Расчет конструкции термоэлектрического холодильника складывается из расчета отдельных его узлов: термоэлектрической батареи и теплоизоляции холодильной камеры, а также из теплотехнических расчетов отвода тепла из холодильной камеры к холодным спаям, отвода тепла от горячих спаев и тепловых потерь в сопряжениях.
Расчет термоэлектрической батареи начинается с выбора материалов и геометрических размеров термоэлементов. При заданном перепаде температур горячих и холодных спаев определяется холодопроизводительность одного термоэлемента, а затем необходимое количество термоэлементов для обеспечения требуемой холодопроизводительности термоэлектрической батареи.
Оптимальное распределение (рассредоточение) термоэлементов батареи по поверхности охлаждения определяется из условий обеспечения наилучшего теплообмена холодных и горячих спаев с радиаторами и снижения вредных перепадов температур между спаями. Степень рассредоточения термоэлементов характеризуется плоскостью упаковки, которая рассчитывается как отношение суммарной площади всех сечений термоэлементов к площади теплопередающей поверхности термобатареи. Акции на плитку и Керамогранит в Калининграде uralgranit39.ru.
Соединение коммутационных пластин термоэлементов осуществляется мягкой пайкой. При этом ветви термоэлементов предварительно залуживают специальным легкоплавким коммутационным припоем, содержащим сплавы полупроводниковых материалов (селена, висмута, сурьмы).
Известно, что эффективность термоэлектрического охлаждения с повышением перепада температур холодных и горячих спаев термобатареи растет. Поэтому, чтобы повысить температуру холодных спаев, необходимо обеспечить эффективный подвод тепла к ним со стороны холодильной камеры. Для этого холодильную камеру термоэлектрических холодильников изготовляют из металлических теплопроводных листовых материалов (алюминиевых сплавов и др.), причем одна из стенок камеры плотно соединяется с термоэлектрической батареей непосредственно или через теплопереходный блок. Остальные стенки холодильной камеры выполняют роль радиаторных пластин (ребер). Интенсивность передачи тепла холодным спаям повышается за счет использования принудительной циркуляции воздуха (вентилятором) внутри холодильной камеры.
Системы воздушного охлаждения горячих спаев применяются в холодильниках, у которых допустимый перепад температур горячих и холодных спаев не превышает 30 °С.
Системы охлаждения с промежуточным теплоносителем используются, когда требуемый перепад температур горячих и холодных спаев превышает 30 °С, т. е. требуется получить более глубокое охлаждение. В качестве промежуточного теплоносителя обычно применяют воду. При водяном охлаждении разность температур горячих спаев термобатареи и охлаждающей воды составляет примерно 5—8 °С, при воздушном же охлаждении разность температур горячих спаев и наружного воздуха обычно равна 10—12 °С. Это говорит о более интенсивном теплообмене между спаями и водой.
Циркуляция промежуточного теплоносителя может быть естественной и принудительной. Принудительная циркуляция с помощью насосов усложняет конструкцию, поэтому более широкое применение получила естественная циркуляция теплоносителя.
Расчеты теплоизоляции холодильной камеры и тепловых потерь в сопряжениях проводят по формулам, известным в теплотехнике.
Разработано специально для texnlit.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.