Введение в модуль термоэлектрического охлаждения
Термоэлектрическая технология — это метод активного терморегулирования, основанный на эффекте Пельтье.Это явление было обнаружено Дж. К. Пельтье в 1834 году. Это явление включает нагрев или охлаждение соединения двух термоэлектрических материалов (висмута и теллурида) путем пропускания тока через соединение.Во время работы через модуль ТЕС протекает постоянный ток, вызывая передачу тепла с одной стороны на другую.Создание холодной и горячей стороны.Если направление тока меняется на противоположное, холодная и горячая стороны меняются.Его мощность охлаждения также можно регулировать, изменяя рабочий ток.Типичный одноступенчатый охладитель (рис. 1) состоит из двух керамических пластин, между которыми находится полупроводниковый материал p- и n-типа (теллурид висмута).Элементы из полупроводникового материала электрически соединены последовательно, а термически параллельно.
Модуль термоэлектрического охлаждения, устройство Пельтье, модули TEC можно рассматривать как тип твердотельного насоса тепловой энергии, и благодаря своему фактическому весу, размеру и скорости реакции он очень подходит для использования в качестве части встроенного охлаждения. системы (из-за ограниченности места).Благодаря таким преимуществам, как бесшумная работа, устойчивость к разрушению, ударопрочность, более длительный срок службы и простота обслуживания, современный термоэлектрический охлаждающий модуль, устройство Пельтье, модули TEC имеют широкое применение в области военной техники, авиации, аэрокосмической отрасли, медицинского лечения, борьбы с эпидемиями. профилактика, экспериментальное оборудование, потребительские товары (кулер для воды, автомобильный холодильник, гостиничный холодильник, холодильник для вина, персональный мини-холодильник, охлаждающий и теплый коврик для сна и т. д.).
Сегодня из-за небольшого веса, небольшого размера или мощности и низкой стоимости термоэлектрическое охлаждение широко используется в медицинском, фармацевтическом оборудовании, авиации, аэрокосмической, военной, спектроскопических системах и коммерческих продуктах (таких как диспенсеры для горячей и холодной воды, портативные холодильники, автокулер и так далее)
Параметры | |
I | Рабочий ток модуля TEC (в Амперах) |
IМакс | Рабочий ток, создающий максимальную разницу температур △TМакс(в амперах) |
Qc | Количество тепла, которое может быть поглощено на холодной стороне ТЭО (в Ваттах) |
QМакс | Максимальное количество тепла, которое может быть поглощено на холодной стороне.Это происходит при I = IМакси когда Дельта Т = 0. (в Ваттах) |
Tгорячий | Температура горячей стороны при работе модуля ТЕС (в °C) |
Tхолодный | Температура холодной стороны при работе модуля ТЕС (в °C) |
△T | Разница температур между горячей стороной (Th) и холодная сторона (Tc).Дельта Т = Тh-Tc(в °С) |
△TМакс | Максимальная разница температур, которую может достичь модуль TEC между горячей стороной (Th) и холодная сторона (Tc).Это происходит (Максимальная холодопроизводительность) при I = I.Макси вопросc= 0. (в °С) |
UМакс | Подача напряжения при I = IМакс(в Вольтах) |
ε | Эффективность охлаждения модуля TEC (%) |
α | Коэффициент Зеебека термоэлектрического материала (В/°C) |
σ | Электрический коэффициент термоэлектрического материала (1/см·Ом) |
κ | Теплопроводность термоэлектрического материала (Вт/см·°C) |
N | Количество термоэлектрических элементов |
IεМакс | Ток подается, когда температура горячей и старой сторон модуля TEC равна заданному значению и требуется получение максимальной эффективности (в амперах). |
Введение прикладных формул в модуль TEC
Qc= 2N[α(Тc+273)-ЛИ²/2σS-κs/Lx(Tчас- Тс) ]
△T= [ Iα(Tc+273)-ЛИ/²2σS] / (κS/L + I α]
U = 2 N [ IL /σS +α(Tчас- Тс)]
ε = Qc/UI
Qчас= Кс + МЕ
△ТМакс= Тчас+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
IМакс =κS/Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
IεМакс =ασS (Тчас- Тс) / L (√1+0,5σα²(546+ Tчас- Тв)/к-1)