Метод підвищення динамічних характеристик термоелектричних охолоджувачів

Анотація

Розглянуто вплив ефективності первинних термоелектричних матеріалів на динаміку функціонування термоелектричного охолоджуючого пристрою для різних характерних струмових режимів роботи у діапазоні робочих перепадів температур і теплового навантаження при заданій геометрії гілок термоелементів. Параметри термоелектричних матеріалів умовно розділені на три групи: які використаються для серійного виробництва, лабораторних досліджень і максимальні значення. Критерії вибору режиму роботи термоелектричного охолоджувача враховує взаємний вплив і вагомість кожного з обмежувальних факторів. Оскільки умови проектування можуть бути вельми різнорідними, змінюючи одночасно декількома обмежуючими факторами (конструктивними, енергетичними і надійності) можна вибрати найбільш раціональний режим роботи. Аналіз проведено для типових струмових режимів функціонування термоелектричних охолоджувачів: максимальної холодопродуктивності, максимальної холодопродуктивності при заданому струмі, максимального холодильного коефіцієнту, мінімальної інтенсивності відмов. Показано, що з ростом ефективності первинних термоелектричних матеріалів зменшується час виходу на стаціонарний режим роботи термоелектричного охолоджувача, необхідна кількість термоелементів і зростає максимальний перепад температур. Запропоновано спосіб зниження постійної часу термоелектричних охолоджувачів за рахунок виявленого зв’язку ефективності термоелектричних матеріалів з динамічними характеристиками термоелементів. Показано, що підвищення динамічних характеристик термоелектричних охолоджувачів досягається без зміни проектної документації, технології виготовлення і додаткового проведення кліматичних і механічних випробування виробів.