Применение термоэлектрических охлаждающих модулей
Основой термоэлектрического охлаждающего продукта является термоэлектрический охлаждающий модуль. В зависимости от характеристик, недостатков и области применения термоэлектрического стека, при его выборе необходимо определить следующие вопросы:
1. Определите рабочее состояние термоэлектрических охлаждающих элементов. По направлению и величине рабочего тока можно определить охлаждающую, нагревательную и температурно-постоянную производительность реактора. Хотя наиболее распространённым является метод охлаждения, не следует игнорировать его нагревательную и температурно-постоянную производительность.
2. Определите фактическую температуру горячего конца при охлаждении. Поскольку реактор представляет собой устройство с разницей температур, для достижения наилучшего эффекта охлаждения реактор должен быть установлен на хороший радиатор. В зависимости от условий теплоотвода, определите фактическую температуру теплового конца реактора при охлаждении. Следует отметить, что из-за влияния градиента температуры фактическая температура теплового конца реактора всегда выше температуры поверхности радиатора, обычно менее нескольких десятых градуса, более нескольких градусов, десяти градусов. Аналогично, помимо градиента теплоотвода на горячем конце, существует также градиент температуры между охлаждаемым пространством и холодным концом реактора.
3. Определить рабочую среду и атмосферу реактора. Это включает в себя работу термоэлектрических модулей охлаждения (ТЭМ) в вакууме или в обычной атмосфере, сухом азоте, неподвижном или движущемся воздухе, а также температуру окружающей среды, исходя из которой учитываются меры теплоизоляции (адиабатические) и определяется влияние тепловых потерь.
4. Определить рабочий объект термоэлектрических элементов и величину тепловой нагрузки. Помимо влияния температуры горячего конца, определяется минимальная температура или максимальная разность температур, которую могут достичь N,P-элементы ТЭП в двух условиях: без нагрузки и в адиабатическом режиме. Фактически, N,P-элементы Пельтье не могут быть истинно адиабатическими, но должны иметь тепловую нагрузку, иначе их применение бессмысленно.
5. Определите уровень термоэлектрического модуля (ТЭМ-модуля) (элементов Пельтье). Выбор серии реакторов должен соответствовать требованиям к фактической разнице температур, то есть номинальная разность температур реактора должна быть выше фактически необходимой разности температур, в противном случае требования не будут выполнены. Однако серия не должна быть слишком большой, поскольку с увеличением серии значительно возрастает стоимость реактора.
6. Характеристики термоэлектрических элементов N, P. После выбора серии элементов Пельтье N, P можно выбрать характеристики элементов Пельтье N, P, в частности, рабочий ток элементов Пельтье N, P. Поскольку существует несколько типов реакторов, которые могут одновременно обеспечивать перепад температур и холодопроизводительность, но из-за различных условий эксплуатации, обычно выбирается реактор с наименьшим рабочим током, поскольку затраты на поддержку мощности в этом случае невелики, но общая мощность реактора является определяющим фактором. При той же входной мощности для снижения рабочего тока необходимо увеличить напряжение (0,1 В на пару компонентов), поэтому логарифм компонентов должен быть увеличен.
7. Определите количество элементов N, P. Это основано на общей охлаждающей способности реактора для удовлетворения требований разности температур, необходимо гарантировать, что сумма охлаждающей способности реактора при рабочей температуре больше, чем общая мощность тепловой нагрузки рабочего объекта, в противном случае он не может удовлетворить требованиям. Тепловая инерция штабеля очень мала, не более одной минуты на холостом ходу, но из-за инерции нагрузки (в основном из-за теплоемкости нагрузки), фактическая рабочая скорость для достижения заданной температуры намного больше одной минуты, и до нескольких часов. Если требования к рабочей скорости больше, количество штабелей будет больше, общая мощность тепловой нагрузки состоит из общей теплоемкости плюс утечки тепла (чем ниже температура, тем больше утечка тепла).
Вышеуказанные семь аспектов представляют собой общие принципы, которые следует учитывать при выборе термоэлектрического модуля N,P элементов Пельтье, в соответствии с которыми первоначальный пользователь должен сначала выбрать термоэлектрические охлаждающие модули, охладитель Пельтье, модуль ТЭО в соответствии с требованиями.
(1) Подтвердите использование температуры окружающей среды Th ℃
(2) Низкая температура Tc ℃, достигаемая охлаждаемым пространством или объектом
(3) Известная тепловая нагрузка Q (тепловая мощность Qp, утечка тепла Qt) Вт
Учитывая Th, Tc и Q, требуемые элементы термоэлектрического охладителя N,P и количество элементов ТЭО N,P можно оценить по характеристической кривой термоэлектрических охлаждающих модулей, охладителя Пельтье, модулей ТЭО.
Время публикации: 13 ноября 2023 г.
