थर्मोइलेक्ट्रिक तंत्रज्ञान हे पेल्टियर इफेक्टवर आधारित एक सक्रिय थर्मल मॅनेजमेंट तंत्र आहे. १८३४ मध्ये जेसीए पेल्टियर यांनी याचा शोध लावला होता. या घटनेत दोन थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थांच्या (बिस्मथ आणि टेल्युराइड) जंक्शनमधून करंट पास करून गरम करणे किंवा थंड करणे समाविष्ट आहे. ऑपरेशन दरम्यान, थेट करंट टीईसी मॉड्यूलमधून वाहतो ज्यामुळे उष्णता एका बाजूने दुसऱ्या बाजूला हस्तांतरित होते. थंड आणि गरम बाजू तयार होते. जर करंटची दिशा उलट केली तर थंड आणि गरम बाजू बदलल्या जातात. त्याची कूलिंग पॉवर देखील त्याचा ऑपरेटिंग करंट बदलून समायोजित केली जाऊ शकते. एका सामान्य सिंगल स्टेज कूलरमध्ये (आकृती १) सिरेमिक प्लेट्समध्ये पी आणि एन-प्रकार सेमीकंडक्टर मटेरियल (बिस्मथ, टेल्युराइड) असलेल्या दोन सिरेमिक प्लेट्स असतात. सेमीकंडक्टर मटेरियलचे घटक इलेक्ट्रिकली सिरीजमध्ये आणि थर्मली समांतर जोडलेले असतात.
थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर डिव्हाइस, टीईसी मॉड्यूल्स हे सॉलिड-स्टेट थर्मल एनर्जी पंपचा एक प्रकार मानले जाऊ शकते आणि त्याचे वास्तविक वजन, आकार आणि प्रतिक्रियेच्या दरामुळे, ते इनबिल्ट कूलिंग सिस्टमचा भाग म्हणून वापरण्यासाठी अतिशय योग्य आहे (जागेच्या मर्यादेमुळे). शांत ऑपरेशन, शटरप्रूफ, शॉक रेझिस्टन्स, दीर्घ उपयुक्त आयुष्य आणि सोपी देखभाल यासारख्या फायद्यांसह, आधुनिक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर डिव्हाइस, टीईसी मॉड्यूल्सचा लष्करी उपकरणे, विमानचालन, एरोस्पेस, वैद्यकीय उपचार, साथीचे प्रतिबंध, प्रायोगिक उपकरणे, ग्राहक उत्पादने (वॉटर कूलर, कार कूलर, हॉटेल रेफ्रिजरेटर, वाइन कूलर, वैयक्तिक मिनी कूलर, कूल आणि हीट स्लीप पॅड इ.) क्षेत्रात विस्तृत अनुप्रयोग आहे.
आज, कमी वजन, लहान आकार किंवा क्षमता आणि कमी किमतीमुळे, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंगचा वापर वैद्यकीय, औषधी उपकरणे, विमानचालन, अवकाश, लष्करी, स्पेक्ट्रोकॉपी प्रणाली आणि व्यावसायिक उत्पादनांमध्ये (जसे की गरम आणि थंड पाण्याचे डिस्पेंसर, पोर्टेबल रेफ्रिजरेटर, कारकूलर इत्यादी) मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.
पॅरामीटर्स | |
I | टीईसी मॉड्यूलला ऑपरेटिंग करंट (अँपिअर्समध्ये) |
Iकमाल | कमाल तापमानात फरक करणारा ऑपरेटिंग करंट △Tकमाल(अँप्समध्ये) |
Qc | TEC च्या थंड बाजूच्या पृष्ठभागावर शोषता येणारी उष्णता (वॅट्समध्ये) |
Qकमाल | थंड बाजूला जास्तीत जास्त उष्णता शोषली जाऊ शकते. हे I = I वर होतेकमालआणि जेव्हा डेल्टा टी = ०. (वॅट्समध्ये) |
Tगरम | TEC मॉड्यूल चालू असताना गरम बाजूच्या पृष्ठभागावरील तापमान (°C मध्ये) |
Tथंड | TEC मॉड्यूल कार्यरत असताना थंड बाजूच्या पृष्ठभागावरील तापमान (°C मध्ये) |
△T | गरम बाजूमधील तापमानातील फरक (Th) आणि थंड बाजू (Tc). डेल्टा टी = टीh-Tc(°C मध्ये) |
△Tकमाल | गरम बाजू (T) दरम्यान TEC मॉड्यूल कमाल तापमान फरक साध्य करू शकतोh) आणि थंड बाजू (Tc). हे घडते (जास्तीत जास्त थंड क्षमता) I = I वरकमालआणि प्रc= ०. (°C मध्ये) |
Uकमाल | I = I वर व्होल्टेज पुरवठाकमाल(व्होल्टमध्ये) |
ε | टीईसी मॉड्यूल कूलिंग कार्यक्षमता (%) |
α | थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थाचा सीबेक सहगुणांक (V/°C) |
σ | थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थाचा विद्युत गुणांक (१/सेमी·ओम) |
κ | थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थाची थर्मोचालकता (W/CM·°C) |
N | तापविद्युत घटकांची संख्या |
Iεकमाल | जेव्हा TEC मॉड्यूलची गरम बाजू आणि जुनी बाजूचे तापमान निर्दिष्ट मूल्य असते तेव्हा विद्युत प्रवाह जोडला जातो आणि त्यासाठी जास्तीत जास्त कार्यक्षमता (अँपिअर्समध्ये) मिळवणे आवश्यक असते. |
टीईसी मॉड्यूलमध्ये अनुप्रयोग सूत्रांचा परिचय
Qc= 2N[α(Tc+२७३) -लि²/2σS-κs/Lx(Tह- टीक) ]
△T= [ Iα(Tc+२७३) -एलआय/²2σS] / (κS/L + I α]
U = 2 N [ IL /σS +α(Tह- टीक)]
ε = क्यूc/UI
Qह= प्रश्नक + आययू
△टीकमाल= टीह+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+२७३) + १]
Iकमाल =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+२७३) + १-१]
Iεकमाल =ασS (Tह- टीक) / एल (√१+०.५σα²(५४६+ टीह- टीक)/ κ-1)