Ako si vybrať to najlepšieTEC? Najprv sa pozrime na model a výpočtový vzorec TEC s X záslužný.
Vyššie uvedený obrázok ukazuje pár termočlánkov. Najprv si predstavme pojmy jednotlivých parametrov na nasledujúcom obrázku, ktoré budú neskôr použité v matematických rovniciach.
Nasledujú dve najzákladnejšie rovnice: zaťaženie Qc a výpočet napätia
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]
V prvom vzorci výpočtu Qc prvý člen: S *I * Tc predstavuje Peltierov chladiaci efekt a druhý člen, 1/2*I^2*R*L/A, označuje Jouleov tepelný efekt generovaný pri prechode prúdu cez odpor. Joulovo teplo je distribuované v celom komponente, takže polovica tepla prúdi na studenú stranu a druhá polovica na horúcu stranu. Posledný člen, K*A/L*(Th-Tc), predstavuje Fourierov efekt, to znamená, že teplo sa vedie z vysokej teploty na nízku teplotu. Preto bude chladiaci účinok Peltiera oslabený v dôsledku strát spôsobených odporom a tepelnou vodivosťou.
Pre napätie prvý člen S*(Th-Tc) predstavuje Seebeckovo napätie. Druhý člen, I*R*L/A, predstavuje napätie súvisiace s Ohmovým zákonom.
Po mimoriadne zložitom odvodzovaní sa na pokročilú matematiku takmer zabudlo, preto sa tu proces odvodzovania vynecháva. Výsledok je najdôležitejší. Potom sa získajú dva vzorce, ktoré sú mimoriadne dôležité pri výbere TEC:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP (koeficient výkonu) = Qc/Qtec
Základné požiadavky na výber TEC: zaťaženie Qc, prevádzková teplota Tc, teplota horúceho konca Th, Dt=Th-Tc. Napríklad: Qc=1,5W, Dt=50K, Qmax=1,5(1-50/70)=5,25W. Je toto Qmax 5,25W optimálne riešenie? Nie, 5,25 je najmenší Qmax v tejto aplikácii. Qmax nie je nevyhnutne čím väčšie, tým lepšie. Ak je väčší, počet párov PN bude väčší a samotná spotrebovaná energia bude väčšia. Ako vypočítať túto optimálnu Qmax je pomerne komplikované a vyžaduje si to veľmi profesionálnych technikov tepelného dizajnu.
Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku, vybrali sme tri skupiny TEC, rôzne Qmax, ale rovnaké aplikačné prostredie. COP TEC # 1 je najnižší, zatiaľ čo jeho Qmax je najväčší.
Aby som to zhrnul:
1. TEC s najvyššou silou nie je nevyhnutne najvhodnejšia; záleží od konkrétnej aplikácie.
2. Pre aplikáciu so špecifickými požiadavkami na zaťaženie a teplotný rozdiel je určite možné získať optimálne riešenie pomocou výpočtu COP.
3. Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku, každá TEC má optimálny rozsah zaťaženia (najvyššia hodnota COP), keď je stanovená Dt.
