La tecnologia termoelèctrica és una tècnica de gestió tèrmica activa basada en l'efecte Peltier.Va ser descobert per JCA Peltier l'any 1834, aquest fenomen implica l'escalfament o el refredament de la unió de dos materials termoelèctrics (bismut i tel·lurur) fent passar corrent per la unió.Durant el funcionament, el corrent continu flueix pel mòdul TEC fent que la calor es transfereixi d'un costat a l'altre.Creant un costat fred i calent.Si s'inverteix la direcció del corrent, es canvien els costats fred i calent.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 de ceràmica amb material semiconductor de tipus p i n (bismut, tel·lurur) entre les plaques ceràmiques.Els elements del material semiconductor estan connectats elèctricament en sèrie i tèrmicament en paral·lel.
El mòdul de refrigeració termoelèctric, 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 real, mida i velocitat de reacció, és molt adequat per ser utilitzat com a part de la refrigeració integrada. sistemes (a causa de la limitació d'espai).Amb avantatges com ara un funcionament silenciós, a prova de trencament, resistència a cops, vida útil més llarga i fàcil manteniment, el mòdul de refrigeració termoelèctric modern, el dispositiu peltier, els mòduls TEC tenen una àmplia gamma d'aplicacions en els camps d'equips militars, aviació, aeroespacial, tractament mèdic, epidèmia. prevenció, aparells experimentals, productes de consum (refrigerador d'aigua, refrigerador de cotxes, nevera d'hotel, refrigerador de vi, mini refrigerador personal, coixinet de dormir fresc i tèrmic, etc.).
Avui, a causa del seu baix pes, petita mida o capacitat i baix cost, la refrigeració termoelèctrica s'utilitza àmpliament en equipament mèdic, farmacèutic, aviació, aeroespacial, militar, sistemes d'espectrocòpia i productes comercials (com dispensador d'aigua calenta i freda, refrigeradors portàtils, etc.). refrigerador de cotxes i així successivament)
Paràmetres | |
I | Corrent de funcionament al mòdul TEC (en amperes) |
Imàx | Corrent de funcionament que fan la màxima diferència de temperatura △Tmàx(en amperes) |
Qc | Quantitat de calor que es pot absorbir a la cara del costat fred del TEC (en watts) |
Qmàx | Màxima quantitat de calor que es pot absorbir pel costat fred.Això passa a I = Imàxi quan Delta T = 0. (en watts) |
Tcalent | Temperatura de la cara del costat calent quan el mòdul TEC funciona (en °C) |
Trefredat | Temperatura de la cara del costat fred quan el mòdul TEC funciona (en °C) |
△T | Diferència de temperatura entre el costat calent (Th) i el costat fred (Tc).Delta T = Th-Tc(en °C) |
△Tmàx | Màxima diferència de temperatura que pot aconseguir un mòdul TEC entre el costat calent (Th) i el costat fred (Tc).Això passa (capacitat de refrigeració màxima) a I = Imàxi Qc= 0. (en °C) |
Umàx | Alimentació de tensió a I = Imàx(en volts) |
ε | Eficiència de refrigeració del mòdul TEC (%) |
α | Coeficient Seebeck del material termoelèctric (V/°C) |
σ | Coeficient elèctric del material termoelèctric (1/cm·ohm) |
κ | Conductivitat tèrmica del material termoelèctric (W/CM·°C) |
N | Nombre d'element termoelèctric |
Iεmàx | El corrent connectat quan la temperatura del costat calent i del costat antic del mòdul TEC és un valor especificat i calia obtenir l'eficiència màxima (en amperes) |
Introducció de Fórmules d'aplicació 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= Qc + IU
△Tmàx= Th+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
Imàxim =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεmàxim =ασS (Th-Tc) / L (√1+0,5σα²(546+ Th-Tc)/ κ-1)