La tecnologia termoelèctrica és una tècnica activa de gestió tèrmica basada en l'efecte Peltier. Va ser descobert per JCA Peltier el 1834, aquest fenomen implica la calefacció o el refredament de la unió de dos materials termoelèctrics (bismut i telluride) passant el corrent per la unió. Durant el funcionament, el corrent directe flueix pel mòdul TEC fent que es transfereixi la calor d’un costat a l’altre. Creant un costat fred i calent. Si es reverteix la direcció del corrent, es canvien els costats freds i calents. La seva potència de refrigeració també es pot ajustar canviant el seu corrent de funcionament. Un refrigerador típic d’una sola etapa (figura 1) consta de dues plaques ceràmiques amb material semiconductor de tipus P i N (bismut, telarurida) entre les plaques ceràmiques. Els elements del material semiconductor es connecten elèctricament en sèrie i tèrmicament en paral·lel.
El mòdul de refrigeració termoelèctrica, el dispositiu Peltier, els mòduls TEC es poden considerar com un tipus de bomba d’energia tèrmica d’estat sòlid i, a causa del seu pes, mida i la velocitat de reacció reals, és molt adequat per utilitzar sistemes (a causa de la limitació de l’espai). Amb avantatges com el funcionament tranquil, la prova de Shatter, la resistència al xoc, la vida útil més llarga i el manteniment fàcil, el mòdul modern de refrigeració termoelèctrica, el dispositiu Peltier, els mòduls TEC tenen una àmplia aplicació en els camps dels equips militars, aviació, aeroespacial, tractament mèdic, epidèmia Prevenció, aparells experimentals, productes de consum (refrigerador d’aigua, refrigerador de cotxes, refrigerador d’hotel, refrigerador de vi, mini refrigerador personal, coixinet de son fred i calor, etc).
Avui, a causa del seu baix pes, mida petita o capacitat i baix cost, el refredament termoelèctric s’utilitza àmpliament en l’equiment mèdic, farmacèutic, aviació, aeroespacial, militar, sistemes d’espectrocòpia i productes comercials (com ara dispensador d’aigua calenta i freda, refrigeradors portàtils, Carcooler, etc.)
Paràmetres | |
I | Corrent de funcionament al mòdul TEC (en amplificadors) |
Imàxim | Corrent de funcionament que fa la diferència de temperatura màxima △ tmàxim(en amplificadors) |
Qc | Quantitat de calor que es pot absorbir a la cara del costat fred del TEC (en watts) |
Qmàxim | Quantitat màxima de calor que es pot absorbir al costat fred. Això es produeix a i = imàximi quan Delta t = 0. (en watts) |
Tcalent | Temperatura de la cara del costat calent quan opera el mòdul TEC (en ° C) |
Trefredat | Temperatura de la cara del costat fred quan funciona el mòdul TEC (en ° C) |
△T | Diferència de temperatura entre el costat calent (th) i el costat fred (tc)). Delta t = th-Tc(en ° C) |
△Tmàxim | Diferència màxima de temperatura Un mòdul TEC pot aconseguir entre el costat calent (th) i el costat fred (tc)). Això es produeix (capacitat de refrigeració màxima) a i = imàximi Qc= 0. (en ° C) |
Umàxim | Subministrament de tensió a i = imàxim(en volts) |
ε | Eficiència de refrigeració del mòdul TEC ( %) |
α | Coeficient de Seebeck de material termoelèctric (v/° C) |
σ | Coeficient elèctric de material termoelèctric (1/cm · Ohm) |
κ | Conductivitat termoelèctrica (w/cm · ° C) |
N | Nombre d'elements termoelèctrics |
Iεmàxim | Corrent adjunt quan el costat calent i la temperatura del costat antic del mòdul TEC és un valor especificat i es requereix obtenir la màxima eficiència (en amplificadors) |
Introducció de fórmules de sol·licitud al mòdul TEC
Qc= 2n [α (tc+273) -li²/2σS-κS/LX (th- tc)]
△ t = [iα (tc+273) -li/²2σs] / (κS / l + i α]
U = 2 n [il /σs +α (th- tc)]
ε = Qc/Ui
Qh= PC + Iu
△ Tmàxim= Th+ 273 + κ/σα² x [1-√2σα²/κX (t Th+273) + 1]
IMAX =κS/ lαx [√2σα²/ κX (th+273) + 1-1]
IεMAX =ασs (th- tc) / L (√1+ 0,5σα² (546+ Th- tc)/ κ-1)