Teknologjia termoelektrike është një teknikë aktive e menaxhimit termik bazuar në efektin Peltier. U zbulua nga JCA Peltier në vitin 1834, ky fenomen përfshin ngrohjen ose ftohjen e kryqëzimit të dy materialeve termoelektrike (bismut dhe telurid) duke kaluar rrymë përmes kryqëzimit. Gjatë funksionimit, rryma e vazhdueshme rrjedh përmes modulit TEC duke shkaktuar transferimin e nxehtësisë nga njëra anë në tjetrën. Krijohet një anë e ftohtë dhe e nxehtë. Nëse drejtimi i rrymës përmbyset, anët e ftohta dhe të nxehta ndryshojnë. Fuqia e tij ftohëse gjithashtu mund të rregullohet duke ndryshuar rrymën e tij të funksionimit. Një ftohës tipik me një fazë (Figura 1) përbëhet nga dy pllaka qeramike me material gjysmëpërçues të tipit p dhe n (bismut, telurid) midis pllakave qeramike. Elementet e materialit gjysmëpërçues janë të lidhur elektrikisht në seri dhe termikisht paralelisht.
Moduli i ftohjes termoelektrik, pajisja Peltier, modulet TEC mund të konsiderohen si një lloj pompe energjie termike në gjendje të ngurtë, dhe për shkak të peshës, madhësisë dhe shkallës së reagimit të tij aktual, është shumë i përshtatshëm për t'u përdorur si pjesë e sistemeve të ftohjes së integruar (për shkak të kufizimit të hapësirës). Me avantazhe të tilla si funksionimi i qetë, rezistenca ndaj thyerjes, rezistenca ndaj goditjeve, jetëgjatësia më e gjatë dhe mirëmbajtja e lehtë, moduli modern i ftohjes termoelektrik, pajisja Peltier, modulet TEC kanë një gamë të gjerë aplikimesh në fushat e pajisjeve ushtarake, aviacionit, hapësirës ajrore, trajtimit mjekësor, parandalimit të epidemive, aparaturave eksperimentale, produkteve të konsumit (ftohës uji, ftohës makine, frigorifer hoteli, ftohës vere, mini ftohës personal, jastëk gjumi për ftohje dhe ngrohje, etj.).
Sot, për shkak të peshës së ulët, madhësisë ose kapacitetit të vogël dhe kostos së ulët, ftohja termoelektrike përdoret gjerësisht në pajisjet mjekësore, farmaceutike, aviacionin, hapësirën ajrore, ushtrinë, sistemet e spektrokopisë dhe produktet komerciale (siç janë shpërndarësit e ujit të nxehtë dhe të ftohtë, frigoriferët portativë, frigoriferët e makinave etj.).
Parametrat | |
I | Rryma e funksionimit në modulin TEC (në Amper) |
Imaksimumi | Rryma operative që bën ndryshimin maksimal të temperaturës △Tmaksimumi(në Amper) |
Qc | Sasia e nxehtësisë që mund të absorbohet në anën e ftohtë të TEC (në vat) |
Qmaksimumi | Sasia maksimale e nxehtësisë që mund të absorbohet në anën e ftohtë. Kjo ndodh në I = Imaksimumidhe kur Delta T = 0. (në vat) |
Ti nxehtë | Temperatura e anës së nxehtë kur moduli TEC është në funksionim (në °C) |
Ti ftohtë | Temperatura e anës së ftohtë kur moduli TEC është në funksionim (në °C) |
△T | Diferenca e temperaturës midis anës së nxehtë (Th) dhe ana e ftohtë (TcDelta T = Th-Tc(në °C) |
△Tmaksimumi | Diferenca maksimale e temperaturës që një modul TEC mund të arrijë midis anës së nxehtë (Th) dhe ana e ftohtë (TcKjo ndodh (Kapaciteti maksimal i ftohjes) në I = Imaksimumidhe Qc= 0. (në °C) |
Umaksimumi | Furnizimi me tension në I = Imaksimumi(në volt) |
ε | Efikasiteti i ftohjes së modulit TEC (%) |
α | Koeficienti Seebeck i materialit termoelektrik (V/°C) |
σ | Koeficienti elektrik i materialit termoelektrik (1/cm·ohm) |
κ | Përçueshmëria termike e materialit termoelektrik (W/CM·°C) |
N | Numri i elementit termoelektrik |
Iεmaksimumi | Rryma lidhet kur temperatura e anës së nxehtë dhe anës së vjetër të modulit TEC është një vlerë e specifikuar dhe kërkohet të merret efikasiteti maksimal (në Amper) |
Prezantimi i formulave të aplikimit në modulin TEC
Qc= 2N[α(Tc+273)-LI²/2σS-κs/Lx(Torë- Tc) ]
△T= [ Iα(Tc+273)-LI/²2σS] / (κS/L + Iα]
U = 2N [IL/σS +α(Torë- Tc)]
ε = Qc/Ndërfaqja e përdoruesit
Qorë= Qc + IU
△Tmaksimumi= Torë+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]
Imaks =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]
Iεmaks =ασS (Torë- Tc) / L (√1+0.5σα²(546+ Torë- Tc)/ κ-1)