Как выбрать лучшееТИК? Давайте сначала посмотрим на модель и формулу расчета ТЭП с X похвальный.
На рисунке выше показана пара термопар. Сначала давайте представим понятия каждого параметра на следующем рисунке, которые позже будут использоваться в математических уравнениях.
Ниже приведены два наиболее фундаментальных уравнения: Qc нагрузки и расчет напряжения.
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2*N*[S*(Th-Tc)+I*R*L/A]
В первой формуле расчета Qc первый член: S *I * Tc представляет эффект охлаждения Пельтье, а второй член, 1/2*I^2*R*L/A, указывает на тепловой эффект Джоуля, возникающий при прохождении тока через резистор. Джоулево тепло распределяется по всему компоненту, поэтому половина тепла поступает к холодной стороне, а другая половина — к горячей стороне. Последний член, K*A/L*(Th-Tc), представляет собой эффект Фурье, то есть тепло передается от высокой температуры к низкой температуре. Следовательно, охлаждающий эффект Пельтье будет ослаблен из-за потерь, вызванных сопротивлением и теплопроводностью.
Для напряжения первый член S*(Th-Tc) представляет напряжение Зеебека. Второй член, I*R*L/A, представляет собой напряжение, соответствующее закону Ома.
После чрезвычайно сложного вывода высшая математика почти забыта, поэтому процесс вывода здесь опущен. Результат – самое важное. Тогда получаются две формулы, крайне важные при выборе ТЭП:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP (коэффициент производительности) = Qc/Qtec
Основные требования к выбору ТЭО: нагрузка Qc, рабочая температура Tc, температура горячего конца Th, Dt=Th-Tc. Например: Qc=1,5 Вт, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25 Вт. Является ли Qmax 5,25 Вт оптимальным решением? Нет, 5,25 — это наименьшее значение Qmax в этом приложении. Qmax не обязательно означает, что чем больше, тем лучше. Если оно больше, то и количество пар ПШ будет больше, и сама потребляемая энергия будет больше. Как рассчитать этот оптимальный Qmax, довольно сложно и требует очень профессиональных инженеров-теплотехников.
Как показано на следующем рисунке, мы выбрали три группы TEC, разные Qmax, но одну и ту же среду применения. COP TEC#1 самый низкий, а его Qmax самый большой.
Подводить итоги:
1. ТЭП с наибольшей мощностью не обязательно является самым подходящим; это зависит от конкретного приложения.
2. Для применения с особыми требованиями к нагрузке и перепаду температур определенно можно получить оптимальное решение путем расчета COP.
3. Как показано на следующем рисунке, каждый TEC имеет оптимальный диапазон нагрузки (наибольшее значение COP) при определении Dt.
