Диапазон производительности систем охлаждения и термостатирования, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и научно-исследовательских работах, охватывает мощности от единиц и десятых долей Вт до десятков МВт. Если в секторе больших производительностей безусловно доминируют парокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные установки, то для малых тепловых мощностей неоспоримым преимуществом обладают термоэлектрические преобразователи, реализующие эффект Пельтье.
Вторым существенным фактором, кроме производительности, является развиваемый тем или иным устройством перепад температур и соответствующие ограничения на температуры и давления рабочего тела. Например, для парокомпрессионных холодильных машин эти ограничения связаны с допустимой степенью сжатия в компрессоре и температурами кипения и конденсации в аппаратах. При этом развиваемого перепада температур в одном каскаде парокомпрессионного цикла бывает недостаточно для практических приложений, что вынуждает переходить к более сложным и дорогостоящим многокаскадным парокомпрессионным системам с соответствующим снижением их надежности.
Современные требования к качеству выпускаемой продукции и к организации производства в соответствии с международными стандартами определяют все возрастающую необходимость в развитии лабораторной испытательной базы на предприятиях и в сертификационных центрах. Одними из определяющих для химической, металлургической, медико-биологической отраслей являются климатические испытания образцов продукции на воздействие пониженных температур уровня –60 … –80 °С. При этом с учетом малоразмерности образцов и отсутствия чаще всего внутренних источников тепловыделений требуемая холодопроизводительность испытательного оборудования ограничена десятками Вт при объемах рабочих камер не более нескольких десятков литров. Использование двухкаскадных парокомпрессионных установок для решения этих задач экономически и экологически нецелесообразно, в то время как холодопроизводительности термоэлектрических систем на данных температурных уровнях совершенно недостаточно.