄ ነው።

የሳተላይት ጭነት የሙቀት መቆጣጠሪያ፡- በሳተላይቶች ላይ ለትክክለኛ መሳሪያዎች የተረጋጋ የሙቀት አካባቢን መስጠት።

IV. የሚያጋጥሟቸው ተግዳሮቶች እና የወደፊት ተስፋዎች

ዋናው ፈተና፡- ከባህላዊው የኮምፕሬሰር ማቀዝቀዣ ጋር ሲነጻጸር በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ የኃይል ቆጣቢነት የTEC ሞዱል ፔልቲየር ሞዱል (ቴርሞኤሌክትሪክ ሞዱል) ትልቁ ጉድለት ሆኖ ቀጥሏል። የሙቀት ኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ቅልጥፍናው ከካርኖት ዑደት በጣም ያነሰ ነው።

የወደፊት ተስፋ

የቁሳቁስ ግኝት የመጨረሻው ግብ ነው፡- በክፍል ሙቀት አቅራቢያ 3.0 ወይም ከዚያ በላይ የሆነ የሙቀት ኤሌክትሪክ የበላይነት እሴት ያላቸው አዳዲስ ቁሳቁሶች ሊገኙ ወይም ሊዋሃዱ ከቻሉ (በአሁኑ ጊዜ የንግድ Bi₂Te₃ በግምት 1.0 ነው)፣ ይህ በመላው ኢንዱስትሪ ውስጥ አብዮት ያስከትላል።

የስርዓት ውህደት እና ብልህነት፡- የወደፊቱ ውድድር ከ"የግል የTEC አፈፃፀም" ወደ "TEC+ የሙቀት ስርጭት + ቁጥጥር" አጠቃላይ የስርዓት መፍትሄ አቅም ይሸጋገራል። ለትንበያ የሙቀት መቆጣጠሪያ ከAI ጋር መቀላቀልም አቅጣጫ ነው።

የወጪ ቅነሳ እና የገበያ ዘልቆ መግባት፡- የማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች ብስለት እና ሰፊ ምርት ሲኖር፣ የTEC ወጪዎች የበለጠ እንደሚቀንሱ ይጠበቃል፣ በዚህም ወደ መካከለኛ እና ወደ ብዙ ገበያዎች ዘልቀው ይገባሉ።

ባጭሩ፣ ዓለም አቀፉ የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ኢንዱስትሪ በአሁኑ ጊዜ በመተግበሪያ ላይ የተመሰረተ እና በትብብር የፈጠራ ልማት ደረጃ ላይ ይገኛል። ምንም እንኳን በመሠረታዊ ቁሳቁሶች ላይ ምንም አይነት አብዮታዊ ለውጦች ባይኖሩም፣ በኢንጂነሪንግ ቴክኖሎጂ እድገት እና ከላይ እና ከታችኛው ቴክኖሎጂ ጋር ጥልቅ ውህደት በማድረግ፣ የTEC ሞዱል የፔልቲየር ሞዱል፣ የፔልቲየር ማቀዝቀዣው እየጨመረ በመጣ እና ከፍተኛ ዋጋ ባላቸው መስኮች ውስጥ የማይተካ ቦታ እያገኘ ሲሆን ይህም ጠንካራ የህይወት ኃይልን ያሳያል።