Thermoelektrische Module und ihre Anwendung

Thermoelektrische Module und ihre Anwendung

Bei der Auswahl von thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elementen sollten zunächst folgende Punkte geklärt werden:

1. Bestimmen Sie den Betriebszustand der thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elemente. Anhand der Richtung und Größe des Betriebsstroms können Sie die Kühl-, Heiz- und Konstanttemperaturleistung des Reaktors bestimmen. Obwohl die Kühlmethode am häufigsten angewendet wird, sollte die Heiz- und Konstanttemperaturleistung nicht vernachlässigt werden.

2. Ermitteln Sie die tatsächliche Temperatur des heißen Endes während der Kühlung. Da es sich bei den thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elementen um Temperaturdifferenzbauteile handelt, müssen sie zur Erzielung einer optimalen Kühlwirkung auf einem geeigneten Kühlkörper montiert werden. Ermitteln Sie anhand der Wärmeableitungsbedingungen die tatsächliche Temperatur des thermischen Endes der thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elemente während der Kühlung. Beachten Sie, dass die tatsächliche Temperatur des thermischen Endes aufgrund des Temperaturgradienten stets höher ist als die Oberflächentemperatur des Kühlkörpers, üblicherweise um wenige Zehntel Grad, aber auch um einige Grad oder zehn Grad. Zusätzlich zum Wärmeableitungsgradienten am heißen Ende existiert auch ein Temperaturgradient zwischen dem Kühlraum und dem kalten Ende der thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elemente.

3. Ermitteln Sie die Arbeitsumgebung und -atmosphäre der thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elemente. Dies umfasst die Frage, ob im Vakuum oder in normaler Atmosphäre, in trockenem Stickstoff, in stehender oder bewegter Luft gearbeitet werden soll, sowie die Umgebungstemperatur. Dabei sind Wärmedämmmaßnahmen (adiabatische Maßnahmen) zu berücksichtigen und die Auswirkungen von Wärmeverlusten zu bestimmen.

4. Bestimmen Sie den Funktionsbereich der thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elemente und die Größe der thermischen Last. Neben dem Einfluss der Temperatur des heißen Endes wird die minimale bzw. maximale Temperaturdifferenz, die der Stapel erreichen kann, unter den beiden Bedingungen Leerlauf und Adiabatie ermittelt. Tatsächlich können die thermoelektrischen Halbleiter-N,P-Elemente nicht vollständig adiabatisch arbeiten, sondern benötigen eine thermische Last, da die Messung sonst sinnlos ist.

Bestimmen Sie die Anzahl der thermoelektrischen Halbleiterelemente (N,P). Diese basiert auf der Gesamtkühlleistung der thermoelektrischen Halbleiterelemente, um die geforderte Temperaturdifferenz zu erreichen. Es muss sichergestellt sein, dass die Summe der Kühlleistung der thermoelektrischen Halbleiterelemente bei Betriebstemperatur größer ist als die Gesamtleistung der Wärmelast des zu bearbeitenden Objekts. Andernfalls werden die Anforderungen nicht erfüllt. Die thermische Trägheit der thermoelektrischen Elemente ist sehr gering; im Leerlauf dauert es maximal eine Minute. Aufgrund der Trägheit der Last (hauptsächlich bedingt durch deren Wärmekapazität) ist die tatsächliche Zeit bis zum Erreichen der Solltemperatur jedoch deutlich länger als eine Minute und kann mehrere Stunden betragen. Bei höheren Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit ist eine größere Anzahl von Elementen erforderlich. Die Gesamtleistung der Wärmelast setzt sich aus der Gesamtwärmekapazität und der Wärmeverlustleistung zusammen (je niedriger die Temperatur, desto höher die Wärmeverlustleistung).

TES3-2601T125

Imax: 1,0 A,

Umax: 2,16 V,

Delta T: 118 °C

Qmax: 0,36 W

ACR: 1,4 Ohm

Größe: Grundfläche: 6 x 6 mm, Oberseite: 2,5 x 2,5 mm, Höhe: 5,3 mm