Jak wybrać najlepszyTEC? Przyjrzyjmy się najpierw modelowi i formule obliczeniowej TEC X zasłużony.
Powyższe zdjęcie przedstawia parę termopar. Najpierw przedstawmy pojęcia każdego parametru na poniższym obrazku, które zostaną później użyte w równaniach matematycznych.
Poniżej znajdują się dwa najbardziej podstawowe równania: obciążenie Qc i obliczenie napięcia
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
W pierwszym wzorze obliczeniowym Qc pierwszy człon: S *I * Tc reprezentuje efekt chłodzenia Peltiera, a drugi człon, 1/2*I^2*R*L/A, wskazuje efekt cieplny Joule'a generowany podczas przepływu prądu przez rezystor. Ciepło Joule'a rozprowadzane jest po całym elemencie, więc połowa ciepła przepływa do strony zimnej, a druga połowa do strony gorącej. Ostatni człon, K*A/L*(Th-Tc), reprezentuje efekt Fouriera, to znaczy, że ciepło jest przewodzone z wysokiej temperatury do niskiej. Dlatego efekt chłodzący Peltiera zostanie osłabiony z powodu strat spowodowanych rezystancją i przewodnością cieplną.
W przypadku napięcia pierwszy człon S*(Th-Tc) oznacza napięcie Seebecka. Drugi człon, I*R*L/A, reprezentuje napięcie zgodnie z prawem Ohma.
Po niezwykle złożonym wyprowadzeniu zaawansowana matematyka została prawie zapomniana, dlatego proces wyprowadzania jest tutaj pominięty. Wynik jest najważniejszy. Otrzymuje się wówczas dwa niezwykle istotne przy doborze TEC wzory:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP (współczynnik wydajności) = Qc/Qtec
Podstawowe wymagania dotyczące doboru TEC: obciążenie Qc, temperatura robocza Tc, temperatura gorącego końca Th, Dt=Th-Tc. Przykładowo: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Czy ten Qmax 5,25W jest optymalnym rozwiązaniem? Nie, 5,25 to najmniejsze Qmax w tym zastosowaniu. Qmax niekoniecznie jest im większy, tym lepszy. Jeśli będzie większy, liczba par PN będzie większa, a samo zużycie energii będzie większe. Sposób obliczenia tego optymalnego Qmax jest dość skomplikowany i wymaga bardzo profesjonalnych inżynierów zajmujących się projektowaniem cieplnym.
Jak pokazano na poniższym rysunku, wybraliśmy trzy grupy TEC, różne Qmax, ale to samo środowisko aplikacji. COP TEC# 1 jest najniższy, a jego Qmax jest największy.
Podsumowując:
1. TEC o najwyższej mocy niekoniecznie jest najbardziej odpowiedni; to zależy od konkretnego zastosowania.
2. W przypadku aplikacji o określonych wymaganiach dotyczących obciążenia i różnicy temperatur zdecydowanie możliwe jest uzyskanie optymalnego rozwiązania poprzez obliczenie współczynnika COP.
3. Jak pokazano na poniższym rysunku, każdy TEC ma optymalny zakres obciążenia (najwyższa wartość COP), gdy określa się Dt.
