การประยุกต์ใช้โมดูลระบายความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริก

การใช้งานโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก

แกนหลักของผลิตภัณฑ์เทอร์โมอิเล็กทริกสำหรับระบบทำความเย็นคือโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก เมื่อเลือกโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก ควรพิจารณาปัญหาต่อไปนี้ตามคุณลักษณะ จุดอ่อน และขอบเขตการใช้งานของโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก:

1. พิจารณาสถานะการทำงานของอุปกรณ์ทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โดยพิจารณาจากทิศทางและขนาดของกระแสไฟฟ้าทำงาน คุณสามารถกำหนดประสิทธิภาพการทำความเย็น ความร้อน และอุณหภูมิคงที่ของเครื่องปฏิกรณ์ได้ แม้ว่าวิธีการทำความเย็นที่นิยมใช้มากที่สุดจะเป็นวิธีการทำความเย็น แต่ก็ไม่ควรมองข้ามประสิทธิภาพการทำความร้อนและอุณหภูมิคงที่

2. พิจารณาอุณหภูมิจริงของส่วนปลายร้อนขณะทำความเย็น เนื่องจากตัวปฏิกรณ์เป็นอุปกรณ์ที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการทำความเย็นที่ดีที่สุด ตัวปฏิกรณ์จึงต้องติดตั้งบนหม้อน้ำที่ดี โดยพิจารณาจากสภาพการระบายความร้อนที่ดีหรือไม่ดี พิจารณาอุณหภูมิจริงของส่วนปลายร้อนขณะทำความเย็น โปรดทราบว่าเนื่องจากอิทธิพลของการไล่ระดับอุณหภูมิ อุณหภูมิจริงของส่วนปลายร้อนของตัวปฏิกรณ์จึงสูงกว่าอุณหภูมิพื้นผิวของหม้อน้ำเสมอ โดยทั่วไปจะน้อยกว่าไม่กี่สิบองศา หรือมากกว่าไม่กี่องศา ในทำนองเดียวกัน นอกจากการไล่ระดับความร้อนที่ส่วนปลายร้อนแล้ว ยังมีการไล่ระดับอุณหภูมิระหว่างพื้นที่เย็นและส่วนปลายเย็นของตัวปฏิกรณ์ด้วย

3. กำหนดสภาพแวดล้อมและบรรยากาศการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งรวมถึงว่าโมดูล TEC, โมดูลระบายความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริกที่ทำงานในสุญญากาศหรือในบรรยากาศปกติ, ไนโตรเจนแห้ง, อากาศนิ่งหรืออากาศเคลื่อนที่ และอุณหภูมิแวดล้อม ซึ่งนำมาพิจารณาถึงค่าฉนวนกันความร้อน (อะเดียแบติก) และผลกระทบจากการรั่วไหลของความร้อน

4. กำหนดวัตถุประสงค์การทำงานขององค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกและขนาดของภาระความร้อน นอกจากอิทธิพลของอุณหภูมิของส่วนปลายร้อนแล้ว อุณหภูมิต่ำสุดหรือความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดที่องค์ประกอบ TEC N,P สามารถทำได้จะถูกกำหนดภายใต้เงื่อนไขสองประการคือไม่มีโหลดและอะเดียแบติก อันที่จริงองค์ประกอบ Peltier N,P ไม่สามารถเป็นอะเดียแบติกอย่างแท้จริงได้ แต่ต้องมีภาระความร้อนด้วย มิฉะนั้นจะไม่มีความหมาย

5. กำหนดระดับของโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูล TEC (องค์ประกอบเพลเทียร์) การเลือกชุดเครื่องปฏิกรณ์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของความแตกต่างของอุณหภูมิจริง กล่าวคือ ความแตกต่างของอุณหภูมิที่กำหนดของเครื่องปฏิกรณ์ต้องสูงกว่าความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการจริง มิฉะนั้นจะไม่เป็นไปตามข้อกำหนด แต่ชุดเครื่องปฏิกรณ์ต้องไม่มากเกินไป เพราะราคาของเครื่องปฏิกรณ์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อชุดเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มขึ้น

6. ข้อกำหนดขององค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริก N,P หลังจากเลือกองค์ประกอบ N,P ของอุปกรณ์ Peltier แบบอนุกรมแล้ว สามารถเลือกข้อกำหนดขององค์ประกอบ N,P ของ Peltier ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระแสไฟฟ้าทำงานขององค์ประกอบ N,P ของ Peltier Cooler เนื่องจากมีเครื่องปฏิกรณ์หลายประเภทที่สามารถตอบสนองความแตกต่างของอุณหภูมิและการผลิตความเย็นได้ในเวลาเดียวกัน แต่เนื่องจากสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน มักจะเลือกเครื่องปฏิกรณ์ที่มีกระแสไฟฟ้าทำงานน้อยที่สุด เนื่องจากต้นทุนพลังงานสนับสนุนในขณะนี้ต่ำ แต่กำลังไฟฟ้ารวมของเครื่องปฏิกรณ์เป็นปัจจัยกำหนด กำลังไฟฟ้าเข้าที่เท่ากันเพื่อลดกระแสไฟฟ้าทำงานจะต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (0.1 โวลต์ต่อคู่ส่วนประกอบ) ดังนั้นลอการิทึมของส่วนประกอบจึงต้องเพิ่มขึ้น

7. กำหนดจำนวนธาตุ N, P โดยพิจารณาจากกำลังทำความเย็นรวมของเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดความแตกต่างของอุณหภูมิ ต้องมั่นใจว่าผลรวมกำลังทำความเย็นของเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิใช้งานมีค่ามากกว่ากำลังความร้อนรวมของวัตถุที่ใช้งาน มิฉะนั้นจะไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ความเฉื่อยทางความร้อนของปล่องเตาปฏิกรณ์มีค่าน้อยมาก ไม่เกินหนึ่งนาทีเมื่อไม่มีโหลด แต่เนื่องจากความเฉื่อยของโหลด (ส่วนใหญ่เกิดจากความจุความร้อนของโหลด) ความเร็วในการทำงานจริงเพื่อให้ถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้จึงมากกว่าหนึ่งนาทีและใช้เวลานานถึงหลายชั่วโมง หากความต้องการความเร็วในการทำงานสูงกว่า จำนวนปล่องเตาปฏิกรณ์จะมากขึ้น พลังงานรวมของโหลดความร้อนประกอบด้วยความจุความร้อนรวมบวกกับการรั่วไหลของความร้อน (ยิ่งอุณหภูมิต่ำ การรั่วไหลของความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้น)

เจ็ดด้านข้างต้นเป็นหลักการทั่วไปที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกองค์ประกอบเพลเทียร์ N, P ซึ่งผู้ใช้เดิมควรเลือกโมดูลระบายความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริก ตัวทำความเย็นเพลเทียร์ โมดูล TEC ตามความต้องการก่อน

(1) ยืนยันการใช้อุณหภูมิแวดล้อม Th ℃

(2) อุณหภูมิต่ำ Tc ℃ ที่เข้าถึงพื้นที่หรือวัตถุที่เย็นลง

(3) ภาระความร้อนที่ทราบ Q (พลังงานความร้อน Qp, การรั่วไหลของความร้อน Qt) W

เมื่อกำหนด Th, Tc และ Q องค์ประกอบ N, P ที่ต้องการของเครื่องทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริกและจำนวนองค์ประกอบ N, P ของ TEC สามารถประมาณได้ตามเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก เครื่องทำความเย็นแบบเพลเทียร์ และโมดูล TEC