Anwendungen thermoelektrischer Kühlmodule
Der Kern des thermoelektrischen Kühlanwendungsprodukts ist das thermoelektrische Kühlmodul. Entsprechend den Eigenschaften, Schwächen und dem Anwendungsbereich des thermoelektrischen Stapels sollten bei der Auswahl des Stapels die folgenden Probleme ermittelt werden:
1. Bestimmen Sie den Betriebszustand der thermoelektrischen Kühlelemente. Je nach Richtung und Größe des Betriebsstroms können Sie die Kühl-, Heiz- und Konstanttemperaturleistung des Reaktors bestimmen. Obwohl die Kühlmethode am häufigsten verwendet wird, sollten Sie die Heiz- und Konstanttemperaturleistung nicht außer Acht lassen.
2. Bestimmen Sie die tatsächliche Temperatur des heißen Endes beim Kühlen. Da es sich bei dem Reaktor um ein Temperaturdifferenzgerät handelt, muss der Reaktor für eine optimale Kühlwirkung auf einem guten Kühler installiert werden. Je nach guten oder schlechten Wärmeableitungsbedingungen wird die tatsächliche Temperatur des thermischen Endes des Reaktors beim Kühlen bestimmt. Beachten Sie, dass die tatsächliche Temperatur des thermischen Endes des Reaktors aufgrund des Einflusses des Temperaturgradienten immer höher ist als die Oberflächentemperatur des Kühlers, in der Regel weniger als einige Zehntel Grad, mehr als einige Grad, zehn Grad. In ähnlicher Weise besteht zusätzlich zum Wärmeableitungsgradienten am heißen Ende auch ein Temperaturgradient zwischen dem gekühlten Raum und dem kalten Ende des Reaktors.
3. Bestimmen Sie die Arbeitsumgebung und Atmosphäre des Reaktors. Dazu gehört, ob die TEC-Module, thermoelektrische Kühlmodule, im Vakuum oder in einer normalen Atmosphäre, trockenem Stickstoff, ruhender oder bewegter Luft arbeiten und die Umgebungstemperatur, aus der Wärmedämmungsmaßnahmen (adiabatisch) berücksichtigt und die Auswirkungen von Wärmeverlusten bestimmt werden.
4. Bestimmen Sie den Arbeitsgegenstand der thermoelektrischen Elemente und die Größe der thermischen Belastung. Neben dem Einfluss der Temperatur des heißen Endes wird die minimale Temperatur oder maximale Temperaturdifferenz, die die TEC N,P-Elemente erreichen können, unter den beiden Bedingungen Leerlauf und Adiabatie bestimmt. Tatsächlich können die Peltier N,P-Elemente nicht wirklich adiabatisch sein, sondern müssen auch eine thermische Belastung aufweisen, sonst ist es bedeutungslos.
5. Bestimmen Sie die Stufe des thermoelektrischen Moduls, TEC-Modul (Peltier-Elemente). Die Auswahl der Reaktorserie muss den Anforderungen der tatsächlichen Temperaturdifferenz entsprechen, d. h. die nominale Temperaturdifferenz des Reaktors muss höher sein als die tatsächlich erforderliche Temperaturdifferenz, da sie sonst die Anforderungen nicht erfüllen kann. Die Serie darf jedoch nicht zu groß sein, da sich der Preis des Reaktors mit zunehmender Serie erheblich verbessert.
6. Spezifikationen der thermoelektrischen N,P-Elemente. Nachdem die Serie der N,P-Elemente des Peltier-Geräts ausgewählt wurde, können die Spezifikationen der N,P-Elemente des Peltier-Geräts ausgewählt werden, insbesondere der Arbeitsstrom der N,P-Elemente des Peltier-Kühlers. Da es verschiedene Arten von Reaktoren gibt, die den Temperaturunterschied und die Kälteproduktion gleichzeitig bewältigen können, wird aufgrund unterschiedlicher Arbeitsbedingungen normalerweise der Reaktor mit dem niedrigsten Arbeitsstrom ausgewählt, da die unterstützenden Stromkosten zu diesem Zeitpunkt gering sind. Die Gesamtleistung des Reaktors ist jedoch der entscheidende Faktor. Um den Arbeitsstrom bei gleicher Eingangsleistung zu reduzieren, muss die Spannung erhöht werden (0,1 V pro Komponentenpaar), sodass der Logarithmus der Komponenten erhöht werden muss.
7. Bestimmen Sie die Anzahl der N,P-Elemente. Diese basiert auf der Gesamtkühlleistung des Reaktors, um die Temperaturdifferenzanforderungen zu erfüllen. Es muss sichergestellt sein, dass die Summe der Reaktorkühlleistung bei Betriebstemperatur größer ist als die Gesamtleistung der thermischen Last des Arbeitsobjekts, da die Anforderungen sonst nicht erfüllt werden können. Die thermische Trägheit des Stapels ist sehr gering, nicht mehr als eine Minute ohne Last, aber wegen der Trägheit der Last (hauptsächlich aufgrund der Wärmekapazität der Last) beträgt die tatsächliche Arbeitsgeschwindigkeit zum Erreichen der Solltemperatur viel mehr als eine Minute und kann mehrere Stunden dauern. Wenn die Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit höher sind, ist die Anzahl der Stapel höher. Die Gesamtleistung der thermischen Last setzt sich aus der Gesamtwärmekapazität plus dem Wärmeverlust zusammen (je niedriger die Temperatur, desto größer der Wärmeverlust).
Die oben genannten sieben Aspekte sind die allgemeinen Grundsätze, die bei der Auswahl thermoelektrischer Module N,P-Peltierelemente berücksichtigt werden müssen. Demnach sollte der Erstbenutzer zunächst die thermoelektrischen Kühlmodule, Peltierkühler und TEC-Module entsprechend den Anforderungen auswählen.
(1)Bestätigen Sie die Verwendung der Umgebungstemperatur Th ℃
(2) Die niedrige Temperatur Tc ℃, die der gekühlte Raum oder Gegenstand erreicht
(3) Bekannte thermische Belastung Q (thermische Leistung Qp, Wärmeverlust Qt) W
Bei gegebenen Th, Tc und Q können die erforderlichen thermoelektrischen Kühler-N,P-Elemente und die Anzahl der TEC-N,P-Elemente entsprechend der Kennlinie der thermoelektrischen Kühlmodule, Peltierkühler, TEC-Module geschätzt werden.
Veröffentlichungszeit: 13. November 2023
