펠티에 냉각소자(반도체) 사용해보기

https://mathsci.kaist.ac.kr/newsletter/article/%ED%91%B8%EB%A6%AC%EC%97%90-%EC%84%B8%EC%83%81%EC%9D%84-%EB%B3%B4%EB%8A%94-%EC%83%88%EB%A1%9C%EC%9A%B4-%EB%88%88/

푸리에 – 세상을 보는 새로운 눈

아주 오래전 프랑스에 사셨던 분입니다. 우리를 수학으로 고통스럽게도 하고 또 지구 온난화를 처음 밝힌 천재적인 과학자이기도 합니다.
왜 이 분을 소개하는지는 여러분이 풀어 보세요. 프랑스 혁명기에 이게 가능하다니 하는 생각을 하시게 될겁니다.

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오늘은 펠티에 사용한 소감과 이를 이용한 여러 아이디어 등을 소개해 드릴려고 합니다.  
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토스 공동구매

무선 충전의 경우 열이 발생하면 충전 성능이 저하될 뿐 아니라 배터리 폭발 위험과 비싼 전화기 고장의 원인도 되는데 벌써 펠티에를 이용한 제품이 나왔더라구요.

저는 현재 그래픽카드의 gpu와 GDDR메모리의 발열 문제를 해결해보고자 연구 중인데 처음에는 수냉식으로 구성을 했다가 너무 불편하고 전기와 물의 부조화로 비싼 그래픽카드 하나를 해먹고 다른 방법을 찾다가 이 제품을 보게 되었습니다.

잠시 돌아가자면 혹시나 해서 글 올려 봅니다.
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일단 이런 제품 속지 마세요. 효과 없습니다. 그보다 고장날 수도 있습니다.
에너지 보존의 법칙을 피할 수는 없죠. 더구나 현재 글카들은 전부 제로백 팬을 사용하고 있어서 더더욱 효과가 미미합니다.
그래도 만약 사용하시겠다면 소프트 써멀 패스트 제품이 필수적으로 필요하며 라디에터에 붙어 있는 철판들은 제거 하여 최대한 높이를 맞추는 것을 추천 드립니다.  
저 제품의 문제는 GPU와 GDDR메모리의 높이가 달라서 저 제품들을 장착하게 되면 미세하게 높이가 안 맞아서 GPU가 공중에 떠는 문제가 발생합니다. 즉 구리 방열판의 높이가 추가되면서 GPU나 다른 반도체나 콘덴서가 라디에터에 부착되지 않는 문제가 발생하는지 꼭 살펴야 합니다.
저들이 주장하는 반대의 효과로 오히려 GPU온도가 급속도로 증가하면 그래픽카드가 다운되어 한동안 먹통이 되는 수가 있습니다. 그래도 고장난건 아니니 구리 방열판을 제거하고 순정 써멀패드로 다시 장착하면 정상동작 할겁니다.

본론으로 돌아와서 펠티에를 소개해 드릴게요. 저는 아직 적용한 제품은 없습니다. 단 여러 가지 테스트를 진행했는데 그 결과를 공유하고 더 나은 아이디어가 있으시면 댓글로 제보 주세요.

펠티에 내부구조 입니다.
네모난 작은 소자안에 다이오드처럼 P와 N이 맞붙어 있습니다.
펠티에 초기 제품들은 세라믹으로 제작되었지만 성능이 그렇게 좋지는 못했습니다. 위 제품은 구리제품으로 냉각하려는 물체에 바로 멜딩(구리땜입니다. 납땜은 안됩니다.)을 할 수 있게 금속 재질로 나왔습니다.
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펠티에는 두가지 성질이 다른 금속이 에너지를 내면 한쪽은 차가워지고 한쪽은 뜨거워지는 성질을 전기적 회로로 만든 것입니다. 그래서 반듯이 한쪽에는 쿨러가 있어야 합니다. 쿨러와 펠티에를 같이 사용하면 빠른 속도로 온도가 내려 갑니다. 위의 그림은 6파이프 히트싱크 쿨러위에 아무 써멀없이 펠티에에 전원을 가한 모습입니다.

8.8°C까지 한번에 온도가 내려간 모습입니다.
알리의 광고 영상은 아마도 중국 동북 삼성(흑룡강,대련,연변,심양등 극 추운 곳입니다.)  어딘가에서 촬영을 했을겁니다. 얼음이 얼거나 하지는 않습니다. 손을 데보면 차가운 냉기가 느껴집니다.
모델번호인 TEM1-12708은 12V 7A 80°c 의 약어인것 같습니다. 즉 작지만 전기는 엄청나게 먹습니다.
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위와 같은 DC 전원 인가 장치를 사용하면 정확한 전력 측정이 가능합니다.
아시겠지만 12V보다 적은 전압에서도 동작하지만 위의 DC 전원 장치는 다른 장비와는 다르게 전류량(A 암페어)를 볼 수 있습니다. 9V 정도부터 전압을 서서히 높이면서 자신이 사용하려는 목적에 맞게 전력량을 조정해야 합니다. (그 후에 회로 구성하는 것을 추천합니다.)

물론 12V보다 적은 전압의 제품도 존재합니다.
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참, 중요한 사항을 빠트릴 뻔 했네요.
펠티에는 빨간선이 (+) 검정색이 (-)이고 모델번호 있는 곳이 냉각 그 반대쪽이 발열쪽 입니다.
반대로 하면 소자는 사망합니다. 양쪽에 다 쿨러를 달아 미니 냉장고를 만들거나 심해어 어항을 만드신 분들의 블로그도 어렵게 찾을 수 있을 겁니다. 그럼 오늘은 이만.