Applicazioni dei moduli di raffreddamento termoelettrici
Il cuore del prodotto per l'applicazione di raffreddamento termoelettrico è il modulo di raffreddamento termoelettrico. In base alle caratteristiche, ai punti deboli e al campo di applicazione dello stack termoelettrico, nella scelta dello stack è necessario tenere conto dei seguenti aspetti:
1. Determinare lo stato di funzionamento degli elementi di raffreddamento termoelettrici. In base alla direzione e all'entità della corrente di lavoro, è possibile determinare le prestazioni di raffreddamento, riscaldamento e temperatura costante del reattore. Sebbene il metodo più comunemente utilizzato sia il raffreddamento, non bisogna ignorare le prestazioni di riscaldamento e temperatura costante.
2. Determinare la temperatura effettiva dell'estremità calda durante il raffreddamento. Poiché il reattore è un dispositivo a differenza di temperatura, per ottenere il miglior effetto di raffreddamento, il reattore deve essere installato su un buon radiatore. A seconda delle buone o cattive condizioni di dissipazione del calore, determinare la temperatura effettiva dell'estremità termica del reattore durante il raffreddamento. Si noti che, a causa dell'influenza del gradiente di temperatura, la temperatura effettiva dell'estremità termica del reattore è sempre superiore alla temperatura superficiale del radiatore, solitamente inferiore a pochi decimi di grado, superiore a pochi gradi, dieci gradi. Analogamente, oltre al gradiente di dissipazione del calore all'estremità calda, esiste anche un gradiente di temperatura tra lo spazio raffreddato e l'estremità fredda del reattore.
3. Determinare l'ambiente di lavoro e l'atmosfera del reattore. Ciò include se i moduli TEC, i moduli di raffreddamento termoelettrico devono funzionare sotto vuoto o in atmosfera normale, con azoto secco, aria ferma o in movimento e la temperatura ambiente, da cui si prendono in considerazione le misure di isolamento termico (adiabatico) e si determina l'effetto della dispersione di calore.
4. Determinare l'oggetto di lavoro degli elementi termoelettrici e l'entità del carico termico. Oltre all'influenza della temperatura dell'estremità calda, la temperatura minima o la differenza di temperatura massima che gli elementi TEC N,P possono raggiungere viene determinata nelle due condizioni di assenza di carico e adiabatica. Infatti, gli elementi Peltier N,P non possono essere veramente adiabatici, ma devono anche avere un carico termico, altrimenti non ha senso.
5. Determinare il livello del modulo termoelettrico, modulo TEC (elementi Peltier). La selezione della serie di reattori deve soddisfare i requisiti della differenza di temperatura effettiva, ovvero la differenza di temperatura nominale del reattore deve essere superiore alla differenza di temperatura effettiva richiesta, altrimenti non può soddisfare i requisiti, ma la serie non può essere eccessiva, poiché il prezzo del reattore aumenta notevolmente con l'aumento della serie.
6. Specifiche degli elementi termoelettrici N,P. Dopo aver selezionato la serie di elementi N,P del dispositivo Peltier, è possibile selezionarne le specifiche, in particolare la corrente di lavoro degli elementi N,P del raffreddatore Peltier. Poiché esistono diversi tipi di reattori in grado di soddisfare contemporaneamente la differenza di temperatura e la produzione di freddo, ma a causa delle diverse condizioni di lavoro, di solito viene selezionato il reattore con la corrente di lavoro più bassa, poiché il costo dell'alimentazione di supporto è basso in questo momento, ma la potenza totale del reattore è il fattore determinante. A parità di potenza in ingresso, per ridurre la corrente di lavoro è necessario aumentare la tensione (0,1 V per coppia di componenti), quindi il logaritmo dei componenti deve aumentare.
7. Determinare il numero di elementi N,P. Questo si basa sulla potenza di raffreddamento totale del reattore per soddisfare i requisiti di differenza di temperatura; è necessario garantire che la somma della capacità di raffreddamento del reattore alla temperatura di esercizio sia maggiore della potenza totale del carico termico dell'oggetto in lavorazione, altrimenti non sarà possibile soddisfare i requisiti. L'inerzia termica della pila è molto ridotta, non più di un minuto a vuoto, ma a causa dell'inerzia del carico (dovuta principalmente alla capacità termica del carico), la velocità di lavoro effettiva per raggiungere la temperatura impostata è molto maggiore di un minuto e può richiedere diverse ore. Se i requisiti di velocità di lavoro sono maggiori, il numero di pile sarà maggiore; la potenza totale del carico termico è composta dalla capacità termica totale più la dispersione termica (più bassa è la temperatura, maggiore è la dispersione termica).
I sette aspetti sopra menzionati rappresentano i principi generali da considerare nella scelta degli elementi Peltier del modulo termoelettrico N, P, in base ai quali l'utente originale dovrebbe innanzitutto scegliere i moduli di raffreddamento termoelettrico, il refrigeratore Peltier, il modulo TEC in base ai requisiti.
(1)Confermare l'uso della temperatura ambiente Th ℃
(2) La bassa temperatura Tc ℃ raggiunta dallo spazio o dall'oggetto raffreddato
(3) Carico termico noto Q (potenza termica Qp, dispersione termica Qt) W
Dati Th, Tc e Q, gli elementi N,P del refrigeratore termoelettrico richiesti e il numero di elementi N,P TEC possono essere stimati in base alla curva caratteristica dei moduli di raffreddamento termoelettrico, del refrigeratore Peltier, dei moduli TEC.
Data di pubblicazione: 13-11-2023
