|
|
  |
Особенности использования пельтье, на низких температурах |
|
|
|
Dec 15 2010, 18:25
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636

|
Я как-то удивился затейливой форме кривых теплопереноса и разности температур от тока в описании элементов. Когда прикинул, как именно он работает, получилось квадратное уравнение с тремя членами, описывающее кривые именно такого вида  Простая модель элемента Пельтье примерно такая - это сумма трех тепловых процессов: - поглощение Q1 на холодной и выделение того же Q1 на горячей стороне, Q = AI - теплопроводность, поток Q2 = B(Tг-Tх) - тепловыделение от прохождения тока, Q3 = CI^2, выделяется поровну в обе стороны Если все это сложить с правильными знаками, получится уравнение, описывающее элемент. Второй и третий члены принципиально связаны друг с другом - отношение теплопроводности к электропроводности очень мало различается для широкого класса проводников и полупроводников. Есть два частных случая - откачка макс. потока при нулевой разности температур, и достижение макс. разности при нулевом потоке. Для второй задачи более адекватен толстый элемент (реально - многоступенчатый), но разность в идеале пропорциональна корню из количества элементов, а реально - еще куча проблем. Для первой задачи адекватнее как можно более тонкий элемент, но я не знаю, выпускают ли элементы с различной оптимизацией - кажется. у них всех параметры очень близки.
Сообщение отредактировал AlexeyW - Dec 15 2010, 18:42
|
|
|
|
|
Dec 16 2010, 09:49
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636

|
Конечно, возможно. В принципе  А в частности - считать надо, очень зависит от задачи. Что нужно делать? Цитата Еще меньше? Ой, ктой то? А что это такое?  Цитата( @ Dec 14 2010, 18:04)  Трехкаскадный пельтье (этажерка) дает -120 при водяном охлаждении горячей стороны. Эффективность конечно падает, но не катастрофически. Один элемент стандартно дает разность в 70 градусов. (120/70)^2=2,94, т.е. почти ровно три элемента - значит, эффективность не упала вообще  Не говоря уж о том, что температура охлаждающей воды, возможно, не ноль, да и какое-то термосопротивление есть все же. Т.е., если отвечать на первый вопрос топика - никаких проблем быть не должно.
Сообщение отредактировал AlexeyW - Dec 16 2010, 09:53
|
|
|
|
|
Dec 16 2010, 10:11
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741

|
Цитата(AlexeyW @ Dec 16 2010, 14:49)  Один элемент стандартно дает разность в 70 градусов. Не стандартно, а максимально, т.е вообще без тепловой нагрузки, сам на себя. Но ведь остальные элементы "этажерки" будут нагружены теплом от верхних каскадов. Хорош, если градусов 40 на каскад будет, а то и хуже. А от USB- , да, можно питать, мелкие пельте с габаритной мощностью 0.5Вт. Только режим выхода на точку удержания надо рассчитать и сделать управляемым- а то оно может слишком много тока сожрать и от ноутбуков работать не будет. Фотодиод например термостабилизировать можно свободно- были такие со встроенными прямо в корпус холодильниками- корпус откачан на вакуум и нет возни с термоизоляцией. Но вообще то для надежного охлаждения USB маловато будет- желательно ватт 10 иметь в запасе.
|
|
|
|
|
Dec 16 2010, 10:30
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636

|
Цитата(khach @ Dec 16 2010, 16:11)  Не стандартно, а максимально, т.е вообще без тепловой нагрузки, сам на себя. Хорош, если градусов 40 на каскад будет, а то и хуже. Это очевидно. Про "стандартно" я имел в виду, что теоретически элемент может быть оптимизирован либо на бОльший поток тепла, либо на бОльшую разность температур. Реально же их стандартно делают на разность около 70 градусов. Если сделать элемент в К раз толще, он даст разность в корень из К больше. То же относится к количеству этажей - нужно умножить на корень из числа этажей (а не 40 градусов на этаж) Цитата(khach @ Dec 16 2010, 16:11)  А от USB- , да, можно питать, мелкие пельте с габаритной мощностью 0.5Вт. Только режим выхода на точку удержания надо рассчитать и сделать управляемым- а то оно может слишком много тока сожрать и от ноутбуков работать не будет. Фотодиод например термостабилизировать можно свободно- были такие со встроенными прямо в корпус холодильниками- корпус откачан на вакуум и нет возни с термоизоляцией. Но вообще то для надежного охлаждения USB маловато будет- желательно ватт 10 иметь в запасе. Опять же - вопрос, что именно нужно. Чем меньше ток, тем меньше выделяется тепла в самом элементе. Если в охлаждаемом пространстве тепловыделение мало, а нужна разность температур - тут эффективна этажерка. С фотодиодами такими я сталкивался. Насчет выхода на режим - а разве элемент Пельтье при выходе будет потреблять много больше, чем в режиме? У него есть конкретное сопротивление, термозависимое, но не до такой же степени (хотя, утверждать не буду). Но не стоит забывать, что термокоэффициент нужно еще делить пополам или больше - вель одна сторона остается при комнатной, а может, еще и греется.
|
|
|
|
|
Dec 16 2010, 12:41
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636

|
Цитата(НЕХ @ Dec 16 2010, 17:09)  Пельтье ещё и источник термоЭДС. Наверно, правильнее питать от источника тока, а не напряжения. Ага, верно. Но она, кажется, невелика? Но что от источника тока - это в любом случае, иначе из-за многих существенных факторов можно получить разброс раза в полтора. Тем более что основной эффект пропорционален именно току. Цитата(SNGNL @ Dec 16 2010, 18:27)  Внизу монета достоинством в один цент. На ней твердотельный лазер с диодной накачкой и термостабилизацией на элементах Пельтье(все внутри). Спасибо. Здорово, однако
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|