Cum să alegi pe cel mai bunTEC? Să aruncăm mai întâi o privire la un model și o formulă de calcul a TEC cu X merituos.
Imaginea de mai sus arată o pereche de termocuplu. Mai întâi, să introducem conceptele fiecărui parametru în imaginea următoare, care vor fi folosite în ecuații matematice mai târziu.
Următoarele sunt două dintre cele mai fundamentale ecuații: sarcina Qc și calculul tensiunii
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
În prima formulă de calcul Qc, primul termen: S *I * Tc reprezintă efectul de răcire Peltier, iar al doilea termen, 1/2*I^2*R*L/A, indică efectul de căldură Joule generat atunci când curentul trece printr-un rezistor. Căldura Joule este distribuită în întreaga componentă, astfel încât jumătate din căldură curge către partea rece și cealaltă jumătate către partea fierbinte. Ultimul termen, K*A/L*(Th-Tc), reprezintă efectul Fourier, adică căldura este condusă de la temperatură ridicată la temperatură scăzută. Prin urmare, efectul de răcire al lui Peltier va fi slăbit din cauza pierderilor cauzate de rezistență și conductivitate termică.
Pentru tensiune, primul termen S*(Th-Tc) reprezintă tensiunea Seebeck. Al doilea termen, I*R*L/A, reprezintă tensiunea legată de Legea lui Ohm.
După o derivare extrem de complexă, matematica avansată a fost aproape uitată, așa că procesul de derivare este omis aici. Rezultatul este cel mai important. Apoi, se obțin două formule extrem de importante în selecția TEC:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP(Coeficient de performanță)=Qc/Qtec
Cerințele de bază pentru selecția TEC: sarcina Qc, temperatura de funcționare Tc, temperatura finală fierbinte Th, Dt=Th-Tc. De exemplu: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Este acest Qmax 5.25W soluția optimă? Nu, 5,25 este cel mai mic Qmax din această aplicație. Qmax nu este neapărat cu cât este mai mare, cu atât mai bine. Dacă este mai mare, numărul de perechi PN va fi mai mare, iar energia consumată în sine va fi mai mare. Cum se calculează acest Qmax optim este destul de complicat și necesită ingineri de proiectare termică foarte profesioniști.
După cum se arată în figura următoare, am selectat trei grupuri de TEC, Qmax diferit, dar același mediu de aplicație. COP al TEC# 1 este cel mai scăzut, în timp ce Qmax este cel mai mare.
În concluzie:
1. TEC cu cea mai mare putere nu este neapărat cel mai potrivit; depinde de aplicația specifică.
2. Pentru o aplicație cu cerințe specifice de sarcină și diferență de temperatură, este cu siguranță posibilă obținerea unei soluții optime prin calcularea COP.
3. După cum se arată în figura următoare, fiecare TEC are un domeniu de sarcină optim (cea mai mare valoare COP) atunci când este determinat Dt.
