El enfriamiento termoeléctrico utiliza energía eléctrica para crear una diferencia de temperatura entre dos tipos de material. El efecto termoeléctrico es una base para el enfriamiento termoeléctrico y se utiliza en enfriadores termoeléctricos, bombas de calor, calentadores y generadores termoeléctricos. Cuando una corriente atraviesa un dispositivo termoeléctrico, el calor se mueve de un lado al otro. El efecto puede ser de dos formas. Puede convertir las diferencias de temperatura en voltaje eléctrico o utilizar electricidad para hacer diferencias de temperatura, lo que se conoce como efecto Peltier.
Una bomba de calor Peltier, también llamada bomba de calor termoeléctrica, transfiere calor de un lado de la unidad al otro. Extraerá energía térmica de un lado, que lo enfría, y pondrá este calor en el otro lado, que lo calienta. Se debe usar un disipador de calor o el dispositivo se calentará demasiado y se freirá. Estos dispositivos pueden enfriar cerveza, calentar café, hacer funcionar un refrigerador pequeño o calentar un horno.
Los enfriadores termoeléctricos (TEC), o sistemas de enfriamiento termoeléctricos, tienen una matriz de pellets semiconductores entre dos electrodos grandes. Cuando se conecta una fuente de voltaje de CC entre ellos, el lado con carga negativa se enfriará y el lado con carga positiva se calentará. El electrodo negativo tendrá contacto con lo que se esté enfriando, como un dispositivo o componente. El electrodo positivo está conectado a un disipador de calor que disipará la energía.
Se puede encontrar un sistema de enfriamiento termoeléctrico en varios dispositivos. Estos dispositivos se encuentran en las computadoras para enfriar microprocesadores y amplificadores de potencia. Se utilizan en naves espaciales para ayudar a moderar las fluctuaciones extremas de temperatura entre el lado oscuro y el lado iluminado por el sol. También se pueden encontrar en neveras portátiles que se utilizan en campamentos, varios tipos de equipos electrónicos como cámaras digitales y deshumidificadores.
Un generador termoeléctrico, por otro lado, es lo opuesto a un enfriador termoeléctrico pero aún usa el efecto termoeléctrico. En el generador, las diferencias de temperatura entre los dos lados de la unidad se utilizan para generar energía eléctrica. Ambos dispositivos son similares en estructura y materiales utilizados.
Aunque el enfriamiento termoeléctrico es menos eficiente que la refrigeración, tiene algunas ventajas distintas. Si se requiere refrigeración a pequeña escala, la refrigeración termoeléctrica puede ser más económica y práctica que la refrigeración. No tiene partes mecánicas móviles, es portátil, duradero, dura mucho tiempo y no necesita mucho mantenimiento.