Термоелектричні модулі використовуються для охолодження і температурної стабілізації об'єкта, який розташовується на поверхні теплопоглинання модуля.
Основні характеристики:
Основними характеристиками модуля є залежності холодопродуктивності Q від перепаду температур ∆Т на модулі. Сукупність залежностей Q(∆T) для різних струмів живлення модуля прийнято називати навантажувальними характеристиками.
Перепад температур ∆Т визначається різницею температур поверхонь модуля, що поглинає тепло і виділяє тепло. Холодопродуктивність Q відповідає потужності тепла, що поглинається модулем, тобто потужності теплового навантаження на модуль.
Основні параметри
Максимальний перепад температур ∆Тmax, який досягається на модулі без теплового навантаження (Q=0) за максимального струму живлення Imax
Максимальна холодопродуктивність Qmax, яка відповідає тепловому навантаженню на модуль за перепаду температур ∆Т=0 і струму Imax
Максимальний перепад температур ∆Тmax пропорційний параметру добротності термоелектричних матеріалів Z, з яких виготовлені гілки термоелементів. Підприємство Інтерм виробляє сучасні термоелектричні модулі охолодження з найбільш ефективних напівпровідникових сплавів на основі Bi-Te. Однокаскадні модулі, які виготовляє підприємство, мають значення ∆Тmax = 68 - 74°С.
Максимальна холодопродуктивність Qmax визначається конструкцією модуля. Підприємство виробляє модулі з холодопродуктивністю від декількох мВат до декількох сотень Ват.
Навантажувальні характеристики Q(∆T) і основні параметри ∆Тmax і Qmax дають змогу вибрати відповідний модуль для охолодження і термостабілізації об'єкта.
ДЛЯ ВИБОРУ МОДУЛЯ МАЮТЬ БУТИ ЗАДАНІ ТАКІ ВИХІДНІ ДАНІ:
Холодопродуктивність Q, яку має забезпечувати модуль;
Температура поверхні теплопоглинання (холодної) поверхні модуля, яка відповідає температурі охолодження об'єкта Tc;
Температура поверхні тепловиділення (гарячої) поверхні модуля Th.
Обчислюється перепад температур ∆T=Th-Tc, який має забезпечуватися модулем. За значенням ∆T обирають серію, модуль якої передбачається використовувати. Наприклад, для забезпечення ∆T<70°С можна вибрати серію "однокаскадні модулі", для 70°С≤∆T≤95°С - "двокаскадні модулі" тощо.
За формулою Qmax=QΔTmax/(Tmax-T) визначається максимальна холодопродуктивність, яку повинен мати модуль для забезпечення заданих значень теплового навантаження Q і перепаду температур ∆T. Для обчислень Qmax використовується значення Тmax, що відповідає обраній серії модулів, наприклад, для однокаскадних модулів Тmax=70°С.
З таблиць розділу ПРОДУКЦІЯ, у яких подано основні характеристики модулів обраної серії, обирають модуль із максимальною холодопродуктивністю, що перевищує розраховане значення Qmax. При цьому враховуються вимоги, що пред'являються до струму живлення, напруги та габаритів модуля.
Визначається робочий струм живлення модуля, яким забезпечуються задані значення холодопродуктивності Q і перепаду температур ∆T. Для цього використовують навантажувальні характеристики Q(∆T) обраного модуля. Вибір робочого струму I ілюструє малюнок.
Вибір робочого струму модуля охолодження
Напругу живлення модуля U визначають за значеннями робочого струму I і перепаду температур ∆T на основі залежностей напруги від перепаду температур U(∆T). Вибір напруги живлення модуля демонструє малюнок.
Вибір напруги живлення для модуля охолодження
Електрична потужність, споживана модулем, обчислюється за формулою W=IU
Холодильний коефіцієнт COP, що характеризує енергетичну ефективність роботи модуля, визначається співвідношенням COP=Q/W
Необхідні для вибору модуля навантажувальні характеристики Q(∆T) і залежності U(∆T) для всіх модулів, пропонованих нашим підприємством, наведено в розділі ПРОДУКЦІЯ.
