كيفية اختيار وحدات التبريد الحرارية الكهربائية (الوحدات الحرارية الكهربائية)؟

أطلقت شركة بكين هويماو لمعدات التبريد المحدودة سلسلة من وحدات التبريد الكهروحرارية، بما في ذلك وحدات التبريد الكهروحرارية القياسية، ووحدات TEC، ووحدات حرارية كهروحرارية خاصة مُصممة خصيصًا لتلبية احتياجات العملاء. تتوفر وحدات تبريد كهروحرارية أحادية المرحلة، بالإضافة إلى وحدات تبريد كهروحرارية متعددة المراحل، مثل وحدات ثنائية، وثلاثية، وستة مراحل. تعتمد وحدات التبريد الكهروحرارية (وحدات حرارية، وعناصر بلتيير) على التأثير الكهروحراري لأشباه الموصلات. عند مرور تيار مستمر عبر مزدوج حراري مُكوّن من توصيل مادتين شبه موصلتين مختلفتين على التوالي، يمتص الطرف البارد والطرف الساخن الحرارة ويطلقها على التوالي، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لتطبيقات دورات الحرارة. لا تتطلب هذه الوحدات أي مُبرّد، وتعمل بشكل مستمر، ولا تحتوي على أي مصدر تلوث أو أجزاء دوارة، ولا تُنتج تأثيرًا دوارًا. بالإضافة إلى ذلك، فهي خالية من الأجزاء المنزلقة، وتعمل دون اهتزاز أو ضوضاء، وتتميز بعمر خدمة طويل وسهولة التركيب. تُستخدم وحدات التبريد الكهروحرارية، ووحدات TEC، ووحدات بلتييه، والوحدات الكهروحرارية على نطاق واسع في المجالات الطبية والعسكرية والمختبرية، حيث تتطلب دقة عالية في التحكم في درجة الحرارة وموثوقية عالية.

إن اختيار النوع المناسب هو بداية استخدام وحدات التبريد الكهروحرارية، ووحدات التبريد الكهروحرارية، ووحدات TE. فقط باختيار وحدة التبريد الكهروحرارية، يُمكن تحقيق هدف التحكم في درجة الحرارة المتوقع. قبل اختيار وحدة بلتييه، أو وحدة TEC، أو وحدة حرارية كهربائية، من الضروري أولاً توضيح متطلبات التبريد، والهدف من التبريد، ونوع تقنية التبريد المُختارة، وطريقة التوصيل الحراري، ودرجة الحرارة المُستهدفة، وكمية الطاقة المُمكن توفيرها. إذا كنت تخطط لاختيار وحدات التبريد الكهروحرارية، أو وحدات بلتييه، أو وحدات TEC، أو عناصر بلتييه من شركة بكين هويماو لمعدات التبريد المحدودة، يُمكنك تحديد الطراز المطلوب من خلال خطوات الاختيار التالية.

1. تقدير الحمل الحراري

الحمل الحراري هو كمية الحرارة اللازمة لخفض درجة حرارة هدف التبريد إلى مستوى محدد في بيئة درجة حرارة معينة، ووحدة القياس هي واط (W). تشمل الأحمال الحرارية بشكل أساسي الأحمال النشطة والسلبية ومجموعاتهما. الحمل الحراري النشط هو الحمل الحراري الناتج عن هدف التبريد نفسه. الحمل الحراري السلبي هو الحمل الحراري الناتج عن الإشعاع الخارجي والحمل الحراري والتوصيل. صيغة حساب الحمل الحراري النشط.

Qactive = V2/R = VI = I2R؛

Qactive = الحمل الحراري النشط (W)؛

V = الجهد المطبق على هدف التبريد (فولت)؛

R = مقاومة هدف التبريد؛

I = التيار المتدفق عبر الهدف المبرد (A)

الحمل الحراري الإشعاعي هو الحمل الحراري المنقول إلى الجسم المستهدف عبر الإشعاع الكهرومغناطيسي. صيغة الحساب:

قراد = F es A (Tamb4 - Tc4)؛

Qrad = الحمل الحراري الإشعاعي (W)؛

F = عامل الشكل (أسوأ قيمة = 1)؛

e = الانبعاثية (القيمة في أسوأ الحالات = 1)؛

s = ثابت ستيفان بولتزمان (5.667 × 10-8 واط/م² k4)؛

أ = مساحة سطح التبريد (م²)؛

تامب = درجة الحرارة المحيطة (كلفن)؛

Tc = TEC – درجة حرارة الطرف البارد (K).

الحمل الحراري الحملي هو الحمل الحراري الذي ينتقل طبيعيًا بواسطة السائل المار عبر سطح الجسم المستهدف من الخارج. صيغة الحساب هي:

Qconv = hA (Tair – Tc)؛

Qconv = الحمل الحراري الحملي (W)

h = معامل انتقال الحرارة بالحمل الحراري (W/m² °C) (القيمة النموذجية لمستوى الماء عند ضغط جوي قياسي واحد) = 21.7 W/m² °C؛

أ = مساحة السطح (م²)؛

تاير = درجة الحرارة المحيطة (درجة مئوية)؛

Tc = درجة حرارة الطرف البارد (°C)؛

الحمل الحراري الموصل هو الحمل الحراري المنقول من الخارج عبر أجسام التلامس على سطح الجسم المستهدف. صيغة الحساب هي:

Qcond =k A DT/L؛

Qcond = الحمل الحراري المنقول (W)؛

ك = الموصلية الحرارية للمادة الموصلة للحرارة (وات/م °م)؛

أ = مساحة المقطع العرضي للمادة الموصلة للحرارة (م²)؛

L = طول مسار التوصيل الحراري (م)

DT = الفرق في درجة حرارة مسار التوصيل الحراري (°C) (عادة ما يشير إلى درجة الحرارة المحيطة أو درجة حرارة المشتت الحراري مطروحًا منها درجة حرارة الطرف البارد.)

بالنسبة للحمل الحراري المشترك للحمل الحراري والتوصيل، تكون صيغة الحساب هي:

Q سلبي = (A x DT)/(x/k + 1/h)؛

Qpassive = الحمل الحراري (W)؛

أ = المساحة السطحية الكلية للقشرة (م2)؛

x = سمك طبقة العزل (م)

ك = الموصلية الحرارية للعزل (وات/م °م)؛

h = معامل انتقال الحرارة بالحمل الحراري (W/m² °C)

DT = الفرق في درجة الحرارة (°C).

2. احسب الحمل الحراري الكلي

من خلال الخطوة الأولى، يمكننا حساب الحمل الحراري الإجمالي لهدف التبريد.

افترض في المشروع الفعلي أن الحمل الحراري النشط هو 8 وات، والحمل الحراري المشع هو 0.2 وات، والحمل الحراري الحملي هو 0.8 وات، والحمل الحراري الموصل هو 0 وات، والحمل الحراري الإجمالي هو 9 وات.

3. تعريف درجة الحرارة

حدد درجة حرارة الطرف الساخن، ودرجة حرارة الطرف البارد، وفرق درجة حرارة التبريد لصفيحة التبريد. لنفترض في المشروع الفعلي أن درجة الحرارة المحيطة ٢٧ درجة مئوية، ودرجة حرارة التبريد المستهدفة -٨ درجات مئوية، وفرق درجة حرارة التبريد DT = ٣٥ درجة مئوية.

بافتراض أن الحمل الحراري الإجمالي لهدف التبريد مُقدّر بـ 9 واط بناءً على التقدير السابق، يُمكن الحصول على Qmax الأمثل بـ 9/0.25 = 36 واط، وQmax الأقصى بـ 9/0.45 = 20. ابحث في كتالوج منتجات شركة بكين هويماو لمعدات التبريد المحدودة عن وحدات التبريد الكهروحرارية، ووحدات بيلتييه، وأجهزة بيلتييه، وعناصر بيلتييه، ووحدات TEC، واعثر على المنتجات التي تتراوح قيمة Qmax فيها بين 20 و36.