การใช้งานโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก

การใช้งานโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก

หัวใจสำคัญของผลิตภัณฑ์ประยุกต์ใช้การระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกคือโมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก ตามลักษณะ จุดอ่อน และขอบเขตการใช้งานของชุดเทอร์โมอิเล็กทริก ควรพิจารณาปัญหาต่อไปนี้เมื่อเลือกใช้ชุดเทอร์โมอิเล็กทริก:

1. กำหนดสถานะการทำงานขององค์ประกอบทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก ตามทิศทางและขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน คุณสามารถกำหนดประสิทธิภาพการทำความเย็น การทำความร้อน และการรักษาอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ได้ แม้ว่าวิธีการทำความเย็นจะเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด แต่ก็ไม่ควรละเลยประสิทธิภาพการทำความร้อนและการรักษาอุณหภูมิ

2. กำหนดอุณหภูมิที่แท้จริงของปลายร้อนขณะระบายความร้อน เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิ เพื่อให้ได้ผลการระบายความร้อนที่ดีที่สุด เครื่องปฏิกรณ์จะต้องติดตั้งบนแผงระบายความร้อนที่ดี ตามสภาพการระบายความร้อนที่ดีหรือไม่ดี ให้กำหนดอุณหภูมิที่แท้จริงของปลายด้านร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ขณะระบายความร้อน ควรสังเกตว่าเนื่องจากอิทธิพลของความแตกต่างของอุณหภูมิ อุณหภูมิที่แท้จริงของปลายด้านร้อนของเครื่องปฏิกรณ์จะสูงกว่าอุณหภูมิพื้นผิวของแผงระบายความร้อนเสมอ โดยปกติจะน้อยกว่าไม่กี่ส่วนสิบขององศา มากกว่าไม่กี่องศาก็อาจมากถึงสิบองศา ในทำนองเดียวกัน นอกเหนือจากความแตกต่างของการระบายความร้อนที่ปลายร้อนแล้ว ยังมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นที่ระบายความร้อนและปลายเย็นของเครื่องปฏิกรณ์ด้วย

3. กำหนดสภาพแวดล้อมและบรรยากาศการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งรวมถึงว่าโมดูล TEC และโมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกทำงานในสภาวะสุญญากาศหรือในบรรยากาศปกติ ไนโตรเจนแห้ง อากาศนิ่งหรืออากาศเคลื่อนที่ และอุณหภูมิแวดล้อม โดยคำนึงถึงมาตรการฉนวนกันความร้อน (อะเดียแบติก) และกำหนดผลกระทบของการรั่วไหลของความร้อน

4. กำหนดวัตถุการทำงานขององค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกและขนาดของภาระความร้อน นอกเหนือจากอิทธิพลของอุณหภูมิที่ปลายร้อนแล้ว จะต้องกำหนดอุณหภูมิต่ำสุดหรือความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดที่องค์ประกอบ TEC N,P สามารถทำได้ภายใต้เงื่อนไขสองประการคือ ไม่มีภาระและเป็นฉนวนความร้อน ในความเป็นจริง องค์ประกอบ Peltier N,P ไม่สามารถเป็นฉนวนความร้อนได้อย่างแท้จริง แต่ต้องมีภาระความร้อนด้วย มิฉะนั้นจะไม่มีประโยชน์

5. กำหนดระดับของโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูล TEC (องค์ประกอบเพลเทียร์) การเลือกซีรี่ส์ของเครื่องปฏิกรณ์ต้องตรงตามข้อกำหนดของความแตกต่างของอุณหภูมิที่แท้จริง กล่าวคือ ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ระบุของเครื่องปฏิกรณ์ต้องสูงกว่าความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการจริง มิฉะนั้นจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ แต่ซีรี่ส์ไม่ควรสูงเกินไป เพราะราคาของเครื่องปฏิกรณ์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อซีรี่ส์สูงขึ้น

6. คุณสมบัติขององค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริก N,P หลังจากเลือกชุดองค์ประกอบ N,P ของอุปกรณ์เพลเทียร์แล้ว สามารถเลือกคุณสมบัติขององค์ประกอบ N,P ของเพลเทียร์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระแสไฟฟ้าในการทำงานขององค์ประกอบ N,P ของเครื่องทำความเย็นเพลเทียร์ เนื่องจากมีเครื่องปฏิกรณ์หลายชนิดที่สามารถตอบสนองความแตกต่างของอุณหภูมิและการผลิตความเย็นได้พร้อมกัน แต่เนื่องจากสภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน โดยปกติแล้วจะเลือกเครื่องปฏิกรณ์ที่มีกระแสไฟฟ้าในการทำงานน้อยที่สุด เนื่องจากต้นทุนพลังงานที่รองรับในขณะนี้มีน้อย แต่พลังงานรวมของเครื่องปฏิกรณ์เป็นปัจจัยกำหนด พลังงานขาเข้าเท่าเดิม การลดกระแสไฟฟ้าในการทำงานจะต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (0.1 โวลต์ต่อคู่ของส่วนประกอบ) ดังนั้นจำนวนส่วนประกอบจึงต้องเพิ่มขึ้น

7. กำหนดจำนวนองค์ประกอบ N และ P โดยพิจารณาจากกำลังการระบายความร้อนรวมของเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดความแตกต่างของอุณหภูมิ ต้องแน่ใจว่าผลรวมของกำลังการระบายความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิการทำงานนั้นมากกว่ากำลังรวมของภาระความร้อนของวัตถุที่กำลังทำงาน มิฉะนั้นจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ ความเฉื่อยทางความร้อนของกองเชื้อเพลิงมีขนาดเล็กมาก ไม่เกินหนึ่งนาทีในสภาวะไม่มีภาระ แต่เนื่องจากความเฉื่อยของภาระ (ส่วนใหญ่เกิดจากความจุความร้อนของภาระ) ความเร็วในการทำงานจริงเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่กำหนดจึงมากกว่าหนึ่งนาทีมาก และอาจใช้เวลานานหลายชั่วโมง หากความต้องการความเร็วในการทำงานสูงขึ้น จำนวนกองเชื้อเพลิงก็จะมากขึ้น กำลังรวมของภาระความร้อนประกอบด้วยความจุความร้อนทั้งหมดบวกกับการรั่วไหลของความร้อน (ยิ่งอุณหภูมิต่ำ การรั่วไหลของความร้อนยิ่งมาก)

หลักการทั้งเจ็ดข้างต้นเป็นหลักการทั่วไปที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก N, P และองค์ประกอบเพลเทียร์ โดยที่ผู้ใช้ควรเลือกโมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก ตัวระบายความร้อนเพลเทียร์ และโมดูล TEC ตามความต้องการเป็นอันดับแรก

(1)ยืนยันการใช้อุณหภูมิแวดล้อม Th ℃

(2) อุณหภูมิต่ำ Tc ℃ ที่พื้นที่หรือวัตถุที่เย็นตัวลงถึง

(3) โหลดความร้อนที่ทราบ Q (กำลังความร้อน Qp, การรั่วไหลของความร้อน Qt) W

เมื่อกำหนดค่า Th, Tc และ Q แล้ว สามารถประมาณค่าจำนวนองค์ประกอบ N,P ของเทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ที่ต้องการ และจำนวนองค์ประกอบ N,P ของ TEC ได้ตามเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ เพลเทียร์คูลเลอร์ และโมดูล TEC