Aplikácie termoelektrických chladiacich modulov
Jadrom termoelektrického chladiaceho produktu je termoelektrický chladiaci modul. V závislosti od charakteristík, slabých stránok a rozsahu použitia termoelektrického zásobníka by sa pri jeho výbere mali zvážiť nasledujúce problémy:
1. Určenie pracovného stavu termoelektrických chladiacich prvkov. Podľa smeru a veľkosti pracovného prúdu môžete určiť chladiaci, vykurovací a teplotný výkon reaktora, hoci najčastejšie používanou metódou je chladenie, nemali by ste ignorovať ani jeho vykurovací a teplotný výkon.
2. Určenie skutočnej teploty horúceho konca počas chladenia. Pretože reaktor je zariadenie s teplotným rozdielom, na dosiahnutie najlepšieho chladiaceho účinku musí byť reaktor nainštalovaný na dobrom chladiči. V závislosti od dobrých alebo zlých podmienok odvodu tepla určte skutočnú teplotu tepelného konca reaktora počas chladenia. Treba poznamenať, že v dôsledku vplyvu teplotného gradientu je skutočná teplota tepelného konca reaktora vždy vyššia ako povrchová teplota chladiča, zvyčajne o menej ako niekoľko desatín stupňa, viac ako niekoľko stupňov, desať stupňov. Podobne, okrem gradientu odvodu tepla na horúcom konci existuje aj teplotný gradient medzi chladeným priestorom a studeným koncom reaktora.
3. Určenie pracovného prostredia a atmosféry reaktora. Patria sem aj to, či moduly TEC a termoelektrické chladiace moduly pracujú vo vákuu alebo v bežnej atmosfére, so suchým dusíkom, stacionárnym alebo pohybujúcim sa vzduchom a teplota okolia, z ktorých sa zohľadňujú opatrenia tepelnej izolácie (adiabatické opatrenia) a určuje sa vplyv úniku tepla.
4. Určte pracovný objekt termoelektrických prvkov a veľkosť tepelného zaťaženia. Okrem vplyvu teploty horúceho konca sa určuje minimálna teplota alebo maximálny teplotný rozdiel, ktorý môžu prvky TEC N,P dosiahnuť za podmienok bez zaťaženia a adiabatického stavu. V skutočnosti Peltierove prvky N,P nemôžu byť skutočne adiabatické, ale musia mať aj tepelné zaťaženie, inak sú bezvýznamné.
5. Určte úroveň termoelektrického modulu, TEC modulu (Peltierove články). Výber série reaktora musí spĺňať požiadavky na skutočný teplotný rozdiel, t. j. nominálny teplotný rozdiel reaktora musí byť vyšší ako skutočne požadovaný teplotný rozdiel, inak nemôže splniť požiadavky, ale séria nesmie byť príliš veľká, pretože cena reaktora sa so zvyšujúcim sa radom výrazne zvyšuje.
6. Špecifikácie termoelektrických N,P prvkov. Po výbere série N,P prvkov Peltierovej súčiastky je možné zvoliť špecifikácie N,P prvkov Peltierovej súčiastky, najmä pracovný prúd N,P prvkov Peltierovej chladiacej súčiastky. Keďže existuje niekoľko druhov reaktorov, ktoré dokážu splniť teplotný rozdiel a zároveň produkovať chlad, ale kvôli rôznym pracovným podmienkam sa zvyčajne vyberá reaktor s najmenším pracovným prúdom, pretože náklady na podpornú energiu sú v tomto prípade malé, ale celkový výkon reaktora je určujúcim faktorom. Pri rovnakom vstupnom výkone na zníženie pracovného prúdu sa musí zvýšiť napätie (0,1 V na pár súčiastok), takže sa musí zvýšiť logaritmus súčiastok.
7. Určte počet prvkov N,P. Na základe celkového chladiaceho výkonu reaktora je potrebné splniť požiadavky na teplotný rozdiel. Musí sa zabezpečiť, aby súčet chladiaceho výkonu reaktora pri prevádzkovej teplote bol väčší ako celkový výkon tepelného zaťaženia pracovného objektu, inak nie je možné splniť požiadavky. Tepelná zotrvačnosť komína je veľmi malá, nie viac ako jedna minúta bez zaťaženia, ale kvôli zotrvačnosti zaťaženia (hlavne kvôli tepelnej kapacite zaťaženia) je skutočná pracovná rýchlosť na dosiahnutie nastavenej teploty oveľa väčšia ako jedna minúta a môže trvať až niekoľko hodín. Ak sú požiadavky na pracovnú rýchlosť vyššie, počet komínov bude väčší a celkový výkon tepelného zaťaženia sa skladá z celkovej tepelnej kapacity a tepelného úniku (čím nižšia teplota, tým väčší tepelný únik).
Vyššie uvedených sedem aspektov predstavuje všeobecné zásady, ktoré treba zvážiť pri výbere termoelektrického modulu s Peltierovými prvkami N a P, podľa ktorých by si pôvodný používateľ mal najprv vybrať termoelektrické chladiace moduly, Peltierove články alebo TEC modul podľa požiadaviek.
(1) Potvrďte použitie teploty okolia Th ℃
(2) Nízka teplota Tc ℃ dosiahnutá chladeným priestorom alebo predmetom
(3) Známe tepelné zaťaženie Q (tepelný výkon Qp, tepelný únik Qt) W
Pri daných hodnotách Th, Tc a Q je možné odhadnúť požadovaný počet prvkov termoelektrického chladiča N,P a počet prvkov TEC N,P podľa charakteristickej krivky termoelektrických chladiacich modulov, Peltierovho chladiča a modulov TEC.
Čas uverejnenia: 13. novembra 2023
