การพัฒนาโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริกในด้านเทคโนโลยีและการใช้งาน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โมดูลทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric Cooling Module, TEC) หรือองค์ประกอบเพลเทียร์ (Peltier element, Peltier device) ได้ขยายขอบเขตการใช้งานในภาคเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาสถานการณ์การใช้งานในตลาดผู้บริโภคอย่างต่อเนื่อง แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มการพัฒนาแบบคู่ขนานที่ว่า “เทคโนโลยีเย็น ตลาดร้อน”

1. การพัฒนาอย่างรวดเร็วในด้านเทคโนโลยี

1. โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารด้วยแสงและการประมวลผล AI

ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของ 5G, โมเดล AI ขนาดใหญ่ และศูนย์ข้อมูล โมดูลออปติคอลความเร็วสูง (เช่น 400G/800G) จึงมีความต้องการสูงมากในด้านเสถียรภาพทางอุณหภูมิ

โมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC modules, Peltier modules) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมอุณหภูมิของเลเซอร์ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของความยาวคลื่นและลดอัตราข้อผิดพลาดของบิต

2. เครื่องมือวัดความแม่นยำและอุปกรณ์วิจัย

ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เครื่องสเปกโทรเมตรมวล และเครื่องตรวจจับอินฟราเรด โมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูล TEC ตัวทำความเย็นเพลเทียร์ และอุปกรณ์เพลเทียร์ ให้การทำความเย็นเฉพาะจุดที่แม่นยำ (±0.1℃) หลีกเลี่ยงการรบกวนจากแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากระบบทำความเย็นแบบดั้งเดิม

สาขาอวกาศยาน: ใช้สำหรับอุปกรณ์บรรทุกบนดาวเทียม ระบบนำทาง และกล้องถ่ายภาพอินฟราเรดสำหรับควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูง น้ำหนักเบา และไม่ต้องบำรุงรักษา

3. การนำพลังงานใหม่และพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่

ด้วยการใช้ปรากฏการณ์ย้อนกลับ (ปรากฏการณ์ซีเบค) ของโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเพลเทียร์ และโมดูล TEC จึงได้มีการพัฒนาอุปกรณ์ผลิตพลังงานเทอร์โมอิเล็กทริกเพื่อนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่จากไอเสียรถยนต์และความร้อนเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรม

ในรถยนต์ไฟฟ้า สามารถใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก หรือเทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ (TEC) เพื่อควบคุมอุณหภูมิเฉพาะจุดของชุดแบตเตอรี่ ช่วยเพิ่มความปลอดภัยและยืดอายุการใช้งาน

4. อุปกรณ์ทางการแพทย์ระดับสูง

นำไปใช้กับเครื่อง PCR, เครื่องถอดรหัสพันธุกรรม, กล่องขนส่งวัคซีน/อินซูลินแบบแช่เย็น ฯลฯ เพื่อให้สามารถปรับอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็วและควบคุมอุณหภูมิให้คงที่

ในช่วงการระบาดของ COVID-19 โมดูลทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC modules) และตัวทำความเย็นแบบเพลเทียร์ (Peltier coolers) มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในกล่องทำความเย็นแบบพกพาสำหรับเก็บตัวอย่างกรดนิวคลีอิก

II. การพัฒนาอย่างต่อเนื่องในภาคการบริโภค

1. เครื่องใช้ไฟฟ้าอัจฉริยะในบ้านและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล

ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ตู้เย็นในรถยนต์ ตู้แช่ไวน์ขนาดเล็ก อุปกรณ์เสริมความงาม และหน้ากากประคบเย็นสำหรับดวงตา ต่างใช้โมดูล TEC โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก และโมดูลเพลเทียร์ (TEC) อย่างแพร่หลาย โดยเน้นจุดขายที่ “เงียบ” และ “เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม”

เมื่อเปรียบเทียบกับการทำความเย็นแบบใช้คอมเพรสเซอร์ โมดูลทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) หรือโมดูลเพลเทียร์ (TEC) นั้นเหมาะสมกว่าสำหรับสถานการณ์ที่มีขนาดเล็กและใช้พลังงานต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการของผู้บริโภครุ่นใหม่ที่ต้องการ "การใช้ชีวิตอย่างมีระดับ"

2. การระบายความร้อนสำหรับอีสปอร์ตและฮาร์ดแวร์พีซี

นักโอเวอร์คล็อกระดับสูงใช้โมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) เพื่อให้ได้การระบายความร้อนที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งสำหรับ CPU/GPU ซึ่งเป็นการก้าวข้ามขีดจำกัดของการระบายความร้อนด้วยอากาศ/น้ำ

ปัญหาสำคัญในตลาด: อุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง (เช่น หม้อน้ำระบายความร้อนด้วยน้ำ) เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนปลายร้อนเกินไป และมีความเสี่ยงต่อการเกิดการควบแน่น ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาโซลูชันแบบบูรณาการ "TEC, โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก, โมดูล Pletier + การลดความชื้น"

3. สถานการณ์การใช้งานแบบพกพาสำหรับกลางแจ้ง

ถ้วยใส่น้ำร้อนและน้ำเย็นแบบพกพา ตู้เย็นสำหรับตั้งแคมป์ กล่องเก็บอาหารสำหรับตกปลา ฯลฯ ใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูล TEC โมดูลเพลเทียร์ อุปกรณ์เพลเทียร์ และ TEC เพื่อให้สามารถสลับโหมดความเย็นและความร้อนได้ ตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของกิจกรรมกลางแจ้ง

โมดูลทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC modules), คูลเลอร์เพลเทียร์ (Peltier coolers), และองค์ประกอบเพลเทียร์ (Peltier elements) กำลังพัฒนาจาก “ชิ้นส่วนเฉพาะกลุ่ม” ไปสู่ ​​“แกนควบคุมอุณหภูมิอเนกประสงค์” ชิ้นส่วนเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในสถานการณ์ไฮเทคที่ล้ำสมัย และกำลังเข้าถึงได้ง่ายขึ้นในตลาดผู้บริโภคทั่วไป ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและความสามารถในการบูรณาการระบบ คาดว่าโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก คูลเลอร์เพลเทียร์ และ TEC จะกลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับระบบนิเวศควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะรุ่นต่อไป