Sådan vælger du den bedsteTEC? Lad os først tage et kig på en model og beregningsformel for TEC med X fortjenstfuldt.
Ovenstående billede viser et termoelementpar. Lad os først introducere begreberne for hver parameter i det følgende billede, som senere vil blive brugt i matematiske ligninger.
Følgende er to af de mest fundamentale ligninger: belastning Qc og spændingsberegning
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 af I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
I den første Qc-beregningsformel repræsenterer det første led: S *I * Tc Peltier-køleeffekten, og det andet led, 1/2*I^2*R*L/A, angiver Joule-varmeeffekten, der genereres, når strømmen passerer gennem en modstand. Joule-varmen fordeles i hele komponenten, så halvdelen af varmen flyder til den kolde side og den anden halvdel til den varme side. Det sidste led, K*A/L*(Th-Tc), repræsenterer Fourier-effekten, det vil sige, at varme ledes fra høj temperatur til lav temperatur. Derfor vil Peltiers køleeffekt blive svækket på grund af tabene forårsaget af modstand og varmeledningsevne.
For spænding repræsenterer det første led S*(Th-Tc) Seebeck-spændingen. Det andet led, I*R*L/A, repræsenterer spændingen relateret til Ohms lov.
Efter en ekstremt kompleks afledning er den avancerede matematik næsten blevet glemt, så afledningsprocessen er udeladt her. Resultatet er det vigtigste. Derefter opnås to formler, der er ekstremt vigtige i TEC-valg:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP(Ydeevnekoefficient)=Qc/Qtec
Kernekravene til TEC-valg: belastning Qc, driftstemperatur Tc, varmende temperatur Th, Dt=Th-Tc. For eksempel: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Er denne Qmax 5.25W den optimale løsning? Nej, 5,25 er den mindste Qmax i denne applikation. Qmax er ikke nødvendigvis jo større jo bedre. Hvis det er større, vil antallet af PN-par være større, og selve energiforbruget vil være mere. Hvordan man beregner denne optimale Qmax er ret kompliceret og kræver meget professionelle termiske designingeniører.
Som vist i den følgende figur har vi valgt tre grupper af TEC, forskellige Qmax, men det samme applikationsmiljø. COP for TEC# 1 er den laveste, mens dens Qmax er den største.
For at opsummere:
1. TEC'en med den højeste effekt er ikke nødvendigvis den bedst egnede; det afhænger af den specifikke applikation.
2. For en applikation med specifikke krav til belastning og temperaturforskel er det absolut muligt at opnå en optimal løsning ved at beregne COP.
3. Som vist i den følgende figur har hver TEC et optimalt belastningsområde (den højeste COP-værdi), når Dt er bestemt.
