Ջերմաէլեկտրական տեխնոլոգիան ակտիվ ջերմային կառավարման տեխնիկա է, որը հիմնված է Պելտիեի էֆեկտի վրա: Այն հայտնաբերվել է Ջ.Կ.Ա. Պելտիեի կողմից 1834 թվականին, այս երևույթը ներառում է երկու ջերմաէլեկտրական նյութերի (բիսմութ և թելուրիդ) միացման տաքացումը կամ սառեցումը՝ միացման միջով հոսանք անցկացնելով: Աշխատանքի ընթացքում TEC մոդուլով հոսում է հաստատուն հոսանք, ինչը հանգեցնում է ջերմության փոխանցման մեկ կողմից մյուսին: Ստեղծվում է սառը և տաք կողմ: Եթե հոսանքի ուղղությունը հակադարձվում է, սառը և տաք կողմերը փոխվում են: Դրա սառեցման հզորությունը կարող է նաև կարգավորվել՝ փոխելով աշխատանքային հոսանքը: Սովորական միաստիճան սառեցուցիչը (Նկար 1) բաղկացած է երկու կերամիկական թիթեղներից, որոնց միջև տեղադրված են p և n տիպի կիսահաղորդչային նյութեր (բիսմութ, թելուրիդ): Կիսահաղորդչային նյութի տարրերը միացված են էլեկտրականորեն հաջորդաբար և ջերմային զուգահեռաբար:
Ջերմաէլեկտրական սառեցման մոդուլը, Պելտիե սարքը, TEC մոդուլները կարող են համարվել պինդ վիճակում գտնվող ջերմային էներգիայի պոմպի տեսակ, և իր իրական քաշի, չափի և ռեակցիայի արագության շնորհիվ այն շատ հարմար է ներկառուցված սառեցման համակարգերի մաս կազմելու համար (տարածքի սահմանափակության պատճառով): Անաղմուկ աշխատանքի, կոտրվածքների դիմացկունության, հարվածային դիմադրության, ավելի երկար օգտագործման ժամկետի և հեշտ սպասարկման առավելություններով ժամանակակից ջերմաէլեկտրական սառեցման մոդուլը, Պելտիե սարքը, TEC մոդուլները լայն կիրառություն ունեն ռազմական տեխնիկայի, ավիացիայի, ավիատիեզերական արդյունաբերության, բժշկական բուժման, համաճարակների կանխարգելման, փորձարարական սարքավորումների, սպառողական ապրանքների (ջրի սառնարան, մեքենայի սառնարան, հյուրանոցային սառնարան, գինու սառնարան, անձնական մինի սառնարան, սառեցնող և տաքացնող քնած բարձիկ և այլն) ոլորտներում:
Այսօր, իր ցածր քաշի, փոքր չափերի կամ հզորության և ցածր գնի շնորհիվ, ջերմաէլեկտրական սառեցումը լայնորեն կիրառվում է բժշկական, դեղագործական սարքավորումների, ավիացիոն, ավիատիեզերական, ռազմական, սպեկտրոպոտոպային համակարգերի և առևտրային արտադրանքի մեջ (օրինակ՝ տաք և սառը ջրի դիսպենսերներ, շարժական սառնարաններ, ավտոսառեցուցիչներ և այլն):
Պարամետրեր | |
I | TEC մոդուլին հասնող աշխատանքային հոսանքը (ամպերներով) |
Iառավելագույնը | Աշխատանքային հոսանք, որը ստեղծում է առավելագույն ջերմաստիճանային տարբերություն △Tառավելագույնը(ամպերներով) |
Qc | Ջերմության քանակը, որը կարող է կլանվել TEC-ի սառը կողմում (Վատտերով) |
Qառավելագույնը | Սառը կողմում կլանվող ջերմության առավելագույն քանակը։ Սա տեղի է ունենում I = I դեպքում։առավելագույնըև երբ Դելտա T = 0 (Վատտերով) |
Tտաք | Տաք կողմի ջերմաստիճանը TEC մոդուլի աշխատանքի ժամանակ (°C-ով) |
Tսառը | Սառը կողմի ջերմաստիճանը TEC մոդուլի աշխատանքի ժամանակ (°C-ով) |
△T | Ջերմաստիճանի տարբերությունը տաք կողմի միջև (T)h) և սառը կողմը (TcԴելտա T = Th-Tc(°C-ով) |
△Tառավելագույնը | Ջերմաստիճանի առավելագույն տարբերությունը, որը TEC մոդուլը կարող է ապահովել տաք կողմի (T) միջևh) և սառը կողմը (TcՍա տեղի է ունենում (առավելագույն սառեցման հզորություն) I = I դեպքումառավելագույնըև Քc= 0. (°C-ով) |
Uառավելագույնը | Լարման մատակարարում I = Iառավելագույնը(վոլտերով) |
ε | TEC մոդուլի սառեցման արդյունավետություն (%) |
α | Ջերմաէլեկտրական նյութի Զիբեկի գործակիցը (V/°C) |
σ | Ջերմաէլեկտրական նյութի էլեկտրական գործակիցը (1/սմ·օհմ) |
κ | Ջերմաէլեկտրական նյութի ջերմահաղորդականություն (W/CM·°C) |
N | Ջերմաէլեկտրական տարրերի քանակը |
Iεառավելագույնը | Հոսանքը միանում է, երբ TEC մոդուլի տաք կողմի և հին կողմի ջերմաստիճանը որոշակի արժեք ունի և պահանջվում է ստանալ առավելագույն արդյունավետություն (ամպերներով): |
TEC մոդուլի կիրառման բանաձևերի ներդրում
Qc= 2N[α(Tc+273)-ԼԻ²/2σS-κs/Lx(Tժ- Տգ) ]
△T= [ Iα(Tc+273)-ԼԻ/²2σS] / (κS/L + I α]
U = 2N [IL/σS +α(Tժ- Տգ)]
ε = Qc/Միջերես
Qժ= Քգ + ՄՄ
△Tառավելագույնը= Տժ+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/կx (Th+273) + 1]
Iառավելագույնը =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεառավելագույնը =ασS (Tժ- Տգ) / Լ (√1+0.5σα²(546+ Tժ- Տգ)/ κ-1)