Bagaimana memilih yang terbaikTEC? Mari kita lihat dulu model dan rumus perhitungan TEC dengan X berjasa.
Gambar di atas menunjukkan pasangan termokopel. Pertama, mari kita perkenalkan konsep setiap parameter pada gambar berikut, yang nantinya akan digunakan dalam persamaan matematika.
Berikut ini adalah dua persamaan paling mendasar: beban Qc dan perhitungan tegangan
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
Dalam rumus perhitungan Qc pertama, suku pertama: S *I * Tc mewakili efek pendinginan Peltier, dan suku kedua, 1/2*I^2*R*L/A, menunjukkan efek panas Joule yang dihasilkan ketika arus melewati sebuah resistor. Panas joule didistribusikan ke seluruh komponen, sehingga separuh panas mengalir ke sisi dingin dan separuh lainnya ke sisi panas. Suku terakhir, K*A/L*(Th-Tc), mewakili efek Fourier, yaitu panas dialirkan dari suhu tinggi ke suhu rendah. Oleh karena itu, efek pendinginan Peltier akan melemah karena hilangnya resistensi dan konduktivitas termal.
Untuk tegangan, suku pertama S*(Th-Tc) mewakili tegangan Seebeck. Suku kedua, I*R*L/A, mewakili tegangan yang berhubungan dengan Hukum Ohm.
Setelah derivasi yang sangat kompleks, matematika tingkat lanjut hampir dilupakan, sehingga proses derivasi dihilangkan di sini. Hasilnya adalah yang paling penting. Kemudian diperoleh dua rumus yang sangat penting dalam pemilihan TEC:
3. Qmaks=Qc/(1-Dt/Dtmaks
4. COP(Koefisien Kinerja)=Qc/Qtec
Persyaratan inti untuk pemilihan TEC: beban Qc, suhu pengoperasian Tc, suhu ujung panas Th, Dt=Th-Tc. Misalnya: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Apakah Qmax 5.25W ini merupakan solusi optimal? Tidak, 5,25 adalah Qmax terkecil di aplikasi ini. Qmax belum tentu semakin besar semakin baik. Jika lebih besar, jumlah pasangan PN akan lebih banyak, dan energi yang dikonsumsi sendiri akan lebih banyak. Cara menghitung Qmax optimal ini agak rumit dan membutuhkan insinyur desain termal yang sangat profesional.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, kami telah memilih tiga kelompok TEC, Qmax berbeda, tetapi lingkungan aplikasi yang sama. COP TEC#1 adalah yang terendah, sedangkan Qmax-nya adalah yang terbesar.
Singkatnya:
1. TEC dengan daya tertinggi belum tentu merupakan yang paling cocok; itu tergantung pada aplikasi spesifik.
2. Untuk aplikasi dengan persyaratan beban dan perbedaan suhu tertentu, solusi optimal dapat diperoleh dengan menghitung COP.
3. Seperti terlihat pada gambar berikut, setiap TEC mempunyai rentang beban optimal (nilai COP tertinggi) ketika Dt ditentukan.
