Termoelektrična tehnologija je tehnika aktivnog upravljanja toplinom koja se temelji na Peltierovom efektu.Otkrio ga je JCA Peltier 1834., ovaj fenomen uključuje zagrijavanje ili hlađenje spoja dvaju termoelektričnih materijala (bizmuta i telurida) propuštanjem struje kroz spoj.Tijekom rada, istosmjerna struja teče kroz TEC modul uzrokujući prijenos topline s jedne strane na drugu.Stvaranje hladne i tople strane.Ako je smjer struje obrnut, mijenjaju se hladna i vruća strana.Njegova snaga hlađenja također se može prilagoditi promjenom radne struje.Tipični jednostupanjski hladnjak (slika 1) sastoji se od dvije keramičke ploče s p i n-tipom poluvodičkog materijala (bizmut, telurid) između keramičkih ploča.Elementi poluvodičkog materijala spojeni su električni serijski i toplinski paralelno.
Termoelektrični rashladni modul, Peltier uređaj, TEC moduli mogu se smatrati vrstom termoenergetske crpke u čvrstom stanju, a zbog svoje stvarne težine, veličine i brzine reakcije vrlo je pogodan za korištenje kao dio ugrađenog hlađenja sustava (zbog ograničenosti prostora).S prednostima poput tihog rada, otpornosti na razbijanje, otpornosti na udarce, duljeg vijeka trajanja i jednostavnog održavanja, modernog termoelektričnog rashladnog modula, Peltierovog uređaja, TEC moduli imaju široku primjenu u području vojne opreme, zrakoplovstva, zrakoplovstva, liječenja, epidemija prevencija, eksperimentalni uređaji, potrošački proizvodi (hladnjak za vodu, hladnjak za auto, hotelski hladnjak, hladnjak za vino, osobni mini hladnjak, rashladna i grijana podloga za spavanje, itd.).
Danas, zbog male težine, male veličine ili kapaciteta i niske cijene, termoelektrično hlađenje naširoko se koristi u medicinskoj, farmaceutskoj opremi, zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, vojsci, sustavima spektroskopije i komercijalnim proizvodima (kao što su dispenzer tople i hladne vode, prijenosni hladnjaci, rashlađivač automobila i tako dalje)
Parametri | |
I | Radna struja za TEC modul (u amperima) |
Imax | Radna struja koja čini najveću temperaturnu razliku △Tmax(u amperima) |
Qc | Količina topline koja se može apsorbirati na hladnoj strani TEC-a (u vatima) |
Qmax | Maksimalna količina topline koja se može apsorbirati na hladnoj strani.To se događa kod I = Imaxi kada je Delta T = 0. (u vatima) |
Tvruće | Temperatura površine vruće strane kada TEC modul radi (u °C) |
Thladna | Temperatura hladne bočne strane kada TEC modul radi (u °C) |
△T | Razlika u temperaturi između vruće strane (Th) i hladna strana (Tc).Delta T = Th-Tc(u °C) |
△Tmax | Maksimalna razlika u temperaturi koju TEC modul može postići između vruće strane (Th) i hladna strana (Tc).To se događa (maksimalni kapacitet hlađenja) pri I = Imaxi Qc= 0. (u °C) |
Umax | Napon napajanja na I = Imax(u voltima) |
ε | Učinkovitost hlađenja TEC modula (%) |
α | Seebeckov koeficijent termoelektričnog materijala (V/°C) |
σ | Električni koeficijent termoelektričnog materijala (1/cm·ohm) |
κ | Toplinska vodljivost termoelektričnog materijala (W/CM·°C) |
N | Broj termoelektričnog elementa |
Iεmax | Struja priključena kada je temperatura vruće strane i stare strane TEC modula određena vrijednost i potrebno je postići maksimalnu učinkovitost (u amperima) |
Uvođenje aplikacijskih formula u TEC modul
Qc= 2N[α(Tc+273)-LI²/2σS-κs/Lx(Th- Tc)]
△T= [ Iα(Tc+273)-LI/²2σS] / (κS/L + I α]
U = 2 N [ IL /σS +α(Th- Tc)]
ε = Qc/UI
Qh= Qc + IU
△Tmax= Th+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
Imax =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεmax =ασS (Th- Tc) / L (√1+0,5σα²(546+ Th- Tc)/ κ-1)