Tôi đã thấy trong gần như tất cả các cấu hình rằng các phần tử Peltier được gắn với các bộ tản nhiệt khổng lồ ở phía nóng so với các phần tử nhỏ ở bên nhỏ.
Đây có phải chỉ là một cách giải thích sự cần thiết của tản nhiệt ở phía nóng? Hoặc có bất kỳ lợi ích thực sự của tản nhiệt nhỏ hơn ở phía lạnh? Một phần tử sẽ hoạt động tốt hơn (tạo ra nhiệt độ thấp hơn ở mặt lạnh) với các tản nhiệt có kích thước bằng nhau?
Câu trả lời:
Tế bào Peltier tạo ra nhiều nhiệt hơn ở phía nóng hơn so với tiêu thụ ở phía lạnh; sự khác biệt đơn giản là sức mạnh mà bạn đang bơm nó. Tối thiểu, khoảng 2,5 lần nữa, và ở chênh lệch nhiệt độ lớn, nhiều hơn thế.
Các kích thước khác nhau của tản nhiệt chỉ đơn giản là bù đắp cho điều đó.
Đây là một lời giải thích đơn giản, tuy nhiên nó sẽ giúp giải thích tại sao bồn lạnh lại nhỏ hơn tản nhiệt:
Một máy làm mát peltier bơm nhiệt từ phía lạnh sang phía nóng, và ngoài ra, máy làm mát peltier tạo ra nhiệt ngoài nhiệt lượng bơm của nó .
Qmax của một đơn vị peltier (lượng Watts mà nó có thể bơm) được đánh giá ở mức 0 delta T (chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt lạnh và nóng). Ngoài ra, khả năng bơm nhiệt của peltier sẽ giảm nhiệt khi đồng bằng T tăng.
Tại một số điểm (tùy thuộc vào thiết kế đơn vị peltier, v.v.), peltier sẽ bơm nhiệt không công suất (btu) khi đồng bằng T tăng quá cao.
Vì vậy, để có được nhiệt độ lạnh nhất có thể ở phía lạnh, bạn muốn có thể loại bỏ càng nhiều nhiệt càng tốt ở phía nóng. Điều này cần bao gồm bất kỳ nhiệt được tạo ra bởi peltier.
Điều này kết hợp với khả năng bơm nhiệt giảm dần khi delta T tăng, có nghĩa là tản nhiệt nhỏ hơn tản nhiệt, do đó hệ thống có hệ số hiệu suất (hoặc cao hơn) cao hơn so với hệ thống có cùng kích thước lạnh và nóng tản nhiệt.
Hy vọng điều này giải thích nó.
Một phần tử Peltier tạo ra một luồng nhiệt từ mặt lạnh đến mặt nóng của nó. Điều này có nghĩa rằng:
Nhiệt và hiện tại là các nguồn năng lượng đầu vào. Để hoạt động, nó phải tiêu tan (đầu ra) ít nhất là những gì được đưa vào. Nếu không, phần năng lượng dư thừa còn lại sẽ quá nóng và phá hủy phần tử.
Đó là lý do tại sao các tản nhiệt ở phía lạnh nhỏ hơn các tản nhiệt ở phía nóng.
Nếu bạn làm cho phần tản nhiệt bên lạnh lớn hơn, nó sẽ có thể hấp thụ nhiệt nhiều hơn. Để phát ra nhiệt đó, tản nhiệt bên nóng cần phải lớn hơn một lần nữa.
Sẽ có một giới hạn ở một nơi nào đó mà mặt lạnh sẽ không hấp thụ nhiều nhiệt hơn, nhưng giả sử ai đó thiết kế một chi phí tối thiểu, bạn sẽ muốn tản nhiệt nhỏ nhất vẫn hoạt động. Điều này có nghĩa là tản nhiệt phía nóng sẽ lớn hơn so với mặt lạnh.
Thực sự không có lời biện minh nào cho nó. Hai tản nhiệt có thể là bất kỳ kích thước nào cả. Đây chỉ là một câu hỏi về mức độ chịu nhiệt mà bạn muốn có giữa mỗi bề mặt của thiết bị Peltier và môi trường "môi trường xung quanh" tương ứng.
Điểm lạnh nhất trong hệ thống dựa trên Peltier là mặt lạnh của chính thiết bị; điều làm mát nhất thiết phải ấm hơn; nếu không thì sẽ không có dòng nhiệt vào mặt. Tương tự, khuôn mặt nóng bỏng là điểm nóng nhất trong hệ thống.
Kích thước của mỗi tản nhiệt quyết định khả năng chịu nhiệt của nó. Điện trở nhiệt nhân với dòng nhiệt xác định delta-T giữa thiết bị Peltier và môi trường. Nói chung, bạn muốn rằng delta-T ở mỗi bên càng nhỏ càng tốt, vì vậy bạn sử dụng tản nhiệt lớn nhất phù hợp.
Nó thường đi đến thực tế là không gian được làm mát khá nhỏ gọn, và vì vậy chỉ có một tản nhiệt nhỏ phù hợp với bên đó. Đôi khi một chiếc quạt nhỏ được sử dụng ở phía đó để cải thiện hiệu quả của nó. Một vấn đề thứ yếu là nếu bạn có tản nhiệt lớn ở cả hai mặt của thiết bị, có thể khó cách nhiệt không gian giữa chúng một cách hiệu quả - nếu nhiệt từ tản nhiệt phía nóng chảy trực tiếp vào tản nhiệt phía lạnh, hiệu quả tổng thể của hệ thống giảm.