Un'introduzione al modulo di raffreddamento termoelettrico
Un'introduzione al modulo di raffreddamento termoelettrico
La tecnologia termoelettrica è una tecnica di gestione termica attiva basata sull'effetto Peltier.Fu scoperto da JCA Peltier nel 1834, questo fenomeno comporta il riscaldamento o il raffreddamento della giunzione di due materiali termoelettrici (bismuto e tellururo) facendo passare la corrente attraverso la giunzione.Durante il funzionamento, la corrente continua scorre attraverso il modulo TEC provocando il trasferimento del calore da un lato all'altro.Creare un lato freddo e uno caldo.Se la direzione della corrente viene invertita, i lati freddo e caldo vengono invertiti.La sua potenza di raffreddamento può anche essere regolata modificando la corrente operativa.Un tipico dispositivo di raffreddamento a stadio singolo (Figura 1) è costituito da due piastre ceramiche con materiale semiconduttore di tipo p e n (bismuto, tellururo) tra le piastre ceramiche.Gli elementi di materiale semiconduttore sono collegati elettricamente in serie e termicamente in parallelo.
Modulo di raffreddamento termoelettrico, dispositivo Peltier, moduli TEC possono essere considerati come un tipo di pompa di energia termica a stato solido e, grazie al peso, alle dimensioni e alla velocità di reazione effettivi, sono molto adatti per essere utilizzati come parte del raffreddamento integrato sistemi (a causa della limitazione di spazio).Con vantaggi quali funzionamento silenzioso, infrangibile, resistenza agli urti, vita utile più lunga e facile manutenzione, moderno modulo di raffreddamento termoelettrico, dispositivo Peltier, i moduli TEC hanno un'ampia gamma di applicazioni nei campi delle attrezzature militari, dell'aviazione, dell'aerospaziale, delle cure mediche, delle epidemie prevenzione, apparecchi sperimentali, prodotti di consumo (refrigeratore per l'acqua, refrigeratore per auto, frigorifero per hotel, refrigeratore per vino, mini refrigeratore personale, materassino per il raffreddamento e il riscaldamento, ecc.).
Oggi, a causa del suo peso ridotto, delle dimensioni ridotte o della capacità e del basso costo, il raffreddamento termoelettrico è ampiamente utilizzato in attrezzature mediche, farmaceutiche, aeronautiche, aerospaziali, militari, sistemi di spettrocopia e prodotti commerciali (come distributori di acqua calda e fredda, frigoriferi portatili, refrigeratore per auto e così via)
| Parametri | |
| I | Corrente operativa al modulo TEC (in Ampere) |
| Imassimo | Corrente operativa che crea la massima differenza di temperatura △Tmassimo(in Ampere) |
| Qc | Quantità di calore che può essere assorbita dal lato freddo del TEC (in Watt) |
| Qmassimo | Quantità massima di calore che può essere assorbita dal lato freddo.Ciò si verifica in I = Imassimoe quando Delta T = 0. (in Watt) |
| Tcaldo | Temperatura della faccia calda quando il modulo TEC è in funzione (in °C) |
| TFreddo | Temperatura della faccia fredda quando il modulo TEC è in funzione (in °C) |
| △T | Differenza di temperatura tra il lato caldo (Th) e il lato freddo (Tc).Delta T = Th-Tc(in °C) |
| △Tmassimo | Massima differenza di temperatura che un modulo TEC può raggiungere tra il lato caldo (Th) e il lato freddo (Tc).Ciò si verifica (capacità di raffreddamento massima) a I = Imassimoe Qc= 0. (in °C) |
| Umassimo | Alimentazione di tensione a I = Imassimo(in Volt) |
| ε | Efficienza di raffreddamento del modulo TEC (%) |
| α | Coefficiente di Seebeck del materiale termoelettrico (V/°C) |
| σ | Coefficiente elettrico del materiale termoelettrico (1/cm·ohm) |
| κ | Termoconduttività del materiale termoelettrico (W/CM·°C) |
| N | Numero di elementi termoelettrici |
| Iεmassimo | Corrente collegata quando la temperatura del lato caldo e del lato vecchio del modulo TEC è un valore specificato ed è necessario ottenere la massima efficienza (in Ampere) |
Introduzione delle Formule applicative al modulo TEC
Qc= 2N[α(Tc+273)-LI²/2σS-κs/Lx(TH- TC)]
△T= [ Iα(Tc+273)-LI/²2σS] / (κS/L + Iα]
U = 2 N [ IL /σS +α(TH- TC)]
ε = Qc/UI
QH= Qc+ UI
△Tmassimo= tH+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
Imassimo =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεmassimo =ασS (TH- TC) / L (√1+0,5σα²(546+ TH- TC)/κ-1)
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