熱電技術は、ペルティエ効果に基づいたアクティブな熱管理技術です。 1834年にJCAペルティエによって発見されたこの現象は、電流を接合部に通すことにより、2つの熱電材料(ビスマスとテルライド)の接合部の加熱または冷却を伴います。操作中、TECモジュールを通る直接電流が流れ、一方の側から他方に熱が伝達されます。冷たくて熱い側面を作成します。電流の方向が逆になった場合、寒さと熱い側面が変更されます。その冷却力は、動作電流を変更することで調整することもできます。典型的なシングルステージクーラー(図1)は、セラミックプレートの間にPおよびN型半導体材料(ビスマス、テルライド)を備えた2つのセラミックプレートで構成されています。半導体材料の要素は、電気的に直列に接続され、熱的に並列に接続されています。
熱電冷却モジュール、Peltierデバイス、TECモジュールは、固体熱エネルギーポンプの一種と見なすことができ、実際の重量、サイズ、反応速度により、組み込み冷却の一部として使用するのに非常に適していますシステム(スペースの制限による)。静かな操作、粉砕証明、衝撃耐性、耐用年数の長い、メンテナンスの簡単なメンテナンス、最新の熱電冷却モジュール、ペルティエデバイス、TECモジュールなどの利点があるため、軍事機器、航空、航空宇宙、治療、流行の分野に幅広い用途があります。予防、実験装置、消費者製品(ウォータークーラー、カークーラー、ホテル冷蔵庫、ワインクーラー、パーソナルミニクーラー、クール&ヒートスリープパッドなど)。
今日、体重が少ない、サイズが小さいか容量が低く、コストが低いため、熱電冷却は、医療、医薬品、航空、航空宇宙、軍事、分光システム、および商用製品(Hot&Cold Water Dispenser、携帯用冷蔵庫、ポータブル冷蔵庫、カークーラーなど)
パラメーター | |
I | TECモジュールへの動作電流(AMPS) |
Iマックス | 最大温度差を作る動作電流△tマックス(アンプ内) |
Qc | TECの寒い側面で吸収できる熱の量(ワット) |
Qマックス | 寒い側で吸収できる最大熱の量。これはi = iで発生しますマックスそしてデルタt = 0。(ワットで) |
T熱い | TECモジュールが動作するときの熱い側面の温度(°Cで) |
T寒い | TECモジュールが動作するときのコールドサイドフェイスの温度(°Cで) |
△T | ホット側の温度の違い(th)そして冷たい側(tc)。デルタT = Th-Tc(°Cで) |
△Tマックス | 温度の最大差は、TECモジュールがホットサイド間で達成できます(th)そして冷たい側(tc)。これは、i = iで発生します(最大冷却能力)マックスおよびqc= 0。(°Cで) |
Uマックス | i = iでの電圧供給マックス(ボルトで) |
ε | TECモジュール冷却効率(%) |
α | 熱電材料のシーベック係数(v/°C) |
σ | 熱電材料の電気係数(1/cm・オーム) |
κ | 熱電材料の熱伝導率(w/cm・°C) |
N | 熱電子の数 |
Iεマックス | TECモジュールのホットサイドと古い側の温度が指定された値であり、最大の効率を取得する必要がある場合に添付されています(AMPで) |
TECモジュールへのアプリケーションフォーミュラの導入
Qc= 2n [α(tc+273)-li²/2σS-κS/lx(th-tc)]]
△t = [iα(tc+273)-li/²2σs] /(κ / l +iα]
u = 2 n [il /σs +α(th-tc)]
ε= Qc/ui
Qh= QC + iu
△tマックス= th+ 273 +κ/σα²x [1-√2α²/κX(th+273) + 1]
Imax =κ/lαx[√2σα²/κX(th+273) + 1-1]
Iεmax =ασ(th-tc) / l(√1+0.5σα²(546+ th-tc)/κ-1)