Kuidas valida parimTEC? Vaatame kõigepealt TEC-i mudelit ja arvutusvalemit X väärikas.
Ülaltoodud pilt näitab termopaari. Kõigepealt tutvustame järgneval pildil iga parameetri mõisteid, mida edaspidi kasutatakse matemaatilistes võrrandites.
Järgmised on kaks kõige olulisemat võrrandit: koormuse Qc ja pinge arvutamine
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]
Esimeses Qc arvutusvalemis tähistab esimene liige: S *I * Tc Peltieri jahutusefekti ja teine liige, 1/2*I^2*R*L/A, näitab džauli soojusefekti, mis tekib siis, kui vool läbib takistit. Džauli soojus jaotub kogu komponendi ulatuses, nii et pool soojusest voolab külmale ja teine pool kuumale poolele. Viimane liige K*A/L*(Th-Tc) tähistab Fourier' efekti, st soojust juhitakse kõrgest temperatuurist madalale temperatuurile. Seetõttu nõrgeneb Peltieri jahutav toime takistusest ja soojusjuhtivusest põhjustatud kadude tõttu.
Pinge puhul tähistab esimene liige S*(Th-Tc) Seebecki pinget. Teine liige I*R*L/A tähistab Ohmi seadusega seotud pinget.
Pärast ülikeerulist tuletamist on arenenud matemaatika peaaegu unustatud, mistõttu tuletusprotsess on siin ära jäetud. Tulemus on kõige tähtsam. Seejärel saadakse kaks valemit, mis on TEC-i valimisel äärmiselt olulised:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP (jõudluskoefitsient) = Qc/Qtec
Põhinõuded TEC valikul: koormus Qc, töötemperatuur Tc, kuuma otsa temperatuur Th, Dt=Th-Tc. Näiteks: Qc = 1,5 W, Dt = 50 K, Qmax = 1,5 (1-50/70) = 5,25 W. Kas see Qmax 5,25W on optimaalne lahendus? Ei, 5,25 on selle rakenduse väikseim Qmax. Qmax ei pruugi olla seda suurem, seda parem. Kui see on suurem, on PN-paaride arv suurem ja tarbitav energia ise on suurem. Selle optimaalse Qmax arvutamine on üsna keeruline ja nõuab väga professionaalseid soojusprojekteerijaid.
Nagu on näidatud järgmisel joonisel, oleme valinud kolm TEC rühma, erinevad Qmax, kuid sama rakenduskeskkond. TEC# 1 COP on madalaim, samas kui selle Qmax on suurim.
Kokkuvõtteks:
1. Suurima võimsusega TEC ei pruugi olla kõige sobivam; see oleneb konkreetsest rakendusest.
2. Konkreetse koormuse ja temperatuuri erinevuse nõudega rakenduse jaoks on kindlasti võimalik saada optimaalne lahendus COP arvutamise teel.
3. Nagu on näidatud järgmisel joonisel, on igal TEC-l Dt määramisel optimaalne koormusvahemik (kõrgeim COP väärtus).
