थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल के अनुप्रयोग

थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल के अनुप्रयोग

थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग एप्लीकेशन उत्पाद का मूल भाग थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल है। थर्मोइलेक्ट्रिक स्टैक की विशेषताओं, कमजोरियों और अनुप्रयोग क्षेत्र के अनुसार, स्टैक का चयन करते समय निम्नलिखित समस्याओं का निर्धारण किया जाना चाहिए:

1. ऊष्माविद्युत शीतलन तत्वों की कार्यशील स्थिति का निर्धारण करें। कार्यशील धारा की दिशा और मात्रा के अनुसार, रिएक्टर के शीतलन, तापन और स्थिर तापमान प्रदर्शन का निर्धारण किया जा सकता है। हालांकि आमतौर पर शीतलन विधि का उपयोग किया जाता है, लेकिन इसके तापन और स्थिर तापमान प्रदर्शन को भी नजरअंदाज नहीं किया जाना चाहिए।

2. शीतलन के दौरान गर्म सिरे का वास्तविक तापमान ज्ञात कीजिए। चूंकि रिएक्टर एक तापमान अंतर उपकरण है, इसलिए सर्वोत्तम शीतलन प्रभाव प्राप्त करने के लिए रिएक्टर को एक अच्छे रेडिएटर पर स्थापित करना आवश्यक है। ऊष्मा अपव्यय की अच्छी या खराब स्थितियों के अनुसार, शीतलन के दौरान रिएक्टर के ऊष्मीय सिरे का वास्तविक तापमान ज्ञात कीजिए। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि तापमान प्रवणता के प्रभाव के कारण, रिएक्टर के ऊष्मीय सिरे का वास्तविक तापमान रेडिएटर की सतह के तापमान से हमेशा अधिक होता है, आमतौर पर कुछ डिग्री के दसवें हिस्से से कम, और कुछ डिग्री से अधिक होने पर दस डिग्री से अधिक। इसी प्रकार, गर्म सिरे पर ऊष्मा अपव्यय प्रवणता के अतिरिक्त, रिएक्टर के ठंडे सिरे और ठंडे स्थान के बीच भी तापमान प्रवणता होती है।

3. रिएक्टर के कार्य वातावरण और वायुमंडल का निर्धारण करें। इसमें यह शामिल है कि टीईसी मॉड्यूल, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल निर्वात या सामान्य वातावरण, शुष्क नाइट्रोजन, स्थिर या गतिशील वायु में कार्य करते हैं या नहीं, और परिवेश का तापमान क्या है, जिससे तापीय इन्सुलेशन (एडियाबेटिक) उपायों को ध्यान में रखा जाता है और ऊष्मा रिसाव के प्रभाव का निर्धारण किया जाता है।

4. थर्मोइलेक्ट्रिक तत्वों के कार्यशील उद्देश्य और ऊष्मीय भार के आकार का निर्धारण करें। गर्म सिरे के तापमान के प्रभाव के अतिरिक्त, टीईसी एन,पी तत्वों द्वारा प्राप्त किए जा सकने वाले न्यूनतम तापमान या अधिकतम तापमान अंतर को भारहीनता और रुद्धोष्मता की दो स्थितियों में निर्धारित किया जाता है। वास्तव में, पेल्टियर एन,पी तत्व पूरी तरह से रुद्धोष्म नहीं हो सकते, बल्कि उन पर ऊष्मीय भार होना आवश्यक है, अन्यथा यह निरर्थक है।

5. थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, टीईसी मॉड्यूल (पेल्टियर तत्व) का स्तर निर्धारित करें। रिएक्टर श्रृंखला का चयन वास्तविक तापमान अंतर की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, अर्थात् रिएक्टर का नाममात्र तापमान अंतर वास्तविक आवश्यक तापमान अंतर से अधिक होना चाहिए, अन्यथा यह आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाएगा। लेकिन श्रृंखला की संख्या बहुत अधिक नहीं होनी चाहिए, क्योंकि श्रृंखला की संख्या बढ़ने के साथ रिएक्टर की कीमत में काफी वृद्धि होती है।

6. थर्मोइलेक्ट्रिक एन, पी तत्वों की विशिष्टताएँ। पेल्टियर डिवाइस एन, पी तत्वों की श्रृंखला का चयन करने के बाद, पेल्टियर एन, पी तत्वों की विशिष्टताएँ, विशेष रूप से पेल्टियर कूलर एन, पी तत्वों की कार्यशील धारा का चयन किया जा सकता है। क्योंकि कई प्रकार के रिएक्टर उपलब्ध हैं जो एक ही समय में तापमान अंतर और शीतलन उत्पादन की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, लेकिन विभिन्न कार्य परिस्थितियों के कारण, आमतौर पर सबसे कम कार्यशील धारा वाले रिएक्टर का चयन किया जाता है, क्योंकि इस समय सहायक बिजली की लागत कम होती है। हालांकि, रिएक्टर की कुल शक्ति निर्णायक कारक है। समान इनपुट शक्ति के लिए कार्यशील धारा को कम करने के लिए वोल्टेज (प्रति घटक जोड़ी 0.1 वोल्ट) बढ़ाना पड़ता है, इसलिए घटकों का लघुगणक मान बढ़ाना पड़ता है।

7. एन, पी तत्वों की संख्या निर्धारित करें। यह रिएक्टर की कुल शीतलन क्षमता पर आधारित है ताकि तापमान अंतर की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि परिचालन तापमान पर रिएक्टर की कुल शीतलन क्षमता, कार्यशील वस्तु के कुल तापीय भार से अधिक हो; अन्यथा यह आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाएगा। स्टैक की तापीय जड़ता बहुत कम होती है, बिना भार के एक मिनट से अधिक नहीं, लेकिन भार की जड़ता (मुख्य रूप से भार की तापीय क्षमता के कारण) के कारण, निर्धारित तापमान तक पहुँचने में वास्तविक कार्य गति एक मिनट से कहीं अधिक, और कई घंटों तक लग सकती है। यदि कार्य गति की आवश्यकताएँ अधिक हैं, तो स्टैक की संख्या भी अधिक होगी। कुल तापीय भार की क्षमता, कुल तापीय क्षमता और ऊष्मा रिसाव (तापमान जितना कम होगा, ऊष्मा रिसाव उतना ही अधिक होगा) से मिलकर बनती है।

उपरोक्त सात पहलू थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल एन, पी पेल्टियर तत्वों का चयन करते समय विचार किए जाने वाले सामान्य सिद्धांत हैं, जिनके अनुसार मूल उपयोगकर्ता को पहले आवश्यकताओं के अनुसार थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर कूलर, टीईसी मॉड्यूल का चयन करना चाहिए।

(1) परिवेश तापमान Th ℃ के उपयोग की पुष्टि करें

(2) ठंडा किए गए स्थान या वस्तु द्वारा प्राप्त निम्न तापमान Tc ℃

(3) ज्ञात तापीय भार Q (तापीय शक्ति Qp, ऊष्मा रिसाव Qt) W

Th, Tc और Q दिए जाने पर, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर कूलर और TEC मॉड्यूल के विशिष्ट वक्र के अनुसार आवश्यक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर N,P तत्वों और TEC N,P तत्वों की संख्या का अनुमान लगाया जा सकता है।