En iyisi nasıl seçilirTEC? Öncelikle TEC'in modeline ve hesaplama formülüne bir göz atalım. X değerli.
Yukarıdaki resimde bir termokupl çifti gösterilmektedir. Öncelikle aşağıdaki resimdeki her bir parametrenin daha sonra matematiksel denklemlerde kullanılacak kavramlarını tanıtalım.
Aşağıdakiler en temel denklemlerden ikisidir: yük Qc ve gerilim hesaplaması
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 the I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
İlk Qc hesaplama formülündeki ilk terim: S *I * Tc, Peltier soğutma etkisini temsil eder ve ikinci terim olan 1/2*I^2*R*L/A, akım bir dirençten geçtiğinde oluşan Joule ısı etkisini gösterir. Joule ısısı bileşen boyunca dağıtılır, böylece ısının yarısı soğuk tarafa, diğer yarısı da sıcak tarafa akar. Son terim olan K*A/L*(Th-Tc), Fourier etkisini temsil eder, yani ısı yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa iletilir. Dolayısıyla direnç ve ısı iletkenliğinden kaynaklanan kayıplar nedeniyle Peltier'in soğutma etkisi zayıflayacaktır.
Gerilim için ilk terim S*(Th-Tc) Seebeck gerilimini temsil eder. İkinci terim olan I*R*L/A, Ohm Yasasına bağlı voltajı temsil eder.
Son derece karmaşık bir türetmenin ardından ileri matematik neredeyse unutulmuş olduğundan türetme işlemi burada atlanmıştır. Sonuç en önemlisidir. Daha sonra TEC seçiminde son derece önemli olan iki formül elde edilir:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP(Performans Katsayısı)=Qc/Qtec
TEC seçimi için temel gereksinimler: Qc yükü, Tc çalışma sıcaklığı, sıcak uç sıcaklığı Th, Dt=Th-Tc. Örneğin: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Bu Qmax 5,25W en uygun çözüm mü? Hayır, 5,25 bu uygulamadaki en küçük Qmax'tır. Qmax ne kadar büyük olursa o kadar iyi olmak zorunda değildir. Daha büyükse, PN çiftlerinin sayısı daha fazla olacak ve tüketilen enerji de daha fazla olacaktır. Bu optimal Qmax'ın nasıl hesaplanacağı oldukça karmaşıktır ve çok profesyonel termal tasarım mühendisleri gerektirir.
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, farklı Qmax'a sahip ancak aynı uygulama ortamına sahip üç TEC grubu seçtik. TEC# 1'in COP'si en düşük, Qmax'ı ise en büyüğüdür.
Özetle:
1. En yüksek güce sahip TEC mutlaka en uygun olanı olmayabilir; özel uygulamaya bağlıdır.
2. Belirli yük ve sıcaklık farkı gereksinimleri olan bir uygulama için COP'yi hesaplayarak en uygun çözümü elde etmek kesinlikle mümkündür.
3. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, Dt belirlendiğinde her TEC'in bir optimal yük aralığı (en yüksek COP değeri) vardır.
