Refroidissement thermoélectrique, effet Peltier, késako ? Application ampli :)

Article de 2016 republié.

Selon Wikipédia, le refroidissement thermoélectrique est une technique de refroidissement utilisant la thermoélectricité. On utilise pour cela des composants nommés « modules Peltier » qui transforment un courant électrique en une différence de température. Et pour ne pas paraitre plus ignorant que ne suis, voici le fonctionnement théorique, selon, à nouveau, notre ami Wikipédia : L’effet Peltier est lié au transport d’entropie par les porteurs de charge (électrons ou trous) au sein du matériau. Je vous ferez grâce de l’explication sur l’entropie (mais c’est très intéressant…). Bien, nous voilà plus intelligent qu’au début 🙂

Pourquoi cet article sur le refroidissement ? Simple, c’est une technologie que j’ai plusieurs fois utilisée et qui fonctionne bien (spécialement pour refroidir les CCD). Vous devez certainement avoir entendu parler “d’overclocking” sur les ordinateurs des “gamers”, ou du fameux thermos qui refroidit la “bibine” de monsieur à la plage, peut être moins du refroidissement des corps noirs, mais il s’agit bien de la même technologie. Ce sont des exemples parmi beaucoup d’autres. Pour tout vous dire, l’idée m’est venue car je voudrais refroidir efficacement et sans trop bruit mon ampli HF qui ne manquera pas (suis bavard) de chauffer 🙂

Alors, je vous le précise, tout de suite, je n’ai rien inventé, ça fait des années que cet effet est connu et utilisé un peu partout, que ce soit dans l’aéronautique, l’industrie, les militaires et aussi le grand public. Il y a de nombreuses applications à cette technologie.

Comment ça se présente un module Peltier ?
c’est une plaque souvent carré avec différentes dimensions ici 4 cm x 4 cm, qui peut pomper la chaleur d’un côté à l’autre d’un appareil en fonction de la direction du courant électrique + et -. C’est modulaire, facilement intégrable, fiable et contrôlable ultra – précisément. De plus, il ne présente aucune pièce mobile,  donc c’est silencieux et sans vibrations.  L’inconvénient principale c’est une consommation électrique élevée (rendement 0,6) et une dépendance à la température ambiante. C’est parfois gênant 🙂

L’autre inconvénient c’est qu’en refroidissant l’objet, on arrive vite au 0°C (on peut facilement atteindre des températures négatives), l’humidité de l’air se condense et devient de la glace. Le problème est qu’en arrêtant le module, il se réchauffe avec l’air ambiant et donc la glace… Bref, plein d’eau partout ! Pas bon pour l’électronique…

Mais alors qu’est ce qu’on fait pour éviter ça ?

On régule, on régule la température avec un thermostat (un commutateur thermostatique), plus simple tu meurs. Voir les explications plus loin

Bien passons à la pratique. Prévoir 30/35 € environ

  • De quoi aurons-nous besoin ?
  • D’un module Peltier alimenté en 12V continu
  • D’un commutateur thermostatique
  • De pâte thermique
  • D’un dissipateur proportionné à l’évacuation thermique du module Peltier
  • D’un ventilateur
  • D’un peu de visserie

Si possible avoir un fer à souder, des manchons thermorétractables et une perceuse pour faire le montage. L’idée ici est d’utiliser la plaque lisse (le fond) du boîtier châssis de l’ampli où sont fixés les transistors pour poser le module Peltier (coté froid).

Je vais donc installer mon module Peltier (en jaune), à l’extérieur sur la face lisse du châssis de mon ampli. Les transistors de puissances étant fixés dessus, ce ne sera pas un souci. Mais ATTENTION, d’abord il faut que ce soit bien propre et lisse, ensuite il faut ABSOLUMENT mettre de la pâte thermique pour améliorer le transfert. Bien entendu, vous aurez, au préalable, réfléchi à un système de fixation de façon à ce que le module Peltier soit bien plaqué sur le châssis de l’ampli, il doit être pris en sandwich entre le dissipateur ampli et celui que l’on ajoute (dessous sur le dessin). Le nouveau dissipateur doit être bien dimensionné, ne mettez pas un tout petit, sinon le module ne refroidira rien du tout.

Moi j’intercalerais une plaque de cuivre à la bonne épaisseur avec une découpe carré au centre pour le Peltier. Mais vous pouvez simplement mettre de la mousse dur. Attention ça peut chauffer fort !

Après avoir mis de la pâte thermique, on pose le Peltier coté froid (c’est indiqué sur le module) sur  le châssis de l’ampli, on met une couche de pâte thermique de l’autre coté (coté chaud du Peltier), on pose la plaque intercalaire (en cuivre ou pas, mais c’est mieux en métal). Ensuite on prend le nouveau dissipateur tout neuf, (après avoir prévu les perçages et autres fixations nécessaires) on le positionne puis on fixe le tout. Après il reste à fixer le ventilo.

A retenir : Le coté froid du Peltier sur le coté chaud (transistors) de l’ampli !

 

Perso, j’ai prévu un châssis pour poser tout ce beau monde, sur le châssis je vais fixer mon régulateur thermique et faire le câblage qui va bien. ATTENTION prévoir un espace dans la plaque intercalaire métallique pour la sonde thermique. Fixez la sonde du régulateur au plus près du module Peltier. Le câblage est simple, le schéma est fourni avec. Tout le monde peut être alimenté de 12 à 15 Vcc, donc en 13,8 V aucun pb. La régul. se fait en contrôlant l’alimentation du Peltier via le régulateur qui est en fait un commutateur thermostatique réglable. Le capteur (la sonde) NTC (Ø 5 mm) peut être relié au régulateur de commande par l’intermédiaire d’un câble de 1 m, mais ça c’est la théorie, au plus c’est court au mieux c’est.

J’ai prévu un interrupteur et une led spécifiques au Peltier, mais bon à vous de voir. Toute l’alimentation sera câblée en intérieur du boitier ampli et seuls les deux fils d’alim standards seront visibles.

J’ai pris mon ampli comme exemple, mais on peut tout à fait l’appliquer à autre chose, un TX, une alimentation ou tout ce qu’il faut refroidir OU réchauffer, que soit sa bière ou son thé ça marche aussi !

Prenez soin de bien choisir votre Peltier car il consomme et chauffe aussi, il faudra donc choisir avec attention un commutateur thermostatique capable de commuter tension et courant du module !

Le résultat est garantie, ça fait du froid, ça gèle même ! Attention ce n’est pas instantané, il faut plusieurs minutes pour descendre la température, mais suffit de le mettre en marche et d’attendre un peu avant de bavarder pendant des heures via l’ampli. Ce qui n’empêche pas d’utiliser l’ampli normalement.  Voila, je reconnais qu’il faut être un peu bricoleur et outillé mais je pense que ça reste à la porté de beaucoup d’entre nous.

73. Eric

PS : Cet article date de 2016, an final, j’ai utilisé le Peltier pour refroidir mon processeur de l’époque qui était “overclocké” un max, le refroidissement était spectaculaire ! Mais pas pour mon ampli HF qui, en fait,  n’en n’avait pas vraiment besoin, une bonne ventilation suffisait 🙂

Quelques idées, “grand luxe”, en plus…pour évacuer la chaleur du Peltier. On peut aussi installer un thermomètre, etc…

Eric (14ZGA00 du 13)

A propos de Eric (14ZGA00 du 13)

14ZGA00 - Gérant SSII. "Attention, changement de lobe sur l'attracteur étrange en cours !" Humm, méfiance... :)

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Daniel (14ZGB94 du 31)
Daniel (14ZGB94 du 31)

Bonsoir, le système des glacières électriques.Me semble t’il.73’51 a plus Daniel .

Philippe (14ZGD61 du 27)
Philippe (14ZGD61 du 27)

On va enfin pouvoir refroidir les transistors du SS9900, HI.

14ZGC28
14ZGC28

Tu a aussi le soufflet piézoélectrique. une équipe de GE Global Research, qui a mis au point un étrange dispositif piézoélectrique baptisé Dual Piezoelectric Cooling Jets (DCJ). Rappelons que la piézoélectricité est une propriété de certains matériaux qui se déforment sous l’effet d’un courant électrique (et vice-versa). GE emploie deux membranes piézoélectrique montées dos à dos pour former un soufflet. Sous l’impulsion d’un courant alternatif ces deux membranes gonflent puis compressent le soufflet générant ainsi un courant d’air. L’efficacité du système serait remarquable : pour un même débit d’air, le DCJ serait plus de 50 % plus fin qu’un ventilateur et… Lire la suite »