Thermoelectric units for cooling small enclosures or electronic equipments

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1 Thermoelectric units for cooling small enclosures or electronic equipments Unità termoelettriche per il raffreddamento di piccoli quadri elettrici o apparecchiature elettroniche 1

2 Index Indice Thermoelectric cooling units TCU d.c. series thermoelectric units Unità termoelettriche Unità termoelettriche serie TCU in c.c. TCU a.c. series thermoelectric units Unità termoelettriche serie TCU in c.a. Accessories 13 Drip Trays Accessori 13 Vaschette raccogli condensa Thermoelectric modules TM1 Peltier modules Moduli termoelettrici Celle di Peltier serie TM1 3

3 General description Descrizione generale General generali Thermoelectric cooling units D.c. version Unità termoelettriche in c.c. The d.c. thermoelectric cooling units are an effective solution for the conditioning of small enclosures or electronic equipments. These units are heat pumps where electricity transfers heat without using hazardous gases or liquids. Compared to the traditional systems, thermoelectric units have any moving part (except the fans). The core system consists in one or more thermoelectric modules (Peltier modules) that allow from one side an heat absorption (cold side), and from the opposite side an heat release to the ambient (warm side). The main features are: - eco-friendly - maintenance free - able to work in any mounting position - long life - easy installation Le unità termoelettriche in c.c. rappresentano una soluzione efficace per il condizionamento di piccoli quadri elettrici o apparecchiature elettroniche. Si tratta di pompe di calore in cui l energia elettrica consente di trasferire calore senza l utilizzo di fluorocarburi o di altri agenti inquinanti. Rispetto ai sistemi tradizionali a compressore, le unità termoelettriche non impiegano parti in movimento (ad eccezione dei ventilatori). Il cuore del sistema è costituito dai moduli termoelettrici (celle di Peltier) che permettono di ottenere da una parte l assorbimento del calore (lato freddo), mentre dalla parte opposta la cessione del calore all ambiente circostante (lato caldo). Le principali caratteristiche sono: - sicure per l ambiente - non necessitano di manutenzione - funzionamento con qualsiasi grado di inclinazione - lunga durata di vita - facili da installare Panel through mounting, see mounting cut-out. Fixing with M ISO screws (not supplied). Suitable for any plate thickness Plastic parts in PC/ABS alloy, self-extinguishing, according to UL 9V- Standard color grey RAL 7 Sealing gasket made of closed cell polyethylene foam Shielded and self-lubricating ball bearing fans IP protection degree of the fan (warm side), according to EN 9 Standard air flow direction (see drawing) Montaggio attraverso la lamiera, come da dima di foratura. Fissaggio mediante viti ISO M (non fornite). Adatto a qualsiasi spessore di lamiera Parti plastiche in PC/ABS, autoestinguenti secondo UL 9V- Colore standard grigio RAL 7 Guarnizione di tenuta in polietilene espanso a cellule chiuse Ventilatori su cuscinetti a sfera schermati e autolubrificati Grado di protezione IP del ventilatore montato sul lato caldo dell unità, secondo la norma EN9 Flusso dell aria standard (vedi disegno) Technical data Dati tecnici Model Voltage Rated Current Max. Current Operating Temp. Range Rated Voltage Range (W) (Vd.c.) (A) (A) (ºC) (Vd.c.) (Kg) TCUIP ~ TCUIP ~ TCUIP ~ TCUIP ~ TCUIP ~ TCUIP ~ TCUIP ~ TCUIP ~ Weight

4 Sizing Dimensionamento The difference between the outside and the inside temperature of the cabinet is indicated as ΔT. Starting from the temperature needed inside the enclosure and the ambient temperature, the graphic at page 7 enables to obtain the cooling power provided by the thermoelectric units in those conditions. Example: Te = C; Ti = 1 C The ΔT calculated is: ΔT= C-1 C= C To calculate the cooling power there are two methods: Graphic method In the graphic find the point ΔT = C on the horizontal axis, move vertically to match the performance line of the thermoelectric unit, then move horizontally to meet the axis of the cooling power (follow the arrows of the graphic). In our example the thermoelectric unit provides a cooling power of around 7 W. NOTE: The graphic is rated for an ambient temperature of C, but it is also valid with a good approximation for ± C temperatures. For higher temperatures the curve moves to the top, while for lower temperatures the curve moves to the bottom. Equation method We can achieve the same result by using the performance equation of the thermoelectric unit. In order to calculate the cooling power Q c the unknown value ΔT must be C. Example: Q c = -.1 T + 1. = Q c = = 7. W La differenza tra la temperatura esterna e interna dell armadio viene definita ΔT. Partendo dalla temperatura desiderata all interno dell'armadio e dalla temperatura ambiente, seguendo il grafico a pag. 7, si ricava la potenza frigorifera che l unità termoelettrica fornisce in tali condizioni. Esempio: Te = C; Ti = 1 C Il ΔT calcolato sarà: ΔT= C-1 C= C Per calcolare la potenza frigorifera ci sono due metodi: Metodo del grafico Individuare il punto ΔT = C sull asse orizzontale del grafico, poi ci si sposta in verticale fino a incontrare la retta caratteristica dell unità termoelettrica; infine ci si sposta in orizzontale fino a incontrare l asse della potenza frigorifera (seguire il percorso indicato dalle frecce). Nel nostro esempio l unità termoelettrica fornisce una potenza frigorifera di circa 7 W. NOTA: Il grafico è calcolato per una temperatura ambiente di C, ma rimane valido con buona approssimazione anche per temperature prossime a tale valore entro i ± C. Quando la temperatura ambiente è superiore, la curva si sposta verso l alto, mentre per temperature inferiori si sposta verso il basso. Metodo dell equazione Si ottiene lo stesso risultato se si utilizza l equazione caratteristica dell unità termoelettrica, sostituendo il valore di C all incognita ΔT e calcolando la corrispondente potenza frigorifera Q c. Esempio: Q c = -,1 T + 1, = Q c = -,1 + 1, = 7, W Nomenclature: Ti = target temperature inside the cabinet Te = ambient temperature outside the cabinet T = temperature difference between outside and inside the cabinet Q c = cooling power of the thermoelectric unit Legenda: Ti = temperatura desiderata all interno dell armadio Te = temperatura esterna (ambiente) T = differenza di temperatura tra l'esterno e l'interno dell armadio Q c = potenza frigorifera dell'unità termoelettrica Q c 7 W power [W] cabinet armadio elettrico TCUIP-7 T = Te - Ti [ C] Te = C Q c = -.1 T

5 Technical tecniche [W] [W] [W] 1 T= Te- Ti [ C] 1 1 T T == Te Te -- Ti Ti [ C] [ C] Te = C Qc = -.1 T + 1. Te Te == C C Q Qcc == T T [W] [W] [W] ± [W] [W] [W] ± T = Te - Ti [ C] T T == Te Te -- Ti Ti [ C] [ C] Te = C Qc = -.71 T + 1. Te Te == C C Q Qcc == T T T = Te - Ti [ C] T T == Te Te -- Ti Ti [ C] [ C] 9 ± ± TCUIP-7 TCUIP-7 TCUIP-7 TCUIP-7 ± ± Mounting cut-out Schema di foratura TCUIP-7 TCU Q Qcc == T T Qc = T + 7. Te Te == C C TCUIP-7 TCUIP-7 TCU SERIES Te = C TCUIP-7 Mounting cut-out Schema di foratura TCU TCUIP-7 TCUIP-7 TCU SERIES TCUIP-7 TCUIP-7 Mounting cut-out Schema di foratura TCU TCU SERIES

6 General description Descrizione generale General generali Thermoelectric cooling units a.c. version Unità termoelettriche in c.a. The a.c. thermoelectric cooling units is an effective solution for the conditioning of small enclosures or electronic equipments. In order to avoid additional heat inside the enclosure, the switching power supply is integrated in to the external unit cover. This thermoelectric unit can be connected directly to Va.c., through a terminal block. The core system consists in one or more thermoelectric modules (Peltier modules) that allow from one side an heat absorption (cold side), and from the opposite side an heat release to the ambient (warm side). Le unità termoelettriche in c.a. rappresentano una soluzione efficace per il condizionamento di piccoli quadri elettrici o apparecchiature elettroniche, dove vi è l esigenza di eliminare il calore prodotto dall alimentatore dell'unità all interno del quadro. Per questa ragione nel modello in c.a. l alimentatore è integrato nella copertura, permettendogli di restare all esterno del quadro, una volta montata l unità. Questa implementazione consente il collegamento dell unità direttamente alla rete elettrica a Vc.a., tramite una connessione a morsettiera. Il cuore del sistema è costituito dai moduli termoelettrici (celle di Peltier) che permettono di ottenere da una parte l assorbimento del calore (lato freddo), mentre dalla parte opposta la cessione del calore all ambiente circostante (lato caldo). Panel through mounting, see mounting cut-out. Fixing with M ISO screws (not supplied). Suitable for any plate thickness Stainless steel external cover Sealing gasket made of closed cell polyethylene foam Shielded and self-lubricating ball bearing fans IP standard protection degree, according to EN 9 Standard air flow direction (see drawing page ) Terminal block connection Montaggio attraverso la lamiera, come da dima di foratura. Fissaggio mediante viti ISO M (non fornite). Adatto a qualsiasi spessore di lamiera Copertura esterna in acciaio inox Guarnizione di tenuta in polietilene espanso a cellule chiuse Ventilatori su cuscinetti a sfera schermati e autolubrificati Grado di protezione standard IP, secondo la norma EN9 Flusso dell aria standard (vedi disegno a pag. ) Connessione a morsettiera Technical data Dati tecnici Model Voltage Input Max. Input Operating Temp. Range Weight (W) (Va.c.) (W) (W) (ºC) (Kg) TCUAC ~ + 11

7 Technical tecniche General description Descrizione generale TCU AC SERIES Warm side Cabinet wall Cold side Drip Trays Vaschette raccogli condensa Drip trays are stainless steel accessories to be mounted on the thermoelectric units. They are used to collect the condensate generated on the cold heat sink inside the enclosure. Suitable for vertical installation, drip trays are supplied separately. Le vaschette raccogli condensa sono un accessorio in acciaio inox da abbinare alle unità termoelettriche e sono impiegate per raccogliere la condensa che si forma sul dissipatore freddo all interno del quadro elettrico. Adatte ad un installazione verticale, vengono fornite separatamente Mounting TCU cut-out Schema di foratura ± ± ± ± Dimensions TCUAC mm Te = C Qc = T [W] T = Te - Ti [ C] 13

8 Technical data Dati tecnici Technical tecniche Model Drawing Dimension A Dimension B Dimension C (No.) (mm) (mm) (mm) Accessory for RC-TCU TCU RC-TCU TCU RC-TCU TCU / TCUAC TCU e TCU - alt. max. con vaschetta TCU and TCU - max. height with drip tray Technical tecniche 3 RC-TCU-1 RC-TCU-1 Drawing TCU 1 7 C TCU / TCUAC - alt. max. con vaschetta TCU / TCUAC - max. height with drip tray Ø. 13 B. 1 Ø A Ø 7. 3 RC-TCU-1 Drawing TCU 1 C Ø. 9 Ø 7. 9 A 1

9 General description Descrizione generale General generali Thermoelectric modules Moduli termoelettrici The thermoelectric module (or Peltier module) is a specific electronic component which works as a small heat pump. It is made up of a certain number of couples of semiconductor material with different electric charge. These couples are laid down between two ceramic plates, like a sandwich, that act as a mechanical support and also as an electrical insulator. Applying a DC electric current to the module, the system starts to work cooling a side of the module and warming the opposite one. The thermoelectric modules could be used both to cool and to warm: by reversing the direction of the electrical current passing through the module, the heat flow is also reversed. The use of thermoelectric technology is the most direct way to convert electric energy in cooling power. Il modulo termoelettrico (o cella di Peltier) è un particolare componente elettronico formato da un certo numero di coppie in materiale semiconduttore, con carica elettrica diversa, raccolte a "sandwich" tra due piastre in ceramica che fungono sia da supporto meccanico che da isolante elettrico. Applicando una tensione continua ai due capi del circuito si mette in funzione il sistema che, al passaggio della corrente, raffredda un lato del modulo mentre il lato opposto si riscalda. I moduli termoelettrici possono essere utilizzati sia per raffreddare che per riscaldare e, invertendo il senso di percorrenza della corrente, anche il flusso del calore viene invertito. L utilizzo della tecnologia termoelettrica è il metodo più diretto per convertire l energia elettrica in potenza frigorifera. Flatness of the ceramic surfaces:. mm Parallelism between the two ceramic surfaces:. mm Resistance tolerance ± % Lead wires lenght: standard 1 mm Lead wires diameter: AWG Tinned lead wires ends Lead wires insulation: PVC Max operating temperature of the lead wires: 9 C Sealing: silicone or epoxy resin Alumina ceramic substrates: Al O 3 minimum 9%, white colour Soldering with tin-based solders (SnSb or SnCu), melting point temperature 3 C RoHS /9/EC compliant Planarità delle superfici di ceramica:, mm Parallelismo tra le superfici di ceramica:, mm Tolleranza sulla resistenza elettrica ± % Lunghezza cavo di alimentazione: standard 1 mm Diametro cavo di alimentazione: AWG Estremità dei conduttori stagnate Isolamento cavo di alimentazione: PVC Temperatura massima di lavoro del cavo di alimentazione: 9 C Guarnizione: silicone o resina epossidica Superficie in ceramica: Al O 3 minimo 9%, colore bianco Saldatura a base di stagno (SnSb oppure SnCu), temperatura di fusione 3 C Conforme alla normative RoHS /9/EC Technical data Dati tecnici Model Max. Current I max Max. Voltage V max Max. Q c max Max. Temp. Differential T max Max. Operating Temp. T max Dimensions W x L x H (A) (Vd.c.) (W) ( C) (ºC) (mm) TM1-739W3-NSHQ x x.7 TM1-7-HXHP x x.9 TM1-7-HXHP x x 3. 17

10 Technical tecniche TM1-739SW3-N.7 Th Tc power vs temperature difference Potenza frigorifera vs differenza di temperatura * Qc = 33. W [W] 1 Th = C I = I max power vs current Potenza frigorifera vs corrente Qc = 33. W [W] [W] [W] Th = C Th = C I Th = I = max C I Th = I = max C I = I max I = I max T = Th - Tc [ C] T = C T = Th - Tc T [ C] = Th 7 - Tc 7[ C] 7 7 T = Th - Tc T [ C] = Th - Tc [ C] [W] [W] [W] [W] * example of calculation of thermoelectric module parameters starting from a set T. Follow the number track. * Voltage vs current Tensione vs corrente 1 1 Th = C Th = C 1 1 T = T = 1 Th = C Th = C Th = C Th = C T Th = C T Th = C T Th = C T Th = C T = T = T = T = Current [A] Current [A] 3 current = 3.7 A 3 current = 3.7 A. esempio 1.di calcolo 1. 1 dei parametri 1.. del modulo 3. termoelettrico partendo da un. T prefissato. 1. Seguire 1. 1 il percorso 1..numerato Current 1. [A] Current. [A] Current 1.[A] Current. [A] Current [A] Current [A] Current [A] Current [A] [W] [W] Voltage [V] [V] voltage = 1. V Voltage [V] [V] Voltage [V] 1 TM1-7-HXHP power vs temperature difference Potenza frigorifera vs differenza di temperatura power vs current Potenza frigorifera vs corrente Voltage vs current Tensione vs corrente.9 [W] 1 [W] [W] 1 1 Th = C I = I max [W] [W] 1 1 Th = C I Th = I = max C I = I max Th = C I Th = I = max C I = I max [W] [W] 1 1 [W] [W] 1 1 Th = C T Th = C T = Th = C T Th = C T = Voltage [V] [V] Voltage [V] [V] Th = C T Th = C T = Th = C T Th = C T = T = Th - Tc [ C] 1 1 T = Th - Tc T [ C] = Th - Tc [ C] 7 7 T = Th - Tc T [ C] = Th - Tc [ C] Current 1.. [A] Current 3. [A] Current 1.. [A] Current [A] Current [A] Current [A] Current [A] Current [A] TM1-7-HXHP 3. power vs temperature difference Potenza frigorifera vs differenza di temperatura [W] 1 [W] [W] 1 1 Th = C I = I max [W] [W] 1 1 Th = C Th = C I Th = I = max C I Th = I = max C I = I max I = I max T = Th - Tc T [ C] 7 = Th - Tc [ C] 7 7 T = Th - Tc [ C] T = Th - Tc T [ C] = Th - Tc [ C] power vs current Potenza frigorifera vs corrente [W] [W] Voltage vs current Tensione vs corrente Th = C Th = C Th = C Th = C T T Th = C Th = C T Th = C T Th = C T = T = T = T = Current 3 [A]. 3. Current 3 [A] Current 3 [A]. 3. Current 3 [A] Current [A] Current [A] Current [A] Current [A] [W] [W] Voltage [V] [V] Voltage [V] [V] 1 Nomenclature: Th = hot side temperature Tc = cold side temperature T = temp. difference between hot and cold side Q c = cooling power Legenda: Th = temperatura lato caldo Tc = temperatura lato freddo T = differenza di temp. tra lato caldo e freddo Q c = potenza frigorifera 19

11 Note Note 1

12 Printed March 13 LIMITED LIABILITY AND WARRANTY DISCLAIMER The Manufacturer makes hereby no representation or warranties expresses or implied, statutory or otherwise. All implied warranties, including those of merchantability or fitness for use are hereby disclaimed. The product is made in conformity with the cogent standards provided for by European Health and Safety legislation. Where expressly indicated, the product conforms to the standard of Safety and Performance defined by recognised international bodies and subject to their periodic verification. Any loss or damage, both incidental and consequential, for any failure to perform or delay to perform due to wrong use or wrong installation of the product, as well as to the non-observance of technical, are not covered by the Manufacturer s warranty. The buyer alone is responsible to determine the suitability of the product. The data indicated in the catalogue is purely indicative. The product is subject to wear. Electrical connections must be carried out in compliance with pertinent national, state or local health and safety laws. If the apparatus in which the product is incorporated should guarantee continuous use without variation or interruption in performance, the product must be utilised only in the presence of a device which immediately signals any functional anomaly or arrest, allowing immediate intervention or the activation of an auxiliary product. If installed and/or integrated in other apparatus, the use and maintenance manual of the apparatus must also indicate the correct use of our product and its working characteristics and must prescribe its estimated life, before the product actually reaches the maximum working hours shown in the data sheets, that is to say, taking account of all the specific conditions of use and of the technical supplied and must supply exhaustive information allowing the user to substitute the product (removal & substitution). Any product found to be defective within the limits of the warranty, will be replaced free of charge. Costs of labour or other extra subsequent costs relative to the removal, restitution or new installation of the product are not covered by the product warranty. LIMITAZIONE DI RESPONSABILITÀ E GARANZIA Il produttore non fa qui dichiarazioni o fornisce garanzie espresse od implicite, conformi alla legge od altro. Tutte le garanzie implicite, incluse quelle di adeguatezza ad uno scopo specifico sono qui negate. Il prodotto è realizzato nel rispetto delle normative di conformità cogenti previste dalla legislazione europea in materia di sicurezza e tutela della salute. Ove espressamente indicato, il prodotto è conforme agli standard di sicurezza e prestazione definiti da enti internazionalmente riconosciuti e sottoposto alle loro verifiche periodiche. Qualsiasi danno o perdita tanto accidentale che consequenziale a qualsiasi mancanza di prestazione o ritardo nella prestazione dovute ad uso errato o ad errata installazione del prodotto come pure alla non osservanza delle specifiche tecniche, non è coperta dalla garanzia fornita dal fabbricante. Spetta unicamente all acquirente determinare se il prodotto è adatto all uso. I dati indicati nel catalogo sono puramente indicativi. Il prodotto è soggetto a usura. I collegamenti elettrici devono essere eseguiti nel rispetto delle rispettive leggi nazionali, statali e locali sulla sicurezza. Se l apparecchiatura in cui il prodotto è integrato deve garantire una continuità di funzionamento senza variazioni od interruzione delle prestazioni, il prodotto deve essere utilizzato unicamente in presenza di un dispositivo che segnali immediatamente ogni anomalia di funzionamento o arresto consentendo un immediato intervento o l entrata in funzione di un prodotto ausiliario. Se installato e/o integrato in altre apparecchiature, il manuale di utilizzo e manutenzione dell apparecchiatura dovrà fornire ogni indicazione anche sul corretto uso del ns. prodotto e sulle sue caratteristiche di funzionamento e dovrà prescrivere la sua sostituzione preventiva, ovvero prima che il ns. prodotto abbia raggiunto il numero massimo di ore di funzionamento riportato nei data sheets, tenuto cioè conto di tutte le specifiche condizioni di esercizio e delle specifiche tecniche fornite e dovrà fornire esaurienti informazioni per consentire all utilizzatore la sostituzione del prodotto (rimozione + sostituzione). Ogni prodotto trovato difettoso, entro i limiti della garanzia, sarà sostituito gratuitamente. Il costo della manodopera o di ogni altra spesa conseguente relativa alla rimozione, alla restituzione o alla nuova installazione del prodotto non è coperta dalla garanzia del produttore. All, data and drawings are subject to change without notice and are approximate. Le specifiche, i dati e i disegni riportati nel presente catalogo sono indicativi e possono subire variazioni senza preavviso. NOTA - Per i dati presenti nei disegni e nelle tabelle la notazione numerica è inglese: il separatore decimale è il punto e il simbolo di separazione delle migliaia è la virgola. 3

13 Colors of engineering. Fandis is an international point of reference for consultation and technological engineering, activities applied to the two Business Units: Screen Solutions, solutions and products for domestic and commercial screen systems; Thermal Solutions, solutions and products for temperature management and control in industrial, professional and domestic applications. Forever oriented to service excellence, Fandis quality is certified for the entire process of production and research into the design of advanced solutions. Fandis today, thanks to experience accumulated over more than years of activity, provides a valued technological partnership for all its clients. Fandis è un punto di riferimento internazionale per la consulenza e l ingegnerizzazione tecnologica, attività applicate alle due business unit: Screen Solutions, soluzioni e prodotti per sistemi di schermatura industriali e civili; Thermal Solutions, soluzioni e prodotti per la gestione e controllo della temperatura in applicazioni industriali, professionali e domestiche. Da sempre orientata all eccellenza del servizio, la qualità di Fandis è certificata per l intero processo produttivo e di ricerca nella progettazione di soluzioni d avanguardia. Oggi Fandis, grazie all esperienza accumulata in oltre anni di attività, rappresenta un valido partner tecnologico per tutti i propri clienti. MCT_H1/_ie_pomcal_313_LTP Fandis S.p.A. Via per Castelletto /9, Borgo Ticino (NO) - Italy Tel Fax info@fandis.it -