Johdatus termoelektriseen jäähdytysmoduuliin
Termoelektrinen teknologia on Peltier-ilmiöön perustuva aktiivinen lämmönhallintatekniikka. JCA Peltier löysi sen vuonna 1834. Tässä ilmiössä kahden termoelektrisen materiaalin (vismutti ja telluridi) liitoskohta lämmitetään tai jäähdytetään johtamalla virtaa liitoksen läpi. Käytön aikana tasavirta kulkee TEC-moduulin läpi, jolloin lämpö siirtyy puolelta toiselle. Näin syntyy kylmä ja kuuma puoli. Jos virran suunta käännetään, kylmä ja kuuma puoli vaihtuvat. Jäähdytystehoa voidaan säätää myös muuttamalla käyttövirtaa. Tyypillinen yksivaiheinen jäähdytin (kuva 1) koostuu kahdesta keraamisesta levystä, joiden välissä on p- ja n-tyyppistä puolijohdemateriaalia (vismutti, telluridi). Puolijohdemateriaalin elementit on kytketty sähköisesti sarjaan ja termisesti rinnan.
Termoelektrinen jäähdytysmoduuli, Peltier-laite, TEC-moduulit voidaan katsoa eräänlaiseksi kiinteän olomuodon lämpöenergiapumpuksi, ja todellisen painonsa, kokonsa ja reaktionopeudensa ansiosta ne sopivat erittäin hyvin käytettäväksi osana sisäänrakennettuja jäähdytysjärjestelmiä (tilan rajoitusten vuoksi). Hiljaisen käyntiäänen, särkymättömyyden, iskunkestävyyden, pidemmän käyttöiän ja helpon huollon ansiosta moderneilla termoelektrisillä jäähdytysmoduuleilla, Peltier-laitteella, TEC-moduuleilla on laaja käyttöalue sotilasvarusteissa, ilmailussa, avaruusteollisuudessa, lääketieteellisessä hoidossa, epidemioiden ehkäisyssä, kokeellisissa laitteissa, kuluttajatuotteissa (vesijäähdyttimet, autonjäähdyttimet, hotellijääkaapit, viinijäähdyttimet, henkilökohtaiset minijäähdyttimet, jäähdytys- ja lämmityspatjat jne.).
Nykyään termoelektristä jäähdytystä käytetään laajalti lääketieteen, lääketeollisuuden laitteissa, ilmailussa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, sotilasalalla, spektrokopiojärjestelmissä ja kaupallisissa tuotteissa (kuten kuuman ja kylmän veden annostelijoissa, kannettavissa jääkaapeissa, autonjäähdyttimissä jne.) sen pienen painon, pienen koon tai kapasiteetin ja edullisten kustannusten vuoksi.
| Parametrit | |
| I | TEC-moduulin käyttövirta (ampeereina) |
| Imaks | Käyttövirta, joka aiheuttaa suurimman lämpötilaeron △Tmaks(ampeereina) |
| Qc | Lämmön määrä, joka voidaan absorboida TEC:n kylmällä puolella (watteina) |
| Qmaks | Kylmällä puolella absorboituva suurin lämpömäärä. Tämä tapahtuu, kun I = Imaksja kun Delta T = 0. (watteina) |
| Tkuuma | Kuuman puolen lämpötila TEC-moduulin ollessa toiminnassa (°C) |
| Tkylmä | Kylmän puolen lämpötila TEC-moduulin ollessa toiminnassa (°C) |
| △T | Lämpötilaero kuuman puolen välillä (Th) ja kylmä puoli (Tc). Delta T = Th-Tc(°C) |
| △Tmaks | TEC-moduulin saavuttama suurin lämpötilaero kuuman puolen (Th) ja kylmä puoli (Tc). Tämä tapahtuu (suurin jäähdytysteho) arvolla I = Imaksja Qc= 0. (°C-asteina) |
| Umaks | Jännitesyöttö I = Imaks(voltteina) |
| ε | TEC-moduulin jäähdytystehokkuus (%) |
| α | Termoelektrisen materiaalin Seebeck-kerroin (V/°C) |
| σ | Termoelektrisen materiaalin sähkökerroin (1/cm·ohm) |
| κ | Termoelektrisen materiaalin lämmönjohtavuus (W/CM·°C) |
| N | Termoelektristen elementtien lukumäärä |
| Iεmaks | Virta kytkettynä, kun TEC-moduulin kuuman ja vanhan puolen lämpötilat ovat määritetyssä arvossa ja vaaditaan maksimaalisen hyötysuhteen saavuttamista (ampeereina) |
Sovelluskaavojen esittely TEC-moduulissa
Qc= 2N[α(Tc+273)-LI²/2σS⁻κs/Lx(Th- Tc) ]
△T = [ Iα(Tc+273)-LI/²2σS] / (κS/L + Iα]
U = 2N [ IL /σS +α(Th- Tc)]
ε = Qc/Käyttöliittymä
Qh= Qc + IU
△Tmaks= Th+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
Imaks =κS/Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεmaks =ασS (Th- Tc) / L (√1+0,5σα²(546+ Th- Tc)/ κ-1)
Aiheeseen liittyvät tuotteet
Eniten myydyt tuotteet
- Aiheeseen liittyvä blogi
- Arvostelut
-
Sähköposti
-
Puhelin
-
Yläosa
