Termoelektriliste jahutusmoodulite rakendused

Termoelektriliste jahutusmoodulite rakendused

Termoelektrilise jahutusrakenduse toote tuumaks on termoelektriline jahutusmoodul. Termoelektrilise virna omaduste, nõrkuste ja rakendusala põhjal tuleks virna valimisel kindlaks määrata järgmised probleemid:

1. Määrake termoelektriliste jahutuselementide tööolek. Töövoolu suuna ja suuruse järgi saate määrata reaktori jahutus-, kütte- ja konstantse temperatuuri toimivuse, kuigi kõige sagedamini kasutatakse jahutusmeetodit, ei tohiks eirata selle kütte- ja konstantse temperatuuri toimivust.

2. Määrake kuuma otsa tegelik temperatuur jahutamisel. Kuna reaktor on temperatuuride vahe seade, tuleb parima jahutusefekti saavutamiseks paigaldada reaktor heale radiaatorile vastavalt headele või halbadele soojuse hajumise tingimustele. Määrake reaktori termilise otsa tegelik temperatuur jahutamisel. Tuleb märkida, et temperatuurigradiendi mõju tõttu on reaktori termilise otsa tegelik temperatuur alati kõrgem kui radiaatori pinnatemperatuur, tavaliselt alla mõne kümnendiku kraadi, üle mõne kraadi, kümme kraadi. Samamoodi on lisaks kuuma otsa soojuse hajumise gradiendile ka temperatuurigradient jahutatud ruumi ja reaktori külma otsa vahel.

3. Määrake reaktori töökeskkond ja atmosfäär. See hõlmab seda, kas kasutatakse TEC-mooduleid, vaakumis või tavalises atmosfääris töötavaid termoelektrilisi jahutusmooduleid, kuiva lämmastikku, statsionaarset või liikuvat õhku ning ümbritseva õhu temperatuuri, mille põhjal võetakse arvesse soojusisolatsiooni (adiabaatilisi) meetmeid ja määratakse soojuslekke mõju.

4. Määrake termoelektriliste elementide tööobjekt ja termilise koormuse suurus. Lisaks kuuma otsa temperatuuri mõjule määratakse TEC N,P elementide minimaalne või maksimaalne temperatuuride erinevus kahes olukorras – koormuseta olekus ja adiabaatilises olekus. Tegelikult ei saa Peltier' N,P elemendid olla tõeliselt adiabaatilised, vaid neil peab olema ka termiline koormus, vastasel juhul on see mõttetu.

5. Määrake termoelektrilise mooduli, TEC-mooduli (Peltieri elementide) tase. Reaktoriseeria valik peab vastama tegeliku temperatuuride erinevuse nõuetele, st reaktori nominaalne temperatuuride erinevus peab olema suurem kui tegelik nõutav temperatuuride erinevus, vastasel juhul ei saa see nõuetele vastata, kuid seeria ei saa olla liiga suur, sest reaktori hind paraneb seeria suurenemisega oluliselt.

6. Termoelektriliste N,P-elementide spetsifikatsioonid. Pärast Peltier-seadme N,P-elemendi seeria valimist saab valida Peltier-N,P-elementide spetsifikatsioonid, eriti Peltier-jahuti N,P-elementide töövoolu. Kuna on mitut tüüpi reaktoreid, mis suudavad samaaegselt rahuldada temperatuuride erinevuse ja külma tootmise vajadusi, kuid erinevate töötingimuste tõttu valitakse tavaliselt väikseima töövooluga reaktor. Kuna tugivõimsuse kulu on sel ajal väike, kuid reaktori koguvõimsus on määravaks teguriks. Töövoolu vähendamiseks tuleb sama sisendvõimsusega pinget suurendada (0,1 V komponentide paari kohta), seega peab komponentide logaritm suurenema.

7. Määrake N,P elementide arv. See põhineb reaktori kogujahutusvõimsusel, et täita temperatuuride vahe nõudeid. See peab tagama, et reaktori jahutusvõimsuse summa töötemperatuuril on suurem kui töötava objekti soojuskoormuse koguvõimsus, vastasel juhul ei saa see nõudeid täita. Virna soojusinerts on väga väike, mitte rohkem kui üks minut koormuseta olekus, kuid koormuse inertsi tõttu (peamiselt koormuse soojusmahtuvuse tõttu) on tegelik töökiirus seatud temperatuuri saavutamiseks palju suurem kui üks minut ja isegi mitu tundi. Kui töökiiruse nõuded on suuremad, on ka virnade arv suurem ja soojuskoormuse koguvõimsus koosneb kogusoojusmahtuvusest pluss soojuslekkest (mida madalam on temperatuur, seda suurem on soojusleke).

Ülaltoodud seitse aspekti on üldised põhimõtted, mida tuleb arvestada termoelektriliste moodulite N, P Peltier elementide valimisel, mille kohaselt peaks algne kasutaja kõigepealt valima vastavalt nõuetele termoelektrilise jahutusmooduli, Peltier jahuti või TEC mooduli.

(1) Kinnitage ümbritseva õhu temperatuuri Th ℃ kasutamist

(2) Jahutatud ruumi või objekti poolt saavutatav madal temperatuur Tc ℃

(3) Teadaolev soojuskoormus Q (soojusvõimsus Qp, soojusleke Qt) W

Arvestades Th, Tc ja Q väärtusi, saab vajalike termoelektrilise jahuti N,P elementide arvu ja TEC N,P elementide arvu hinnata termoelektrilise jahutusmooduli, Peltier' jahuti ja TEC mooduli karakteristiku kõvera järgi.