מבוא למודול קירור תרמואלקטרי

טכנולוגיה תרמואלקטרית היא טכניקת ניהול תרמי אקטיבית המבוססת על אפקט פלטייה. היא התגלתה על ידי JCA פלטייה בשנת 1834, ותופעה זו כוללת חימום או קירור של הצומת של שני חומרים תרמואלקטריים (ביסמוט וטלוריד) על ידי העברת זרם דרך הצומת. במהלך הפעולה, זרם ישר זורם דרך מודול ה-TEC וגורם להעברת חום מצד אחד לצד השני. נוצר צד קר וחם. אם כיוון הזרם מתהפך, הצדדים הקרים והחמים משתנים. ניתן גם לכוונן את עוצמת הקירור שלו על ידי שינוי זרם הפעולה שלו. מקרר טיפוסי חד-שלבי (איור 1) מורכב משתי לוחות קרמיים עם חומר מוליך למחצה מסוג p ו-n (ביסמוט, טלוריד) בין לוחות הקרמיקה. אלמנטים של חומר מוליך למחצה מחוברים חשמלית בטור ובמקביל תרמית.

מודול קירור תרמואלקטרי, התקן פלטייה, מודולי TEC יכולים להיחשב כסוג של משאבת אנרגיה תרמית במצב מוצק, ובשל משקלם בפועל, גודלם וקצב התגובה, הם מתאימים מאוד לשימוש כחלק ממערכות קירור מובנות (בשל מגבלת המקום). עם יתרונות כגון פעולה שקטה, עמידות בפני ניפוץ, עמידות בפני זעזועים, אורך חיים ארוך יותר ותחזוקה קלה, מודולי קירור תרמואלקטרי מודרניים, התקן פלטייה, מודולי TEC, בעלי מגוון רחב של יישומים בתחומי ציוד צבאי, תעופה, חלל, טיפול רפואי, מניעת מגפות, מכשירים ניסיוניים, מוצרי צריכה (מצנן מים, מצנן רכב, מקרר בתי מלון, מקרר יין, מצנן מיני אישי, משטח שינה לקירור וחימום וכו').

כיום, בשל משקלו הנמוך, גודלו הקטן או קיבולתו ועלותו הנמוכה, קירור תרמואלקטרי נמצא בשימוש נרחב בציוד רפואי, תרופות, תעופה, חלל, צבא, מערכות ספקטרוקופיה ומוצרים מסחריים (כגון מתקן מים חמים וקרים, מקררים ניידים, מקררי רכב וכן הלאה).

מבוא של נוסחאות יישום למודול TEC

Q_c= 2N[α(T_c+273)-LI²/2σS-κs/Lx(T_ח- טי_ג) ]

△T= [ Iα(T_c+273)-LI/²2σS] / (κS/L + Iα]

U = 2N [IL /σS + α(T_ח- טי_ג)]

ε = Q_c/ממשק משתמש

Q_ח= ש_{ג +} יחידה אחת

△T_{מקסימום}= ת_ח+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (T_h+273) + 1]

I_{מקסימום =}κS/Lαx [√2σα²/κx (T_h+273) + 1-1]

Iεמקסימום =ασS (T_ח- טי_ג) / L (√1+0.5σα²(546+ T_ח- טי_ג)/ κ-1)

מוצרים קשורים