บทนำเกี่ยวกับโมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก
เทคโนโลยีเทอร์โมอิเล็กทริกเป็นเทคนิคการจัดการความร้อนแบบแอคทีฟโดยอาศัยปรากฏการณ์เพลเทียร์ ซึ่งค้นพบโดย เจ.เอ. เพลเทียร์ ในปี ค.ศ. 1834 ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนหรือความเย็นแก่จุดเชื่อมต่อของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกสองชนิด (บิสมัทและเทลลูไรด์) โดยการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านจุดเชื่อมต่อ ในระหว่างการทำงาน กระแสตรงจะไหลผ่านโมดูล TEC ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง ทำให้เกิดด้านเย็นและด้านร้อน หากทิศทางของกระแสไฟฟ้ากลับทิศทาง ด้านเย็นและด้านร้อนก็จะสลับกัน กำลังการทำความเย็นยังสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการทำงาน ตัวทำความเย็นแบบขั้นตอนเดียวทั่วไป (รูปที่ 1) ประกอบด้วยแผ่นเซรามิกสองแผ่นที่มีวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p และ n (บิสมัท เทลลูไรด์) อยู่ระหว่างแผ่นเซรามิก องค์ประกอบของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าแบบอนุกรมและทางความร้อนแบบขนาน
โมดูลทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก อุปกรณ์เพลเทียร์ และโมดูล TEC สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นปั๊มพลังงานความร้อนแบบโซลิดสเตทชนิดหนึ่ง และเนื่องจากน้ำหนัก ขนาด และอัตราการเกิดปฏิกิริยา จึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบทำความเย็นแบบติดตั้งภายใน (เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่) ด้วยข้อดีต่างๆ เช่น การทำงานเงียบ ไม่แตกหักง่าย ทนต่อแรงกระแทก อายุการใช้งานยาวนาน และบำรุงรักษาง่าย โมดูลทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก อุปกรณ์เพลเทียร์ และโมดูล TEC ในปัจจุบันจึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านอุปกรณ์ทางทหาร การบิน อวกาศ การแพทย์ การป้องกันโรคระบาด อุปกรณ์ทดลอง ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค (เครื่องทำน้ำเย็น ตู้เย็นในรถยนต์ ตู้เย็นโรงแรม ตู้แช่ไวน์ ตู้เย็นขนาดเล็กส่วนบุคคล แผ่นรองนอนทำความเย็นและให้ความร้อน ฯลฯ)
ในปัจจุบัน เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ขนาดเล็ก หรือความจุไม่มาก และต้นทุนต่ำ การทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เภสัชกรรม การบิน อวกาศ การทหาร ระบบสเปกโทรสโคปี และผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ (เช่น เครื่องจ่ายน้ำร้อนและน้ำเย็น ตู้เย็นพกพา เครื่องทำความเย็นในรถยนต์ เป็นต้น)
| พารามิเตอร์ | |
| I | กระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโมดูล TEC (หน่วยเป็นแอมป์) |
| Iสูงสุด | กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุด △Tสูงสุด(หน่วยเป็นแอมป์) |
| Qc | ปริมาณความร้อนที่สามารถดูดซับได้ที่ด้านเย็นของ TEC (หน่วยเป็นวัตต์) |
| Qสูงสุด | ปริมาณความร้อนสูงสุดที่สามารถดูดซับได้ที่ด้านเย็น ซึ่งเกิดขึ้นที่ I = Iสูงสุดและเมื่อ Delta T = 0 (ในหน่วยวัตต์) |
| Tร้อน | อุณหภูมิของพื้นผิวด้านร้อนขณะที่โมดูล TEC ทำงาน (หน่วยเป็น °C) |
| Tเย็น | อุณหภูมิของพื้นผิวด้านเย็นขณะที่โมดูล TEC ทำงาน (หน่วยเป็น °C) |
| △T | ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านร้อน (T)h) และด้านเย็น (Tc). เดลต้า ที = ทีh-Tc(หน่วยเป็น °C) |
| △Tสูงสุด | ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดที่โมดูล TEC สามารถทำได้ระหว่างด้านร้อน (T)h) และด้านเย็น (Tc) เหตุการณ์นี้เกิดขึ้น (ความสามารถในการระบายความร้อนสูงสุด) ที่ I = Iสูงสุดและคิวc= 0 (ในหน่วย °C) |
| Uสูงสุด | แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ I = Iสูงสุด(หน่วยเป็นโวลต์) |
| ε | ประสิทธิภาพการระบายความร้อนของโมดูล TEC (%) |
| α | สัมประสิทธิ์ซีเบคของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก (V/°C) |
| σ | ค่าสัมประสิทธิ์ทางไฟฟ้าของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก (1/ซม.·โอห์ม) |
| κ | ค่าการนำความร้อนของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก (W/CM·°C) |
| N | จำนวนขององค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริก |
| Iεสูงสุด | กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านเมื่ออุณหภูมิด้านร้อนและด้านเย็นของโมดูล TEC มีค่าตามที่กำหนด และจำเป็นต้องได้รับประสิทธิภาพสูงสุด (หน่วยเป็นแอมป์) |
การแนะนำสูตรการประยุกต์ใช้ในโมดูล TEC
Qc= 2N[α(Tc+273)-LI²/2σS-κs/Lx(Tชม.- ทีค) ]
△T= [ Iα(Tc+273)-LI/²2σS] / (κS/L + I α]
U = 2 N [ IL /σS +α(Tชม.- ทีค)]
ε = Qc/UI
Qชม.= คิวซี + ยูไอ
△Tสูงสุด= ทีชม.+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
Iสูงสุด =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεสูงสุด =ασS (Tชม.- ทีค) / L (√1+0.5σα²(546+ Tชม.- ทีค)/ κ-1)
ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
สินค้าขายดี
- บล็อกที่เกี่ยวข้อง
- รีวิว
-
อีเมล
-
โทรศัพท์
-
สูงสุด
