کاربردهای ماژول‌های خنک‌کننده ترموالکتریک
هسته اصلی محصول کاربردی سرمایش ترموالکتریک، ماژول سرمایش ترموالکتریک است. با توجه به ویژگی‌ها، نقاط ضعف و محدوده کاربرد استک ترموالکتریک، هنگام انتخاب استک باید مشکلات زیر مشخص شود:
۱. وضعیت کار عناصر خنک‌کننده ترموالکتریک را تعیین کنید. با توجه به جهت و اندازه جریان کار، می‌توانید عملکرد خنک‌کننده، گرمایشی و دمای ثابت راکتور را تعیین کنید، اگرچه رایج‌ترین روش مورد استفاده، روش خنک‌کننده است، اما نباید عملکرد گرمایشی و دمای ثابت آن را نادیده گرفت.
۲، دمای واقعی انتهای گرم را هنگام خنک شدن تعیین کنید. از آنجا که راکتور یک دستگاه اختلاف دما است، برای دستیابی به بهترین اثر خنک کننده، راکتور باید روی یک رادیاتور خوب نصب شود، با توجه به شرایط خوب یا بد اتلاف گرما، دمای واقعی انتهای حرارتی راکتور را هنگام خنک شدن تعیین کنید، باید توجه داشت که به دلیل تأثیر گرادیان دما، دمای واقعی انتهای حرارتی راکتور همیشه بالاتر از دمای سطح رادیاتور است، معمولاً کمتر از چند دهم درجه، بیشتر از چند درجه، ده درجه. به طور مشابه، علاوه بر گرادیان اتلاف گرما در انتهای گرم، یک گرادیان دما نیز بین فضای خنک شده و انتهای سرد راکتور وجود دارد.
۳، محیط کار و اتمسفر راکتور را تعیین کنید. این شامل این می‌شود که آیا ماژول‌های TEC، ماژول‌های خنک‌کننده ترموالکتریک در خلاء کار می‌کنند یا در اتمسفر معمولی، نیتروژن خشک، هوای ساکن یا متحرک و دمای محیط، که در آن اقدامات عایق حرارتی (آدیاباتیک) در نظر گرفته شده و تأثیر نشت گرما تعیین می‌شود.
۴. هدف کاری عناصر ترموالکتریک و اندازه بار حرارتی را تعیین کنید. علاوه بر تأثیر دمای انتهای گرم، حداقل دما یا حداکثر اختلاف دمایی که عناصر TEC N,P می‌توانند به آن دست یابند، تحت دو شرایط بدون بار و آدیاباتیک تعیین می‌شود، در واقع، عناصر peltier N,P نمی‌توانند واقعاً آدیاباتیک باشند، بلکه باید بار حرارتی نیز داشته باشند، در غیر این صورت بی‌معنی است.
۵. سطح ماژول ترموالکتریک، ماژول TEC (عناصر پلتیر) را تعیین کنید. انتخاب سری راکتور باید الزامات اختلاف دمای واقعی را برآورده کند، یعنی اختلاف دمای اسمی راکتور باید بالاتر از اختلاف دمای واقعی مورد نیاز باشد، در غیر این صورت نمی‌تواند الزامات را برآورده کند، اما سری نمی‌تواند خیلی زیاد باشد، زیرا قیمت راکتور با افزایش سری بسیار بهبود می‌یابد.
۶. مشخصات المان‌های ترموالکتریک N,P. پس از انتخاب سری المان N,P دستگاه پلتیر، می‌توان مشخصات المان‌های N,P پلتیر، به ویژه جریان کاری المان‌های N,P خنک‌کننده پلتیر را انتخاب کرد. از آنجا که انواع مختلفی از راکتورها وجود دارند که می‌توانند اختلاف دما و تولید سرما را همزمان برآورده کنند، اما به دلیل شرایط کاری متفاوت، معمولاً راکتوری با کمترین جریان کاری انتخاب می‌شود، زیرا هزینه برق پشتیبانی در این زمان کم است، اما توان کل راکتور عامل تعیین‌کننده است، برای کاهش جریان کاری، همان توان ورودی باید ولتاژ را افزایش دهد (۰.۱ ولت به ازای هر جفت قطعه)، بنابراین لگاریتم قطعات باید افزایش یابد.
۷. تعداد عناصر N و P را تعیین کنید. این بر اساس کل توان خنک‌کننده راکتور برای برآورده کردن الزامات اختلاف دما است. باید اطمینان حاصل شود که مجموع ظرفیت خنک‌کننده راکتور در دمای عملیاتی بیشتر از کل توان بار حرارتی جسم کاری است، در غیر این صورت نمی‌تواند الزامات را برآورده کند. اینرسی حرارتی دودکش بسیار کم است، بیش از یک دقیقه در حالت بدون بار نیست، اما به دلیل اینرسی بار (عمدتاً به دلیل ظرفیت حرارتی بار)، سرعت کار واقعی برای رسیدن به دمای تنظیم شده بسیار بیشتر از یک دقیقه و تا چندین ساعت است. اگر الزامات سرعت کار بیشتر باشد، تعداد شمع‌ها بیشتر خواهد بود، کل توان بار حرارتی از کل ظرفیت حرارتی به علاوه نشت گرما تشکیل شده است (هرچه دما کمتر باشد، نشت گرما بیشتر است).
هفت جنبه فوق، اصول کلی هستند که باید هنگام انتخاب المان‌های پلتیر N و P ماژول ترموالکتریک در نظر گرفته شوند، که بر اساس آنها کاربر اصلی ابتدا باید ماژول‌های خنک‌کننده ترموالکتریک، خنک‌کننده پلتیر و ماژول TEC را مطابق با الزامات انتخاب کند.
(1) استفاده از دمای محیط Th ℃ را تأیید کنید
(2) دمای پایین Tc℃ که توسط فضا یا جسم سرد شده به آن می‌رسد
(3) بار حرارتی شناخته شده Q (توان حرارتی Qp، نشت گرما Qt) W
با داشتن Th، Tc و Q، می‌توان عناصر N و P خنک‌کننده ترموالکتریک مورد نیاز و تعداد عناصر N و P TEC را بر اساس منحنی مشخصه ماژول‌های خنک‌کننده ترموالکتریک، خنک‌کننده پلتیر و ماژول‌های TEC تخمین زد.
زمان ارسال: ۱۳ نوامبر ۲۰۲۳
