Πώς να επιλέξετε το καλύτεροTEC? Ας ρίξουμε πρώτα μια ματιά σε ένα μοντέλο και έναν τύπο υπολογισμού του TEC με Χ άξιος.
Η παραπάνω εικόνα δείχνει ένα ζεύγος θερμοστοιχείων. Αρχικά, ας εισαγάγουμε τις έννοιες κάθε παραμέτρου στην παρακάτω εικόνα, οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν αργότερα σε μαθηματικές εξισώσεις.
Οι παρακάτω είναι δύο από τις πιο θεμελιώδεις εξισώσεις: φορτίο Qc και υπολογισμός τάσης
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 το I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
Στον πρώτο τύπο υπολογισμού Qc, ο πρώτος όρος: S *I * Tc αντιπροσωπεύει το φαινόμενο ψύξης Peltier και ο δεύτερος όρος, 1/2*I^2*R*L/A, υποδεικνύει το φαινόμενο θερμότητας Joule που δημιουργείται όταν το ρεύμα διέρχεται από μια αντίσταση. Η θερμότητα Joule κατανέμεται σε όλο το εξάρτημα, έτσι η μισή θερμότητα ρέει στην ψυχρή πλευρά και η άλλη μισή στην καυτή πλευρά. Ο τελευταίος όρος, K*A/L*(Th-Tc), αντιπροσωπεύει το φαινόμενο Fourier, δηλαδή, η θερμότητα μεταφέρεται από υψηλή θερμοκρασία σε χαμηλή θερμοκρασία. Επομένως, η ψυκτική επίδραση του Peltier θα εξασθενήσει λόγω των απωλειών που προκαλούνται από την αντίσταση και τη θερμική αγωγιμότητα.
Για την τάση, ο πρώτος όρος S*(Th-Tc) αντιπροσωπεύει την τάση Seebeck. Ο δεύτερος όρος, I*R*L/A, αντιπροσωπεύει την τάση που σχετίζεται με το νόμο του Ohm.
Μετά από μια εξαιρετικά πολύπλοκη παραγωγή, τα προχωρημένα μαθηματικά έχουν σχεδόν ξεχαστεί, επομένως η διαδικασία παραγωγής παραλείπεται εδώ. Το αποτέλεσμα είναι το πιο σημαντικό. Στη συνέχεια, λαμβάνονται δύο τύποι που είναι εξαιρετικά σημαντικοί στην επιλογή TEC:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP(Συντελεστής Απόδοσης)=Qc/Qtec
Οι βασικές απαιτήσεις για την επιλογή TEC: φορτίο Qc, θερμοκρασία λειτουργίας Tc, θερμοκρασία θερμού άκρου Th, Dt=Th-Tc. Για παράδειγμα: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Είναι αυτό το Qmax 5.25W η βέλτιστη λύση; Όχι, το 5,25 είναι το μικρότερο Qmax σε αυτήν την εφαρμογή. Το Qmax δεν είναι απαραίτητα όσο μεγαλύτερο τόσο το καλύτερο. Εάν είναι μεγαλύτερο, ο αριθμός των ζευγών PN θα είναι μεγαλύτερος και η ίδια η ενέργεια που καταναλώνεται θα είναι μεγαλύτερη. Ο τρόπος υπολογισμού αυτού του βέλτιστου Qmax είναι μάλλον περίπλοκος και απαιτεί πολύ επαγγελματίες μηχανικούς θερμικής σχεδίασης.
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, επιλέξαμε τρεις ομάδες TEC, διαφορετικές Qmax, αλλά το ίδιο περιβάλλον εφαρμογής. Το COP του TEC# 1 είναι το χαμηλότερο, ενώ το Qmax του είναι το μεγαλύτερο.
Για να συνοψίσουμε:
1. Το TEC με την υψηλότερη ισχύ δεν είναι απαραίτητα το καταλληλότερο. εξαρτάται από τη συγκεκριμένη εφαρμογή.
2. Για μια εφαρμογή με συγκεκριμένες απαιτήσεις φορτίου και διαφοράς θερμοκρασίας, είναι οπωσδήποτε δυνατό να επιτευχθεί μια βέλτιστη λύση υπολογίζοντας το COP.
3. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, κάθε TEC έχει ένα βέλτιστο εύρος φορτίου (την υψηλότερη τιμή COP) όταν προσδιορίζεται το Dt.
