יישומי מודולי קירור תרמואלקטריים

יישומי מודולי קירור תרמואלקטריים

ליבת מוצר יישומי הקירור התרמואלקטרי היא מודול הקירור התרמואלקטרי. בהתאם למאפיינים, חולשות וטווח היישום של הערימה התרמואלקטרית, יש לקבוע את הבעיות הבאות בעת בחירת הערימה:

1. קבעו את מצב העבודה של רכיבי הקירור התרמואלקטריים. בהתאם לכיוון וגודל זרם העבודה, ניתן לקבוע את ביצועי הקירור, החימום והטמפרטורה הקבועה של הכור, למרות שהשיטה הנפוצה ביותר היא שיטת הקירור, אין להתעלם מביצועי החימום והטמפרטורה הקבועה שלו.

2, קבעו את הטמפרטורה בפועל של הקצה החם בעת הקירור. מכיוון שהכור הוא התקן בעל הפרש טמפרטורות, כדי להשיג את אפקט הקירור הטוב ביותר, יש להתקין את הכור על רדיאטור טוב, בהתאם לתנאי פיזור החום הטובים או הרעים, כדי לקבוע את הטמפרטורה בפועל של הקצה התרמי של הכור בעת הקירור, יש לציין כי עקב השפעת גרדיאנט הטמפרטורה, הטמפרטורה בפועל של הקצה התרמי של הכור תמיד גבוהה מטמפרטורת פני השטח של הרדיאטור, בדרך כלל פחות מכמה עשיריות מעלות, יותר מכמה מעלות, עשר מעלות. באופן דומה, בנוסף לגרדיאנט פיזור החום בקצה החם, יש גם גרדיאנט טמפרטורה בין החלל המקורר לקצה הקר של הכור.

3. קבע את סביבת העבודה והאטמוספרה של הכור. זה כולל האם מודולי ה-TEC, מודולי הקירור התרמואלקטריים, פועלים בוואקום או באטמוספרה רגילה, חנקן יבש, אוויר נייח או נע וטמפרטורת הסביבה, שממנה נלקחים בחשבון אמצעי בידוד תרמי (אדיאבטיים) ונקבעת השפעת דליפת החום.

4. קבעו את מטרת העבודה של האלמנטים התרמואלקטריים ואת גודל העומס התרמי. בנוסף להשפעת טמפרטורת הקצה החם, הפרש הטמפרטורה המינימלי או הפרש הטמפרטורה המקסימלי שאלמנטי ה-TEC N,P יכולים להשיג נקבעים בשני תנאים של ללא עומס ואדיאבטי. למעשה, אלמנטי ה-peltier N,P אינם יכולים להיות אדיאבטיים באמת, אלא גם חייבים להיות בעלי עומס תרמי, אחרת הם חסרי משמעות.

5. קבע את רמת המודול התרמואלקטרי, מודול TEC (אלמנטי פלטייה). בחירת סדרת הכורים חייבת לעמוד בדרישות הפרש הטמפרטורה בפועל, כלומר, הפרש הטמפרטורה הנומינלי של הכור חייב להיות גבוה מהפרש הטמפרטורה הנדרש בפועל, אחרת הוא לא יוכל לעמוד בדרישות, אך הסדרה לא יכולה להיות גדולה מדי, מכיוון שמחיר הכור משתפר מאוד עם גידול הסדרה.

6. מפרט של אלמנטים תרמואלקטריים N,P. לאחר בחירת סדרת אלמנטי N,P של התקן פלטייה, ניתן לבחור את המפרט של אלמנטי N,P של פלטייה, במיוחד את זרם העבודה של אלמנטי N,P של קירור פלטייה. מכיוון שישנם מספר סוגים של כורים שיכולים לעמוד בהפרשי טמפרטורות וייצור קור בו זמנית, אך עקב תנאי עבודה שונים, בדרך כלל נבחר הכור עם זרם העבודה הקטן ביותר, מכיוון שעלות ההספק התומכת קטנה בשלב זה, אך ההספק הכולל של הכור הוא הגורם הקובע, אותו הספק קלט כדי להפחית את זרם העבודה צריך להגדיל את המתח (0.1 וולט לכל זוג רכיבים), ולכן הלוגריתם של הרכיבים צריך לגדול.

7. קבע את מספר יסודות ה-N,P. זה מבוסס על סך כוח הקירור של הכור כדי לעמוד בדרישות הפרש הטמפרטורות, יש לוודא שסכום קיבולת הקירור של הכור בטמפרטורת ההפעלה גדול מההספק הכולל של העומס התרמי של אובייקט העבודה, אחרת הוא לא יוכל לעמוד בדרישות. האינרציה התרמית של הערימה קטנה מאוד, לא יותר מדקה אחת ללא עומס, אך בגלל האינרציה של העומס (בעיקר עקב קיבול החום של העומס), מהירות העבודה בפועל כדי להגיע לטמפרטורה שנקבעה גדולה בהרבה מדקה אחת, ואורכת מספר שעות. אם דרישות מהירות העבודה גדולות יותר, מספר הערימות יהיה גדול יותר, ההספק הכולל של העומס התרמי מורכב מקיבולת החום הכוללת ועוד דליפת החום (ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, כך דליפת החום גדולה יותר).

שבעת ההיבטים הנ"ל הם העקרונות הכלליים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת אלמנטי פלטייה N ו-P של מודולים תרמואלקטריים, לפיהם על המשתמש המקורי לבחור תחילה את מודולי הקירור התרמואלקטריים, מקרר הפלטייה, ומודול TEC בהתאם לדרישות.

(1) אשר את השימוש בטמפרטורת הסביבה Th ℃

(2) הטמפרטורה הנמוכה Tc ℃ אליה מגיע החלל או האובייקט המקורר

(3) עומס תרמי ידוע Q (הספק תרמי Qp, דליפת חום Qt) W

בהינתן Th, Tc ו-Q, ניתן להעריך את רכיבי ה-N,P הנדרשים של המקרר התרמואלקטרי ואת מספר רכיבי ה-N,P של ה-TEC בהתאם לעקומה האופיינית של מודולי הקירור התרמואלקטרי, מקרר הפלטייה, ומודולי ה-TEC.