Высшие силициды 3d-переходных металлов как материалы для анизотропных
преобразователей. В ФТИ им. А.Ф. Иоффе продолжаются исследования термоэлектриков на
основе соединений кремния. Ряд высших силицидов переходных металлов, перспективных для
применения в термоэлектрических устройствах, проявляют высокую анизотропию термоЭДС,
что открывает возможности создания высокоэффективных анизотропных термоэлектрических
преобразователей на их основе.
Основная проблема исследования анизотропии термоЭДС – это получение совершенных
монокристаллов достаточно больших размеров. Основные сложности в получении таких
кристаллов – это высокая температура образования и наличие фазовых переходов. Поэтому
необходимо получение монокристаллов при сравнительно низких температурах. Это возможно
при использовании раствор-расплавных методов или газотранспортной реакции. При
использовании этих методов получены монокристаллы высокого качества высших силицидов
марганца, хрома и железа.
Прикладные исследования и разработки
Термоэлектрическое охлаждение*
Все прикладные исследования и разработки в области термоэлектрического охлаждения
можно разделить на следующие направления:
• термоэлектрические материалы для охладителей,
• охлаждающие модули,
• термоэлектрические охлаждающие сборки,
• охлаждающие системы.
ОАО Научно-производственное предприятие «Квант» (Москва)
В 2009 г. НПП «Квант» отметило 90-летие со дня основания; оно являлось головным
предприятием СССР в области. В 1976 году, когда предприятие получило свое нынешнее
название, общая численность его работников составляла около 24 тысяч человек.
НПП «Квант» разработало уникальные саркофаги с термоэлектрической
термостабилизацией для мавзолеев
В настоящее время ОАО НПП «Квант» разрабатывает и производит термоэлектрические
кондиционеры для железнодорожного транспорта, грузовых автомобилей и метрополитена
). В том числе разработаны конструкции и созданы термоэлектрические кондиционеры
для кабин машинистов рельсового транспорта со следующей холодопроизводительностью: а)
1 кВт — для поезда «Яуза» московского метрополитена поставлено 20 термоэлектрических
кондиционеров; б) 1.5 кВт — для вагонов наземного метро города Москвы поставлено 40
термоэлектрических кондиционеров; в) 3 кВт — для тепловозов и электровозов, выпускаемых
ОАО «Коломенский завод».
Ведутся работы по исследованию эффективности различных конструкций радиаторов для
кондиционеров системы «воздух-воздух»; вариантов термоэлектрических кондиционеров
систем «вода-воздух» и «вода-вода». Разрабатываются оптимизированные конструкции
блочных кондиционеров для рельсового транспорта и автоматизированные системы
поддержания температуры в кабинах машинистов.
Компания КРИОТЕРМ
Является ведущей российской научно-производственной фирмой по разработке и
изготовлению термоэлектрических модулей и сборок самого различного назначения.
В каталоги компании КРИОТЕРМ включено более 250 различных типов
термоэлектрических модулей, сгруппированных по различным областям применения.
К ним относятся модули для использования в промышленных системах охлаждения и
температурного контроля, таких как производство полупроводниковых интегральных
микросхем, лазерная техника, медицинская техника, транспорт, пищевая промышленность и
специальная техника. Модули для радиоэлектроники предназначены для СВЧ техники,
охлаждения входных каскадов высокочувствительных приемников и усилителей,
термостабилизации параметрических усилителей и систем оптоэлектроники, контактного
охлаждения полупроводниковых лазеров, ИК датчиков, ПЗС-матриц. Сюда можно отнести и
миникондиционеры для фотоумножителей и специальной вычислительной техники,
охладители для микропроцессоров. Модули для бытовых охлаждающих устройств
используются в переносных автомобильных холодильниках и пикник-боксах, охладителях
питьевой воды и тонизирующих напитков, термоэлектрических холодильниках и минибарах,
винных шкафах и охладителях пива, минихолодильниках для косметики. Специальные модули
удовлетворяют ряд специфических требований, таких как высокий вакуум, большие
механические нагрузки (пиковые ускорения до 1500 g), специальные габариты, высокая
скорость охлаждения и т.п. Эти технологии используются при производстве модулей для
космической и специальной техники, оптоэлектроники и телекоммуникаций, медицины и
научных исследований.
Термоэлектрические сборки подразделяются на сборки типа "воздух-воздух",
"жидкость-жидкость", "жидкость-воздух». Они используются при изготовлении холодильников, воздушных кондиционеров, систем охлаждения электронной аппаратуры и т.п.
Компания КРИОТЕРМ разработала удобную компьютерную программу для оптимизации
выбора термоэлектрических модулей и проектирования охлаждающих систем. Программа
состоит из трех разделов.
• "Графики характеристик". Зависимости характеристик модуля в различных
комбинациях при различных условиях эксплуатации.
• "Выбор модулей». Выбор оптимальных типов и количества модулей системы, задав ее
основные теплофизические и электрические характеристики.
• «Термоэлектрическая система». Построение компьютерной модели системы и анализ ее
работы в зависимости от типа и количества модулей, вариантов их включения,
подаваемого напряжения питания и т.п.
ОАО "Научно-производственное предприятие теплофизического приборостроения
"ОСТЕРМ СПБ"
Производит более 100 типов одно- и многокаскадных охлаждающих термоэлектрических
модулей и разрабатывает любые нестандартные модули с необходимыми техническими
характеристиками.
ОАО "Корпорация НПО "РИФ"
Занимается разработкой и изготовлением широкого диапазона термоэлектрических
изделий – от выращивания полупроводниковых материалов, изготовления охлаждающих
модулей до различных охлаждающих систем. К таким системам можно отнести
термоэлектрические воздухоохладители , которые предназначены для охлаждения
воздуха внутри различных типов электрошкафов, стоек питания автоматики и управления,
стоек с электронным оборудованием, мостовых кранов для горячих металлургических цехов,
пассажирских и грузовых лифтов, кабин транспортных средств. Охладители включают блок
автоматического поддержания и регулировки температуры с цифровой индикацией, который
обеспечивает удобную и легкую настройку режима работы; а также автоматическое
переключение между режимами охлаждения и нагрева. Максимальная разность температур
составляет 30°C, холодопроизводительность одного блока – до 800 Вт (система воздух-воздух)
и – до 3 кВт (жидкость-воздух).
Представляет интерес термоэлектрический кондиционер для кабины машиниста
; он служит для вентиляции, охлаждения, обогрева и очистки воздуха от пыли в
кабинах машинистов локомотивов и других транспортных средств с объемом кабины до 12м3.
Состоит из 2-х блоков охлаждения, блока питания и блока управления. Его
холодопроизводительность – до 4 кВт при использовании двух охлаждающих блоков.
Для вагонов пассажирских поездов разработана система подготовки питьевой воды. Она
предназначена для фильтрации, охлаждения и санитарно-бактерицидной обработки питьевой
воды.
К другим интересным разработкам можно отнести термоэлектрические холодильники
для хранения продуктов питания и напитков в пассажирских вагонах железнодорожного
транспорта; безвентиляторный (бесшумный) термоэлектрический минибар;
термоэлектрический охладитель жидкости для охлаждения различных напитков может
использоваться в быту, барах, ресторанах и пр. Отметим также жилет с термоэлектрическим
блоком для охлаждения/обогрева тела человека, работающего в экстремальных температурных
условиях.
Компания РМТ
Разрабатывает и поставляет широкую номенклатуру термоэлектрических модулей;
разрабатывает охлаждающие конструкции и производит соответствующие
субмодули; приборы для измерения параметров термоэлектрических модулей;
расчетные методы анализа и конструирования термоэлектрических модулей и систем.