Aplicações de módulos de refrigeração termoelétrica

aplicações de módulos de refrigeração termoelétrica

O núcleo do produto para aplicação de resfriamento termoelétrico é o módulo de resfriamento termoelétrico. De acordo com as características, limitações e gama de aplicações da pilha termoelétrica, os seguintes problemas devem ser considerados ao selecionar a pilha:

1. Determine o estado de funcionamento dos elementos de refrigeração termoelétrica. De acordo com a direção e a intensidade da corrente de trabalho, é possível determinar o desempenho do reator em termos de refrigeração, aquecimento e temperatura constante. Embora o método de refrigeração seja o mais comum, não se deve ignorar seu desempenho em aquecimento e temperatura constante.

2. Determine a temperatura real da extremidade quente durante o resfriamento. Como o reator é um dispositivo de diferença de temperatura, para obter o melhor efeito de resfriamento, ele deve ser instalado sobre um radiador de boa qualidade. De acordo com as condições de dissipação de calor, determine a temperatura real da extremidade térmica do reator durante o resfriamento. Deve-se observar que, devido à influência do gradiente de temperatura, a temperatura real da extremidade térmica do reator é sempre superior à temperatura da superfície do radiador, geralmente por menos de alguns décimos de grau, mais de alguns graus ou até dez graus. Da mesma forma, além do gradiente de dissipação de calor na extremidade quente, também existe um gradiente de temperatura entre o espaço resfriado e a extremidade fria do reator.

3. Determine o ambiente e a atmosfera de trabalho do reator. Isso inclui se os módulos TEC e os módulos de refrigeração termoelétrica funcionarão em vácuo ou em atmosfera normal, nitrogênio seco, ar estacionário ou em movimento, e a temperatura ambiente, a partir da qual as medidas de isolamento térmico (adiabático) são consideradas e o efeito da fuga de calor é determinado.

4. Determine o objeto de trabalho dos elementos termoelétricos e a dimensão da carga térmica. Além da influência da temperatura da extremidade quente, a diferença de temperatura mínima ou máxima que os elementos TEC N,P podem atingir é determinada sob as duas condições de ausência de carga e adiabática. Na verdade, os elementos Peltier N,P não podem ser verdadeiramente adiabáticos, mas também devem ter uma carga térmica, caso contrário, são inúteis.

5. Determine o nível do módulo termoelétrico, módulo TEC (elementos Peltier). A seleção da série do reator deve atender aos requisitos da diferença de temperatura real, ou seja, a diferença de temperatura nominal do reator deve ser maior que a diferença de temperatura real necessária; caso contrário, não atenderá aos requisitos. No entanto, a série não pode ser muito extensa, pois o preço do reator aumenta consideravelmente com o aumento da série.

6. Especificações dos elementos termoelétricos N e P. Após a seleção da série de elementos N e P do dispositivo Peltier, as especificações desses elementos podem ser definidas, especialmente a corrente de operação dos elementos N e P do resfriador Peltier. Como existem diversos tipos de reatores capazes de atender à diferença de temperatura e à produção de frio simultaneamente, e devido às diferentes condições de operação, geralmente se seleciona o reator com a menor corrente de operação, pois o custo da energia de suporte é baixo nesse caso. No entanto, a potência total do reator é o fator determinante; para reduzir a corrente de operação com a mesma potência de entrada, é necessário aumentar a tensão (0,1 V por par de componentes), o que resulta em um aumento do logaritmo dos componentes.

7. Determine o número de elementos N e P. Isso se baseia na potência total de resfriamento do reator para atender aos requisitos de diferença de temperatura. É preciso garantir que a soma da capacidade de resfriamento do reator na temperatura de operação seja maior que a potência total da carga térmica do objeto de trabalho; caso contrário, os requisitos não serão atendidos. A inércia térmica da pilha é muito pequena, não ultrapassando um minuto sem carga. No entanto, devido à inércia da carga (principalmente devido à capacidade térmica da carga), a velocidade de trabalho real para atingir a temperatura definida é muito maior que um minuto, podendo levar várias horas. Se os requisitos de velocidade de trabalho forem maiores, o número de pilhas será maior. A potência total da carga térmica é composta pela capacidade térmica total mais a perda de calor (quanto menor a temperatura, maior a perda de calor).

Os sete aspectos acima são os princípios gerais a serem considerados na escolha de elementos Peltier N e P para módulos termoelétricos, de acordo com os quais o usuário final deve escolher primeiro os módulos de refrigeração termoelétrica, refrigeradores Peltier e módulos TEC conforme suas necessidades.

(1)Confirme o uso da temperatura ambiente Th ℃

(2) A baixa temperatura Tc ℃ atingida pelo espaço ou objeto resfriado

(3) Carga térmica conhecida Q (potência térmica Qp, fuga de calor Qt) W

Dados os valores de Th, Tc e Q, os elementos N e P necessários para o refrigerador termoelétrico e o número de elementos N e P do TEC podem ser estimados de acordo com a curva característica dos módulos de refrigeração termoelétrica, refrigerador Peltier e módulos TEC.