열전 냉각 모듈 응용 분야

열전 냉각 모듈 응용 분야

열전 냉각 응용 제품의 핵심은 열전 냉각 모듈입니다. 열전 스택의 특성, 단점 및 적용 범위를 고려하여 스택을 선택할 때 다음과 같은 사항을 결정해야 합니다.

1. 열전 냉각 소자의 작동 상태를 확인합니다. 작동 전류의 방향과 크기에 따라 반응기의 냉각, 가열 및 항온 성능을 판단할 수 있습니다. 일반적으로 냉각 방식이 가장 많이 사용되지만, 가열 및 항온 성능 또한 간과해서는 안 됩니다.

2. 냉각 시 고온부의 실제 온도를 측정합니다. 반응기는 온도차 냉각 장치이므로 최적의 냉각 효과를 얻으려면 반응기를 우수한 방열판 위에 설치해야 합니다. 열 방출 조건이 양호한지 불량한지에 따라 냉각 시 반응기 열단부의 실제 온도를 측정해야 합니다. 온도 구배의 영향으로 반응기 열단부의 실제 온도는 항상 방열판 표면 온도보다 높다는 점에 유의해야 합니다. 일반적으로 몇 십 분의 1도 미만이지만, 몇 도 이상일 경우 십 도 이상일 수 있습니다. 마찬가지로 고온부의 열 방출 구배 외에도 냉각 공간과 반응기 저온부 사이에도 온도 구배가 존재합니다.

3. 반응기의 작동 환경 및 분위기를 결정한다. 여기에는 TEC 모듈, 열전 냉각 모듈이 진공 또는 일반 대기, 건조 질소, 정지 공기 또는 이동 공기에서 작동하는지 여부와 주변 온도가 포함되며, 이를 통해 단열(단열) 조치를 고려하고 열 누출 효과를 판단한다.

4. 열전 소자의 작동 대상과 열 부하의 크기를 결정합니다. 고온부 온도의 영향 외에도, TEC N,P 소자가 달성할 수 있는 최소 온도차 또는 최대 온도차는 무부하 및 단열 조건이라는 두 가지 조건 하에서 결정됩니다. 실제로 펠티어 N,P 소자는 완전히 단열될 수 없으며, 열 부하가 있어야만 의미가 있습니다.

5. 열전 모듈(TEC 모듈, 펠티어 소자)의 등급을 결정합니다. 반응기 시리즈 선택 시 실제 온도차 요구 사항을 충족해야 합니다. 즉, 반응기의 공칭 온도차가 실제 요구 온도차보다 높아야 합니다. 그렇지 않으면 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 하지만 시리즈가 너무 많으면 반응기 가격이 크게 상승하므로 주의해야 합니다.

6. 열전 N,P 소자의 사양. 펠티어 소자용 N,P 소자를 선택한 후에는 펠티어 N,P 소자의 사양, 특히 펠티어 냉각기 N,P 소자의 동작 전류를 선택해야 합니다. 온도 차이와 냉각 성능을 동시에 충족할 수 있는 반응기는 여러 종류가 있지만, 작동 조건이 다르기 때문에 일반적으로 동작 전류가 가장 작은 반응기를 선택합니다. 이는 이때 전력 소모가 적기 때문입니다. 그러나 반응기의 총 전력이 결정적인 요소입니다. 동일한 입력 전력에서 동작 전류를 줄이려면 전압을 높여야 하므로(소자 쌍당 0.1V) 소자의 로그값을 증가시켜야 합니다.

7. N, P 요소의 개수를 결정합니다. 이는 원자로의 총 냉각 용량을 기준으로 온도차 요구 사항을 충족하기 위한 것으로, 운전 온도에서 원자로 냉각 용량의 합이 작동 대상의 총 열 부하 용량보다 커야 합니다. 그렇지 않으면 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 스택의 열 관성은 매우 작아서 무부하 상태에서는 1분을 넘지 않지만, 부하 관성(주로 부하의 열용량 때문)으로 인해 설정 온도에 도달하는 실제 운전 속도는 1분보다 훨씬 길고 수 시간이 걸릴 수 있습니다. 운전 속도 요구 사항이 클수록 스택의 개수가 많아지며, 총 열 부하 용량은 총 열 용량과 열 누출량(온도가 낮을수록 열 누출량이 커짐)으로 구성됩니다.

위의 7가지 사항은 열전 모듈 N, P 펠티어 소자를 선택할 때 고려해야 할 일반적인 원칙이며, 사용자는 이를 바탕으로 요구 사항에 따라 열전 냉각 모듈, 펠티어 쿨러, TEC 모듈을 먼저 선택해야 합니다.

(1) 주변 온도 Th ℃의 사용을 확인합니다.

(2) 냉각된 공간 또는 물체가 도달한 저온 Tc ℃

(3) 알려진 열 부하 Q (열 출력 Qp, 열 누출 Qt) W

Th, Tc 및 Q가 주어지면 열전 냉각 모듈, 펠티어 냉각기, TEC 모듈의 특성 곡선에 따라 필요한 열전 냉각기 소자 N, P개와 TEC 소자 N, P개의 개수를 추정할 수 있습니다.