Daugiapakopių termoelektrinių aušinimo modulių (daugiapakopių Peltier įrenginių) pasirinkimas yra daug sudėtingesnis nei įprastų vienpakopių termoelektrinių modulių, Peltier aušintuvų, pasirinkimas, nes jie apima „kaskadinę“ struktūrą ir kelia aukštesnius šilumos valdymo bei elektrinių parametrų atitikimo reikalavimus.
1 veiksmas: apibrėžkite pagrindinius reikalavimus (įvesties sąlygas)
Prieš nagrinėjant konkrečius modelius, reikia nustatyti šiuos tris „kietus rodiklius“, nes jie sudaro pasirinkimo pagrindą:
Tikslinė temperatūra (Tc) ir karštojo galo temperatūra (Th):
Kokia temperatūra turėtų pasiekti šaltąjį galą? (Pavyzdžiui: -40 °C)
Kokia maksimali karštojo galo šilumos išsklaidymo galia? (Paprastai projektuojama kaip 25 °C arba 50 °C).
Apskaičiuokite temperatūros skirtumą (ΔT): ΔT = Th – Tc. Daugiapakopiai lustai paprastai naudojami tais atvejais, kai ΔT > 70 °C.
Šilumos apkrova (Qc):
Kokią galią (W) skleidžia aušinamas objektas?
Jei nesate tikri, būtina apskaičiuoti bendrą objekto išskiriamą šilumą, įskaitant vidinį įkaitimą, laidumo šilumą ir spinduliavimo šilumą.
Turima erdvė ir maitinimo šaltinis:
Ar yra įrengimo dydžio apribojimų (ilgis ir plotis)?
Ar maitinimo šaltinis yra pastovios įtampos (pvz., 12 V, 24 V), ar pastovios srovės? Kokia yra maksimali srovės riba?
2 veiksmas: supraskite pagrindinius parametrus (pagrindinius rodiklius)
Daugiapakopių Peltier modulių ir daugiapakopių Pletier įtaisų parametrai yra glaudžiai tarpusavyje susiję. Atkreipkite dėmesį į šiuos keturis parametrus:
Etapų skaičius (etapai):
Tai yra išskirtiniausias daugiapakopių termoelektrinių modulių, Peltier elementų, bruožas. Paprastai būna 2, 3 ar net 6 pakopų termoelektrinis aušinimo modulis.
Nykščio taisyklė: kuo daugiau pakopų, tuo didesnis temperatūrų skirtumas, kurį galima pasiekti, tačiau aušinimo galia (Qc) bus mažesnė, o kaina – didesnė. Paprastai maksimalus vienos pakopos temperatūros skirtumas yra maždaug 60–70 °C. Jei reikalinga -80 °C ar žemesnė temperatūra, reikia pasirinkti daugiapakopį Peltier modulį.
Maksimalus aušinimo pajėgumas (Qmax):
Nurodo didžiausią šilumos absorbcijos pajėgumą, kai temperatūrų skirtumas yra 0.
Pasirinkimo pasiūlymas: faktinė aušinimo galia (Qc) eksploatacijos metu yra daug mažesnė nei Qmax. Paprastai rekomenduojama, kad Qmax būtų 1,3–2 kartus didesnė už faktinę šildymo apkrovą, paliekant atsargą, kad būtų užtikrintas efektyvumas ir tarnavimo laikas.
Didžiausias temperatūros skirtumas (ΔTmax):
Nurodo didžiausią temperatūros skirtumą, kurį gali pasiekti termoelektrinis aušinimo modulis, Peltier elementas (kai aušinimo galia lygi 0).
Pasirinkimo pasiūlymas: pasirinkta ΔTmax vertė turėtų būti 10–20 % didesnė už faktinį jums reikalingą temperatūros skirtumą.
Įtampa ir srovė (Vmax / Imax):
Daugiapakopio termoelektrinio aušinimo modulio, TEC modulio, vidinė varža paprastai yra didelė, o įtampa gali būti aukšta (pvz., 24 V, 48 V ar net didesnė), o srovė – santykinai maža. Įsitikinkite, kad jūsų maitinimo šaltinis gali jį maitinti.
3 veiksmas: panaudokite našumo kreivę (tikslus suderinimas)
Tai pats svarbiausias žingsnis. Nepasikliaukite vien specifikacijų lape nurodytomis maksimaliomis vertėmis!
Daugiapakopio termoelektrinio aušinimo modulio termoelektrinio modulio veikimas yra netiesinis.
Nustatykite veikimo tašką: norėdami sužinoti tikslinę temperatūros skirtumą (ΔT) ir tikslinę aušinimo galią (Qc), žiūrėkite kreivės grafiką.
Raskite optimalią srovę (Iop): raskite atitinkamą srovės vertę.
Apskaičiuokite energijos vartojimo efektyvumo koeficientą (COP): Pabandykite priversti termoelektrinį modulį veikti srityje su didesniu COP (paprastai apie 30–50 % maksimalios srovės), o ne visu pajėgumu. Veikimas visu pajėgumu gali užtikrinti greitesnį aušinimą, tačiau jis generuoja per daug šilumos ir pasižymi itin mažu efektyvumu.
4 veiksmas: konstrukcija ir montavimas
Daugiapakopiai termoelektriniai aušinimo moduliai (daugiapakopiai TEC moduliai) yra trapesni nei vienpakopiai termoelektriniai aušinimo moduliai (vienpakopiai Peltier moduliai). Renkantis tipą, reikia atsižvelgti į fizinę struktūrą:
Dydžio apribojimai:
Daugiapakopių Peltier aušinimo modulių paprastai nerekomenduojama gaminti per didelių (pvz., didesnių nei 62x62 mm), nes per didelis plotas gali lengvai sukelti keraminių plokščių deformaciją arba lūžį. Didelių plokštumų aušinimui rekomenduojama naudoti kelis mažus Peltier modulius, sujungtus lygiagrečiai arba nuosekliai.
Prijungimo būdas:
Nuoseklusis jungimas: rekomenduojamas. Srovė yra pastovi, lengvai valdoma. Jei viena dalis yra pažeista, tai galima lengvai aptikti (pagal grandinės nutrūkimą).
Lygiagretus jungimas: Nerekomenduojama. Jei pasikeičia vienos dalies vidinė varža, srovės pasiskirstymas bus netolygus, dėl to atsiras „srovės konkurencijos“ reiškinys, kuris paspartins žalą.
Įrašo laikas: 2026 m. gegužės 19 d.
