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.