Rendimiento de refrigeración termoeléctrica

Cálculo del rendimiento de la refrigeración termoeléctrica:

Antes de aplicar la refrigeración termoeléctrica, para comprender mejor su funcionamiento, cabe señalar que el extremo frío del módulo Peltier, o módulo termoeléctrico, absorbe calor del entorno. Existen dos tipos de calor: calor Joule Qj y calor por conducción Qk. La corriente eléctrica pasa a través del interior del elemento termoeléctrico para producir calor Joule; la mitad de este calor se transmite al extremo frío, la otra mitad al extremo caliente, y el calor por conducción se transmite del extremo caliente al extremo frío.

Producción de frío Qc=Qπ-Qj-Qk

= (2p-2n).Tc.I-1/2j²R-K (Th-Tc)

Donde R representa la resistencia total de un par y K es la conductividad térmica total.

Calor disipado desde el extremo caliente Qh=Qπ+Qj-Qk

= (2p-2n).Th.I+1/2I²R-K (Th-Tc)

Como se puede observar en las dos fórmulas anteriores, la potencia eléctrica de entrada es exactamente la diferencia entre el calor disipado por el extremo caliente y el calor absorbido por el extremo frío, lo que constituye una especie de “bomba de calor”:

Qh-Qc=I²R=P

De la fórmula anterior, se puede concluir que el calor Qh emitido por un par eléctrico en el extremo caliente es igual a la suma de la potencia eléctrica de entrada y la salida fría del extremo frío, y a la inversa, se puede concluir que la salida fría Qc es igual a la diferencia entre el calor emitido por el extremo caliente y la potencia eléctrica de entrada.

Qh=P+Qc

Qc=Qh-P

Método de cálculo de la potencia máxima de refrigeración termoeléctrica

A.1 Cuando la temperatura en el extremo caliente Th es 27℃±1℃, la diferencia de temperatura es △T=0, e I=Imax.

La potencia de refrigeración máxima Qcmax(W) se calcula según la fórmula (1): Qcmax=0,07NI

Donde N — logaritmo del dispositivo termoeléctrico, I — corriente de diferencia de temperatura máxima del dispositivo (A).

A.2 Si la temperatura de la superficie caliente es de 3~40℃, la potencia de enfriamiento máxima Qcmax (W) debe corregirse de acuerdo con la fórmula (2).

Qcmax = Qcmax×[1+0.0042(Th--27)]

(2) En la fórmula: Qcmax — temperatura de la superficie caliente Th = 27 ℃ ± 1 ℃ potencia máxima de enfriamiento (W), Qcmax ∣ Th — temperatura de la superficie caliente Th — potencia máxima de enfriamiento (W) a temperatura medida de 3 a 40 ℃

Especificación TES1-12106T125

La temperatura del lado caliente es de 30 °C.

Imax: 6A,

Umax: 14,6 V

Qmax: 50,8 W

Delta T máx.: 67 °C

ACR: 2,1 ± 0,1 ohmios

Tamaño: 48,4 x 36,2 x 3,3 mm, tamaño del orificio central: 30 x 17,8 mm

Sellado: Sellado con RTV 704 (color blanco)

Cable: PVC de 20 AWG, resistencia a la temperatura de 80 ℃.

Longitud del cable: 150 mm o 250 mm

Material termoeléctrico: telururo de bismuto