วิธีการเลือกโมดูลทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก)?

บริษัท ปักกิ่ง หุยเหมา คูลลิ่ง อีควิปเมนท์ จำกัด ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ชุดโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก ชิ้นส่วนเพลเทียร์ และอุปกรณ์เพลเทียร์ รวมถึงโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) มาตรฐาน และโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเพลเทียร์ และชิ้นส่วนเพลเทียร์แบบกำหนดเองตามความต้องการของลูกค้า มีทั้งโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก อุปกรณ์เพลเทียร์ และโมดูล TEC แบบขั้นตอนเดียว และโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก และอุปกรณ์เพลเทียร์แบบหลายขั้นตอน เช่น สองขั้นตอน สามขั้นตอน ถึงหกขั้นตอน โมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก ชิ้นส่วนเพลเทียร์) ใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกของสารกึ่งตัวนำ เมื่อกระแสตรงไหลผ่านเทอร์โมคัปเปิลที่เกิดจากการเชื่อมต่อวัสดุสารกึ่งตัวนำสองชนิดที่แตกต่างกันแบบอนุกรม ปลายด้านเย็นและปลายด้านร้อนจะดูดซับและปล่อยความร้อนตามลำดับ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับงานที่ต้องการการหมุนเวียนอุณหภูมิ ไม่จำเป็นต้องใช้สารทำความเย็น สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ไม่มีแหล่งกำเนิดมลพิษ ไม่มีชิ้นส่วนหมุน และจะไม่ก่อให้เกิดผลกระทบจากการหมุน นอกจากนี้ ยังไม่มีชิ้นส่วนที่เลื่อนได้ ทำงานโดยปราศจากการสั่นสะเทือนหรือเสียงรบกวน มีอายุการใช้งานยาวนาน และติดตั้งง่าย โมดูลทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูล TEC โมดูล Peltier และโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ การทหาร และห้องปฏิบัติการ ที่ต้องการความแม่นยำและความน่าเชื่อถือในการควบคุมอุณหภูมิสูง

การเลือกประเภทที่เหมาะสมเป็นจุดเริ่มต้นของการใช้งานโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลระบายความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริก หรือโมดูล TE การเลือกโมดูลระบายความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริกที่ถูกต้องเท่านั้นที่จะช่วยให้บรรลุเป้าหมายการควบคุมอุณหภูมิที่ต้องการได้ ก่อนที่จะเลือกโมดูล Peltier โมดูล TEC หรือโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก จำเป็นต้องชี้แจงความต้องการในการระบายความร้อนก่อน ว่าเป้าหมายของการระบายความร้อนคืออะไร ควรเลือกเทคโนโลยีการระบายความร้อนแบบใด วิธีการนำความร้อนแบบใด อุณหภูมิเป้าหมายคือเท่าใด และสามารถจ่ายพลังงานได้เท่าใด หากคุณวางแผนที่จะเลือกโมดูลระบายความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูล Peltier โมดูล TEC หรือองค์ประกอบ Peltier จากบริษัท Beijing Huimao Cooling Equipment Co., Ltd. คุณสามารถกำหนดรุ่นที่ต้องการได้โดยทำตามขั้นตอนการเลือกต่อไปนี้

1. ประเมินภาระความร้อน

ภาระความร้อน หมายถึง ปริมาณความร้อนที่ต้องกำจัดออกเพื่อลดอุณหภูมิของเป้าหมายที่ต้องการระบายความร้อนให้ถึงระดับที่กำหนด ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิคงที่ โดยมีหน่วยเป็นวัตต์ (W) ภาระความร้อนส่วนใหญ่แบ่งออกเป็น ภาระความร้อนที่เกิดจากตัวเป้าหมายเอง ภาระความร้อนที่เกิดจากตัวเป้าหมายเอง คือ ภาระความร้อนที่เกิดจากรังสี การพาความร้อน และการนำความร้อนจากภายนอก สูตรคำนวณภาระความร้อนที่เกิดจากตัวเป้าหมายเอง

Qactive = V2/R = VI = I2R;

Qactive = ภาระความร้อนที่ใช้งานอยู่ (วัตต์)

V = แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ทำความเย็น (V)

R = ค่าความต้านทานของอุปกรณ์ทำความเย็น

I = กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเป้าหมายที่ถูกทำให้เย็น (A)

ภาระความร้อนจากการแผ่รังสี คือภาระความร้อนที่ถ่ายเทไปยังวัตถุเป้าหมายผ่านการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า สูตรคำนวณ:

กราด = F es A (Tamb4 – Tc4);

Qrad = ภาระความร้อนจากการแผ่รังสี (วัตต์)

F = ปัจจัยรูปร่าง (ค่าที่แย่ที่สุด = 1)

e = ค่าการแผ่รังสี (ค่ากรณีเลวร้ายที่สุด = 1)

s = ค่าคงที่ของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ (5.667 x 10⁻⁸ วัตต์/ตร.ม. k⁴)

A = พื้นที่ผิวระบายความร้อน (ตร.ม.)

Tamb = อุณหภูมิแวดล้อม (K)

Tc = TEC – อุณหภูมิปลายเย็น (K)

ภาระความร้อนจากการพาความร้อน คือภาระความร้อนที่ถ่ายเทโดยธรรมชาติจากของเหลวที่ไหลผ่านพื้นผิวของวัตถุเป้าหมายจากภายนอก สูตรการคำนวณคือ:

Qconv = hA (Tair – Tc);

Qconv = ภาระความร้อนจากการพาความร้อน (วัตต์)

h = ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน (W/m² °C) (ค่าทั่วไปของระนาบน้ำที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน 1) = 21.7 W/m² °C

A = พื้นที่ผิว (ตร.ม.)

ไทร์ = อุณหภูมิแวดล้อม (°C);

Tc = อุณหภูมิปลายเย็น (°C)

ภาระความร้อนแบบนำ คือ ภาระความร้อนที่ถ่ายเทจากภายนอกผ่านวัตถุสัมผัสบนพื้นผิวของวัตถุเป้าหมาย สูตรการคำนวณคือ:

Qcond =k A DT/L;

Qcond = ภาระความร้อนที่ถ่ายเท (วัตต์)

k = ค่าการนำความร้อนของวัสดุที่นำความร้อนได้ (W/m °C)

A = พื้นที่หน้าตัดของวัสดุที่นำความร้อนได้ (ตร.ม.)

L = ความยาวของเส้นทางการนำความร้อน (เมตร)

DT = ผลต่างอุณหภูมิของเส้นทางการนำความร้อน (°C) (โดยปกติหมายถึงอุณหภูมิแวดล้อมหรืออุณหภูมิของตัวระบายความร้อน ลบด้วยอุณหภูมิปลายด้านเย็น)

สำหรับภาระความร้อนรวมจากการพาความร้อนและการนำความร้อน สูตรการคำนวณมีดังนี้:

Q passive = (A x DT)/(x/k + 1/h);

Qpassive = ภาระความร้อน (วัตต์)

A = พื้นที่ผิวทั้งหมดของเปลือกหอย (ตร.ม.)

x = ความหนาของชั้นฉนวน (เมตร)

k = ค่าการนำความร้อนของฉนวน (W/m °C)

h = ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน (W/m² °C)

DT = ความแตกต่างของอุณหภูมิ (°C)

2. คำนวณภาระความร้อนรวม

ขั้นตอนแรก เราสามารถคำนวณภาระความร้อนรวมของระบบทำความเย็นเป้าหมายได้

สมมติว่าในโครงการจริง ภาระความร้อนที่เกิดขึ้นจริงคือ 8 วัตต์ ภาระความร้อนจากการแผ่รังสีคือ 0.2 วัตต์ ภาระความร้อนจากการพาความร้อนคือ 0.8 วัตต์ ภาระความร้อนจากการนำความร้อนคือ 0 วัตต์ และภาระความร้อนทั้งหมดคือ 9 วัตต์

3. กำหนดอุณหภูมิ

กำหนดอุณหภูมิปลายร้อน อุณหภูมิปลายเย็น และความแตกต่างของอุณหภูมิในการทำความเย็นของแผ่นทำความเย็น สมมติว่าในโครงการจริง อุณหภูมิแวดล้อมคือ 27°C อุณหภูมิเป้าหมายในการทำความเย็นคือ -8°C และความแตกต่างของอุณหภูมิในการทำความเย็น DT = 35°C

สมมติว่าภาระความร้อนรวมของเป้าหมายการทำความเย็นมีค่าประมาณ 9 วัตต์ ตามการประมาณก่อนหน้านี้ ค่า Qmax ที่เหมาะสมที่สุดจะได้เป็น 9/0.25 = 36 วัตต์ และค่า Qmax สูงสุดจะได้เป็น 9/0.45 = 20 วัตต์ ค้นหาในแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์ของบริษัท Beijing Huimao Cooling Equipment Co.,Ltd สำหรับโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเพลเทียร์ อุปกรณ์เพลเทียร์ และองค์ประกอบเพลเทียร์ โมดูล TEC และหาผลิตภัณฑ์ที่มีค่า Qmax อยู่ในช่วง 20 ถึง 36 วัตต์