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熱電冷却モジュール(熱電モジュール)の選び方

北京匯茂冷却設備有限公司は、標準熱電冷却モジュール、TECモジュール、および顧客のニーズに応じた特注の特殊熱電モジュール、ペルチェモジュール、ペルチェ素子を含む一連の熱電冷却モジュール、ペルチェ素子、ペルチェデバイスを発売しました。単段式熱電モジュール、ペルチェ素子、TECモジュールのほか、2段式、3段式から6段式までの多段式熱電冷却モジュール、ペルチェモジュール、ペルチェクーラーがあります。熱電冷却モジュール(熱電モジュール、ペルチェ素子)は、半導体の熱電効果を利用します。2種類の異なる半導体材料を直列に接続して形成された熱電対に直流電流が流れると、冷端と温端がそれぞれ熱を吸収および放出するため、温度サイクル用途に最適です。冷媒は不要で、連続運転が可能で、汚染源や回転部品がなく、回転効果も発生しません。さらに、摺動部品がなく、振動や騒音もなく動作し、長寿命で設置も簡単です。熱電冷却モジュール、TECモジュール、ペルチェモジュール、熱電モジュールは、高い温度制御精度と信頼性が求められる医療、軍事、研究室などの分野で広く使用されています。

熱電モジュール、熱電冷却モジュール、TEモジュールの応用は、適切なタイプの選択から始まります。熱電冷却モジュールを選択することによってのみ、期待される温度制御目標を達成できます。ペルチェモジュール、TECモジュール、熱電モジュールを選択する前に、まず冷却要件、冷却の対象、選択する冷却技術の種類、熱伝導方法の種類、目標温度、供給可能な電力を明確にする必要があります。北京匯茂冷却設備有限公司から熱電冷却モジュール、熱電モジュール、ペルチェモジュール、TECモジュール、ペルチェ素子を選択する予定がある場合は、次の選択手順で必要なモデルを決定できます。

1. 熱負荷を推定する

熱負荷とは、特定の温度環境下で冷却対象の温度を所定のレベルまで下げるために除去する必要のある熱量のことで、単位はW(ワット)です。熱負荷は主に能動負荷、受動負荷、およびそれらの組み合わせで構成されます。能動熱負荷とは、冷却対象自体によって発生する熱負荷です。受動熱負荷とは、外部からの放射、対流、伝導によって発生する熱負荷です。能動負荷の計算式

Qactive = V2/R = VI = I2R;

Qactive = 有効熱負荷 (W)

V = 冷凍対象物に印加される電圧(V)

R = 冷却対象物の抵抗値。

I = 冷却対象物を流れる電流 (A)

放射熱負荷とは、電磁放射によって対象物に伝達される熱負荷のことです。計算式:

Qrad = F es A (Tamb4 – Tc4);

Qrad = 放射熱負荷 (W)

F = 形状係数(最悪値 = 1)

e = 放射率(最悪の場合の値 = 1)

s = ステファン・ボルツマン定数 (5.667 × 10⁻⁸ W/m² k⁴)

A = 冷却表面積 (m²)

Tamb = 周囲温度 (K)

Tc = TEC – 低温端温度 (K)。

対流熱負荷とは、対象物の表面を外部から通過する流体によって自然に伝達される熱負荷のことです。計算式は以下のとおりです。

Qconv = hA (Tair – Tc);

Qconv = 対流熱負荷 (W)

h = 対流熱伝達係数 (W/m²°C) (標準気圧における水面の代表値) = 21.7 W/m²°C;

A = 表面積 (m²)

空気 = 周囲温度 (°C);

Tc = 冷間端温度(℃)

伝導熱負荷とは、対象物の表面にある接触物体を通して外部から伝達される熱負荷のことです。計算式は以下のとおりです。

Qcond =k A DT/L;

Qcond = 伝達熱負荷 (W)

k = 熱伝導性材料の熱伝導率 (W/m °C)

A = 熱伝導性材料の断面積 (m²)

L = 熱伝導経路の長さ (m)

DT = 熱伝導経路の温度差(℃)(通常は周囲温度またはヒートシンク温度から低温端温度を引いた値を指します。)

対流と伝導による熱負荷の合計については、計算式は以下のとおりです。

Q受動性 = (A x DT)/(x/k + 1/h);

Qpassive = 熱負荷 (W)

A = 貝殻の総表面積 (m2)

x = 断熱層の厚さ (m)

k = 断熱材の熱伝導率 (W/m °C)

h = 対流熱伝達係数 (W/m²°C)

ΔT = 温度差(℃)

2. 総熱負荷を計算する

最初のステップでは、冷凍対象物の総熱負荷を計算することができます。

実際のプロジェクトでは、アクティブ熱負荷が8W、放射熱負荷が0.2W、対流熱負荷が0.8W、伝導熱負荷が0W、総熱負荷が9Wであると仮定します。

3. 温度を定義する

冷凍シートの高温端温度、低温端温度、および冷凍温度差を定義します。実際のプロジェクトでは、周囲温度が27℃、冷却目標温度が-8℃、冷却温度差ΔT=35℃であると仮定します。

前述の推定に基づき、冷却対象の総熱負荷が 9W と推定されると仮定すると、最適な Qmax は 9/0.25=36W、最大 Qmax は 9/0.45=20 となります。北京匯茂冷却設備有限公司の製品カタログで、熱電冷却モジュール、ペルチェモジュール、ペルチェデバイス、ペルチェ素子、TEC モジュールを検索し、Qmax が 20 ~ 36 の範囲の製品を見つけてください。

 

 


投稿日時:2025年9月9日