Applikationer för termoelektriska kylmoduler
Kärnan i den termoelektriska kylapplikationsprodukten är den termoelektriska kylmodulen. Beroende på egenskaperna, svagheterna och tillämpningsområdet för den termoelektriska stapeln bör följande problem fastställas vid val av stapel:
1. Bestäm de termoelektriska kylelementens arbetstillstånd. Beroende på arbetsströmmens riktning och storlek kan reaktorns kylnings-, uppvärmnings- och konstanttemperaturprestanda bestämmas. Även om kylningsmetoden är den vanligaste metoden, bör man inte bortse från dess uppvärmnings- och konstanttemperaturprestanda.
2. Bestäm den faktiska temperaturen i den varma änden vid kylning. Eftersom reaktorn är en temperaturskillnadsanordning måste reaktorn installeras på en bra radiator för att uppnå bästa kyleffekt. Beroende på bra eller dåliga värmeavledningsförhållanden måste den faktiska temperaturen i reaktorns termiska ände vid kylning bestämmas. Det bör noteras att på grund av temperaturgradientens inverkan är den faktiska temperaturen i reaktorns termiska ände alltid högre än radiatorns yttemperatur, vanligtvis mindre än några tiondels grader, mer än några grader, tio grader. På liknande sätt finns det, förutom värmeavledningsgradienten i den varma änden, också en temperaturgradient mellan det kylda utrymmet och reaktorns kalla ände.
3. Bestäm reaktorns arbetsmiljö och atmosfär. Detta inkluderar huruvida TEC-modulerna, termoelektriska kylmoduler, ska arbeta i vakuum eller i vanlig atmosfär, torrt kväve, stationär eller rörlig luft samt omgivningstemperaturen, utifrån vilken värmeisoleringsåtgärder (adiabatiska) beaktas och effekten av värmeläckage bestäms.
4. Bestäm de termoelektriska elementens arbetsobjekt och storleken på den termiska belastningen. Förutom inverkan av temperaturen i den varma änden bestäms den lägsta temperatur- eller maximala temperaturskillnaden som TEC N,P-elementen kan uppnå under de två förhållandena tomgång och adiabatisk. Faktum är att Peltier N,P-elementen inte kan vara helt adiabatiska, utan måste också ha en termisk belastning, annars är det meningslöst.
5. Bestäm nivån på den termoelektriska modulen, TEC-modulen (peltierelement). Valet av reaktorserie måste uppfylla kraven för den faktiska temperaturskillnaden, det vill säga att reaktorns nominella temperaturskillnad måste vara högre än den faktiska erforderliga temperaturskillnaden, annars kan den inte uppfylla kraven, men serien kan inte vara för stor, eftersom reaktorns pris förbättras avsevärt med ökningen av serien.
6. Specifikationer för de termoelektriska N,P-elementen. Efter att serien med Peltier-komponentens N,P-element har valts, kan specifikationerna för Peltier-N,P-elementen väljas, särskilt arbetsströmmen för Peltier-kylarens N,P-element. Eftersom det finns flera typer av reaktorer som kan klara temperaturskillnader och kylproduktion samtidigt, men på grund av olika arbetsförhållanden, väljs vanligtvis reaktorn med den lägsta arbetsströmmen, eftersom den stödjande effektkostnaden är liten vid denna tidpunkt, men reaktorns totala effekt är den avgörande faktorn. För att minska arbetsströmmen måste samma ingångseffekt öka spänningen (0,1 V per komponentpar), så logaritmen för komponenterna måste öka.
7. Bestäm antalet N,P-element. Detta baseras på reaktorns totala kyleffekt för att uppfylla temperaturskillnadskraven. Det måste säkerställas att summan av reaktorns kylkapacitet vid driftstemperaturen är större än den totala effekten av arbetsobjektets termiska belastning, annars kan kraven inte uppfyllas. Stackens termiska tröghet är mycket liten, inte mer än en minut utan belastning, men på grund av lastens tröghet (främst på grund av lastens värmekapacitet) är den faktiska arbetshastigheten för att nå den inställda temperaturen mycket större än en minut, och så lång som flera timmar. Om kraven på arbetshastighet är större kommer antalet pålar att vara större, och den totala effekten av den termiska belastningen består av den totala värmekapaciteten plus värmeläckaget (ju lägre temperatur, desto större värmeläckage).
Ovanstående sju aspekter är de allmänna principer att beakta vid val av termoelektriska moduler med N- och P-peltierelement, enligt vilka den ursprungliga användaren först bör välja termoelektriska kylmoduler, peltierkylare och TEC-moduler enligt kraven.
(1) Bekräfta användningen av omgivningstemperatur Th ℃
(2) Den låga temperaturen Tc ℃ som uppnås av det kylda utrymmet eller objektet
(3) Känd termisk belastning Q (termisk effekt Qp, värmeläckage Qt) W
Givet Th, Tc och Q kan de erforderliga N,P-elementen i den termoelektriska kylaren och antalet TEC N,P-element uppskattas enligt den karakteristiska kurvan för de termoelektriska kylmodulerna, Peltier-kylaren och TEC-modulerna.
Publiceringstid: 13 november 2023
