Aplikace termoelektrických chladicích modulů
Jádrem termoelektrického chladicího produktu je termoelektrický chladicí modul. V závislosti na charakteristikách, slabinách a rozsahu použití termoelektrického zásobníku je třeba při jeho výběru zvážit následující problémy:
1. Určete provozní stav termoelektrických chladicích prvků. Podle směru a velikosti provozního proudu můžete určit chladicí, ohřívací a teplotní výkon reaktoru, ačkoli nejčastěji používanou metodou je chlazení, neměli byste ignorovat ani jeho ohřev a teplotní výkon.
2. Určení skutečné teploty horkého konce při chlazení. Protože reaktor je zařízení s teplotním rozdílem, pro dosažení nejlepšího chladicího účinku musí být reaktor instalován na dobrém chladiči. V závislosti na dobrých nebo špatných podmínkách odvodu tepla určete skutečnou teplotu tepelného konce reaktoru při chlazení. Je třeba poznamenat, že v důsledku vlivu teplotního gradientu je skutečná teplota tepelného konce reaktoru vždy vyšší než povrchová teplota chladiče, obvykle o méně než několik desetin stupně, více než několik stupňů, deset stupňů. Podobně, kromě gradientu odvodu tepla na horkém konci existuje také teplotní gradient mezi chlazeným prostorem a studeným koncem reaktoru.
3. Určete pracovní prostředí a atmosféru reaktoru. To zahrnuje, zda moduly TEC, termoelektrické chladicí moduly mají pracovat ve vakuu nebo v běžné atmosféře, suchém dusíku, stacionárním nebo pohybujícím se vzduchu a okolní teplotu, ze které se berou v úvahu tepelná izolační (adiabatická) opatření a určuje se vliv úniku tepla.
4. Určete pracovní objekt termoelektrických prvků a velikost tepelného zatížení. Kromě vlivu teploty horkého konce se určuje minimální teplota nebo maximální teplotní rozdíl, kterého mohou prvky TEC N,P dosáhnout za dvou podmínek: bez zatížení a adiabatické. Peltierovy prvky N,P ve skutečnosti nemohou být skutečně adiabatické, ale musí mít také tepelné zatížení, jinak nemají smysl.
5. Určete úroveň termoelektrického modulu, TEC modulu (Peltierovy články). Výběr řady reaktoru musí splňovat požadavky na skutečný teplotní rozdíl, tj. jmenovitý teplotní rozdíl reaktoru musí být vyšší než skutečně požadovaný teplotní rozdíl, jinak nemůže splňovat požadavky, ale řada nesmí být příliš velká, protože cena reaktoru se s rostoucí řadou výrazně zvyšuje.
6. Specifikace termoelektrických N,P článků. Po výběru řady N,P článků Peltierova zařízení lze zvolit specifikace N,P článků Peltierova článku, zejména pracovní proud N,P článků Peltierova chladiče. Vzhledem k tomu, že existuje několik druhů reaktorů, které mohou splňovat požadavky na teplotní rozdíl a zároveň produkovat chlad, ale vzhledem k různým pracovním podmínkám se obvykle volí reaktor s nejmenším pracovním proudem. Vzhledem k tomu, že náklady na podporu energie jsou v tomto případě malé, ale celkový výkon reaktoru je určujícím faktorem. Pro snížení pracovního proudu je nutné při stejném vstupním výkonu zvýšit napětí (0,1 V na pár součástek), takže se musí zvýšit logaritmus součástek.
7. Určete počet prvků N,P. To vychází z celkového chladicího výkonu reaktoru, aby byly splněny požadavky na teplotní rozdíl. Musí se zajistit, aby součet chladicího výkonu reaktoru při provozní teplotě byl větší než celkový výkon tepelného zatížení pracovního objektu, jinak by nebylo možné splnit požadavky. Tepelná setrvačnost zásobníku je velmi malá, ne déle než jedna minuta bez zatížení, ale kvůli setrvačnosti zatížení (hlavně kvůli tepelné kapacitě zatížení) je skutečná pracovní rychlost pro dosažení nastavené teploty mnohem větší než jedna minuta a může trvat i několik hodin. Pokud jsou požadavky na pracovní rychlost vyšší, počet zásobníků bude vyšší a celkový výkon tepelného zatížení se skládá z celkové tepelné kapacity a tepelného úniku (čím nižší teplota, tím větší tepelný únik).
Výše uvedených sedm aspektů představuje obecné zásady, které je třeba zvážit při výběru termoelektrického modulu s Peltierovými články N a P, podle nichž by si původní uživatel měl nejprve vybrat termoelektrické chladicí moduly, Peltierův chladič nebo TEC modul podle svých požadavků.
(1) Potvrďte použití okolní teploty Th ℃
(2) Nízká teplota Tc ℃ dosažená ochlazovaným prostorem nebo předmětem
(3) Známé tepelné zatížení Q (tepelný výkon Qp, tepelný únik Qt) W
Na základě daných hodnot Th, Tc a Q lze odhadnout potřebný počet termoelektrických chladičů N,P a počet TEC N,P prvků podle charakteristické křivky termoelektrických chladicích modulů, Peltierova chladiče a TEC modulů.
Čas zveřejnění: 13. listopadu 2023
