التكنولوجيا الكهروضوئية هي تقنية إدارة حرارية نشطة تعتمد على تأثير peltier. تم اكتشافها من قبل JCA Peltier في عام 1834 ، وتتضمن هذه الظاهرة تسخين أو تبريد مفترق اثنين من المواد الحرارية (Bismuth و Telluride) عن طريق تمرير التيار عبر الوصل. أثناء التشغيل ، يتدفق التيار المباشر عبر وحدة TEC مما يؤدي إلى نقل الحرارة من جانب إلى آخر. خلق جانب بارد وساخن. إذا تم عكس اتجاه التيار ، يتم تغيير الجوانب الباردة والساخنة. يمكن أيضًا تعديل قوة التبريد عن طريق تغيير تيار التشغيل. يتكون مبرد المرحلة المفردة النموذجية (الشكل 1) من لوحين من السيراميك مع مادة أشباه الموصلات P و N-type (Bismuth ، Telluride) بين لوحات السيراميك. يتم توصيل عناصر مادة أشباه الموصلات كهربائيًا في سلسلة وموازاة حرارياً.
يمكن اعتبار وحدة التبريد الحرارية الكهروضوئية ، وجهاز peltier ، ووحدات TEC كنوع من مضخة الطاقة الحرارية الصلبة ، وبسبب وزنها الفعلي وحجمها ومعدل التفاعل ، فإنه مناسب جدًا لاستخدامه كجزء من التبريد في ثنائية المليئة النظم (بسبب الحد من الفضاء). مع مزايا مثل التشغيل الهادئ ، الإثبات التحطيم ، مقاومة الصدمة ، عمر مفيد أطول وصيانة سهلة ، وحدة تبريد حرارية حديثة ، أجهزة peltier ، وحدات TEC لها تطبيق واسع في مجالات المعدات العسكرية ، الطيران ، الطيران ، العلاج الطبي ، الوباء الوقاية ، الأجهزة التجريبية ، المنتجات الاستهلاكية (مبرد المياه ، مبرد السيارات ، ثلاجة فندق ، مبرد النبيذ ، مبرد صغير صغير ، بارد ونوم ، وسادة نوم للحرارة ، إلخ).
اليوم ، نظرًا لانخفاض وزنه ، وحجم صغير أو قدرته منخفضة التكلفة ، يتم استخدام التبريد الحراري على نطاق واسع في المساواة الطبية والمساواة الصيدلانية ، والطيران ، والفضاء ، والجيش ، والأنظمة الطيفية ، والمنتجات التجارية (مثل موزع المياه الساخنة والباردة ، والثلاجات المحمولة ، مرفوح وما إلى ذلك)
حدود | |
I | تشغيل التيار إلى وحدة TEC (في AMPS) |
Iالأعلى | تيار التشغيل الذي يجعل الحد الأقصى لفرق درجة الحرارة △ tالأعلى(في أمبير) |
Qc | كمية الحرارة التي يمكن امتصاصها في الوجه الجانبي البارد من TEC (في واط) |
Qالأعلى | أقصى قدر من الحرارة التي يمكن امتصاصها في الجانب البارد. هذا يحدث في أنا = أناالأعلىوعندما دلتا t = 0. (في واط) |
Tحار | درجة حرارة الوجه الجانبي الساخن عند تشغيل وحدة TEC (في درجة مئوية) |
Tبارد | درجة حرارة الوجه الجانبي البارد عندما تعمل وحدة TEC (في درجة مئوية) |
△T | الفرق في درجة الحرارة بين الجانب الساخن (رh) والجانب البارد (رc). دلتا تي = رh-Tc(في درجة مئوية) |
△Tالأعلى | أقصى اختلاف في درجة الحرارة التي يمكن أن تحققها وحدة TEC بين الجانب الساخن (رh) والجانب البارد (رc). يحدث هذا (سعة التبريد القصوى) في i = iالأعلىو سc= 0. (في درجة مئوية) |
Uالأعلى | إمداد الجهد في i = iالأعلى(في فولت) |
ε | كفاءة تبريد وحدة TEC (٪) |
α | SEEBECK معامل المواد الحرارية (V/° C) |
σ | معامل كهربائي للمواد الحرارية (1/سم · أوم) |
κ | الموصلية الحرارية للمواد الحرارية (ث/سم · درجة مئوية) |
N | عدد العناصر الحرارية الكهرومائية |
Iεالأعلى | التيار متصل عندما يكون الجانب الساخن ودرجة الحرارة الجانبية القديمة لوحدة TEC قيمة محددة ويتطلب الحصول على أقصى قدر من الكفاءة (في AMPS) |
إدخال صيغ التطبيق إلى وحدة TEC
Qc= 2n [α (tc+273) -li²/2σS-ons/lx (tح- رج)]
△ t = [iα (tc+273) -li/²2σS] / (κS / L + I α]
u = 2 n [il /σs +α (tح- رج)]
ε = فc/واجهة المستخدم
Qح= سج + iu
△ رالأعلى= رح+ 273 + κ/σα² x [1-√2σα²/κX (th+273) + 1]
Iكحد أقصى =κS/ Lαx [√2σα²/ κX (Th+273) + 1-1]
Iεكحد أقصى =ασS (رح- رج) / L (√1+ 0.5σα² (546+ Tح- رج)/ κ-1)