Hogyan válasszuk ki a legjobbatTEC? Először nézzük meg a TEC modelljét és számítási képletét X érdemes.
A fenti képen egy hőelempár látható. Először is mutassuk be a következő képen az egyes paraméterek fogalmait, amelyeket a későbbiekben a matematikai egyenletekben használunk majd.
A következő két legalapvetőbb egyenlet: Qc terhelés és feszültség számítás
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 az I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
Az első Qc számítási képletben az első tag: S *I * Tc a Peltier-hűtőhatást jelenti, a második tag, 1/2*I^2*R*L/A, a Joule hőhatást jelöli, amely akkor keletkezik, amikor az áram áthalad egy ellenálláson. A Joule-hő eloszlik az alkatrészben, így a hő fele a hideg, a másik fele pedig a meleg oldalra áramlik. Az utolsó tag, a K*A/L*(Th-Tc), a Fourier-effektust jelenti, vagyis a hőt magas hőmérsékletről alacsony hőmérsékletre vezetik. Ezért a Peltier hűtő hatása gyengül az ellenállás és a hővezető képesség okozta veszteségek miatt.
Feszültség esetén az S*(Th-Tc) első tag a Seebeck-feszültséget jelenti. A második tag, az I*R*L/A, az Ohm-törvényhez kapcsolódó feszültséget jelenti.
A rendkívül összetett levezetés után a haladó matematika szinte feledésbe merült, így a levezetési folyamat itt kimarad. Az eredmény a legfontosabb. Ezután két olyan képletet kapunk, amelyek rendkívül fontosak a TEC kiválasztásában:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP (teljesítményegyüttható)=Qc/Qtec
A TEC kiválasztásának alapvető követelményei: terhelés Qc, üzemi hőmérséklet Tc, meleg véghőmérséklet Th, Dt=Th-Tc. Például: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Ez a Qmax 5.25W az optimális megoldás? Nem, az 5,25 a legkisebb Qmax ebben az alkalmazásban. A Qmax nem feltétlenül minél nagyobb, annál jobb. Ha nagyobb, akkor nagyobb lesz a PN párok száma, és maga az elfogyasztott energia is több lesz. Ennek az optimális Qmax-nak a kiszámítása meglehetősen bonyolult, és nagyon profi hőtervező mérnököket igényel.
Ahogy az alábbi ábrán is látható, a TEC három csoportját választottuk ki, különböző Qmax-okkal, de ugyanaz az alkalmazási környezet. A TEC# 1 COP a legalacsonyabb, míg a Qmax a legnagyobb.
Összefoglalva:
1. A legnagyobb teljesítményű TEC nem feltétlenül a legalkalmasabb; az adott alkalmazástól függ.
2. Specifikus terhelési és hőmérsékletkülönbség-igényű alkalmazás esetén a COP kiszámításával mindenképpen optimális megoldást lehet kapni.
3. Ahogy a következő ábrán látható, minden TEC-nek van egy optimális terhelési tartománya (a legmagasabb COP-érték), amikor Dt-t határoznak meg.
