Bruksområder for termoelektriske kjølemoduler
Kjernen i termoelektrisk kjøleapplikasjonsprodukt er den termoelektriske kjølemodulen. I henhold til egenskapene, svakhetene og bruksområdet til den termoelektriske stabelen, bør følgende problemer bestemmes når man velger stabel:
1. Bestem driftstilstanden til de termoelektriske kjøleelementene. I henhold til retningen og størrelsen på arbeidsstrømmen kan du bestemme reaktorens kjøle-, oppvarmings- og konstanttemperaturytelse. Selv om kjølemetoden er den mest brukte, bør du ikke ignorere oppvarmings- og konstanttemperaturytelsen.
2. Bestem den faktiske temperaturen på den varme enden under avkjøling. Fordi reaktoren er en temperaturforskjellsinnretning, må reaktoren installeres på en god radiator for å oppnå best mulig kjøleeffekt. I henhold til gode eller dårlige varmespredningsforhold, må den faktiske temperaturen på reaktorens termiske ende under avkjøling bestemmes. Det bør bemerkes at på grunn av påvirkning av temperaturgradienten er den faktiske temperaturen på reaktorens termiske ende alltid høyere enn radiatorens overflatetemperatur, vanligvis mindre enn noen få tideler av en grad, mer enn noen få grader, ti grader. På samme måte, i tillegg til varmespredningsgradienten ved den varme enden, er det også en temperaturgradient mellom det avkjølte rommet og den kalde enden av reaktoren.
3. Bestem reaktorens arbeidsmiljø og atmosfære. Dette inkluderer om TEC-modulene, termoelektriske kjølemoduler, skal fungere i vakuum eller i vanlig atmosfære, tørt nitrogen, stasjonær eller bevegelig luft og omgivelsestemperaturen, hvorfra det tas hensyn til termiske isolasjonstiltak (adiabatiske) og effekten av varmelekkasje bestemmes.
4. Bestem arbeidsobjektet til de termoelektriske elementene og størrelsen på den termiske belastningen. I tillegg til påvirkningen fra temperaturen i den varme enden, bestemmes minimumstemperaturen eller den maksimale temperaturforskjellen som TEC N,P-elementene kan oppnå under de to betingelsene tomgang og adiabatisk. Faktisk kan ikke Peltier N,P-elementene være virkelig adiabatiske, men må også ha en termisk belastning, ellers er det meningsløst.
5. Bestem nivået på den termoelektriske modulen, TEC-modulen (peltier-elementer). Valget av reaktorserie må oppfylle kravene til den faktiske temperaturforskjellen, det vil si at den nominelle temperaturforskjellen til reaktoren må være høyere enn den faktiske nødvendige temperaturforskjellen, ellers kan den ikke oppfylle kravene, men serien kan ikke være for stor, fordi prisen på reaktoren forbedres betraktelig med økningen i serien.
6. Spesifikasjoner for de termoelektriske N,P-elementene. Etter at serien med Peltier-komponentens N,P-elementer er valgt, kan spesifikasjonene for Peltier-N,P-elementene velges, spesielt arbeidsstrømmen til Peltier-kjølerens N,P-elementer. Fordi det finnes flere typer reaktorer som kan tåle temperaturforskjeller og kjøleproduksjon samtidig, men på grunn av forskjellige driftsforhold, velges vanligvis reaktoren med den minste arbeidsstrømmen. Da strømkostnadene er små på dette tidspunktet, men reaktorens totale effekt er den avgjørende faktoren, må samme inngangseffekt øke spenningen (0,1 V per komponentpar) for å redusere arbeidsstrømmen. Derfor må logaritmen til komponentene øke.
7. Bestem antall N,P-elementer. Dette er basert på reaktorens totale kjøleeffekt for å oppfylle temperaturforskjellskravene. Det må sikres at summen av reaktorens kjølekapasitet ved driftstemperatur er større enn den totale effekten av den termiske belastningen på arbeidsobjektet, ellers kan den ikke oppfylle kravene. Den termiske tregheten til stabelen er svært liten, ikke mer enn ett minutt uten belastning, men på grunn av lastens treghet (hovedsakelig på grunn av lastens varmekapasitet) er den faktiske arbeidshastigheten for å nå den innstilte temperaturen mye større enn ett minutt, og så lenge som flere timer. Hvis kravene til arbeidshastighet er større, vil antallet stabler være større, og den totale effekten av den termiske belastningen er sammensatt av den totale varmekapasiteten pluss varmelekkasjen (jo lavere temperatur, desto større varmelekkasjen).
De sju aspektene ovenfor er de generelle prinsippene som skal vurderes når man velger N- og Peltier-elementer for termoelektriske moduler, der den opprinnelige brukeren først bør velge termoelektriske kjølemoduler, Peltier-kjøler og TEC-modul i henhold til kravene.
(1) Bekreft bruken av omgivelsestemperatur Th ℃
(2) Den lave temperaturen Tc ℃ som det avkjølte rommet eller objektet oppnår
(3) Kjent termisk belastning Q (termisk effekt Qp, varmelekkasje Qt) W
Gitt Th, Tc og Q, kan de nødvendige N,P-elementene i den termoelektriske kjøleren og antallet TEC N,P-elementer estimeres i henhold til karakteristikkkurven til de termoelektriske kjølemodulene, Peltier-kjøleren og TEC-modulene.
Publisert: 13. november 2023
