Почему элементы Пельтье имеют меньший радиатор на холодной стороне?

Ячейка Пельтье производит гораздо больше тепла на горячей стороне, чем потребляет на холодной; разница заключается просто в силе, с которой вы его накачиваете. Как минимум, примерно в 2,5 раза больше, а при больших перепадах температур и того больше.

Различные размеры радиатора просто компенсируют это.

Это упрощенное объяснение, однако оно должно помочь объяснить, почему поглотитель холода меньше, чем поглотитель тепла:

Охладитель Пельтье перекачивает тепло от холодной стороны к горячей стороне, и, кроме того, охладитель Пельтье вырабатывает тепло в дополнение к теплу, которое он перекачивает .

Qmax блока Пельтье (количество ватт, которое он может перекачивать) оценивается при нулевой дельта-Т (разнице температур между холодной и горячей сторонами). Кроме того, способность охладителя Пельтье перекачивать тепло уменьшается по мере увеличения дельта Т.

В какой-то момент (в зависимости от конструкции элемента Пельтье и т. д.) элемент Пельтье будет перекачивать 0 ватт (БТЕ) ​​тепла, когда дельта Т становится слишком высокой.

Таким образом, чтобы получить самые низкие температуры на холодной стороне, вы должны иметь возможность отводить как можно больше тепла на горячей стороне. Это должно включать любое тепло, создаваемое элементом Пельтье.

Это в сочетании с уменьшением способности перекачки тепла при увеличении дельта Т означает, что поглотитель холода меньше, чем поглотитель тепла, поэтому система имеет высокий (или более высокий) коэффициент полезного действия (КПД), чем система с одинаковым размером холода и тепла. теплоотводы.

Надеюсь, это объясняет это.

Элемент Пельтье создает поток тепла с холодной стороны на горячую. Это значит, что:

• он «поглощает» тепловую энергию с холодной стороны
• он передает тепловую энергию на горячую сторону
• для этого требуется электрическая энергия

Источниками входной энергии являются тепло и ток. Для работы он должен рассеивать (выводить) хотя бы то, что попадает внутрь. В противном случае оставшаяся лишняя энергия перегреет и разрушит элемент.

Вот почему радиаторы на холодной стороне меньше, чем на горячей.

Этому действительно нет оправдания. Два радиатора могут быть любого размера. Это просто вопрос того, какое тепловое сопротивление вы хотите иметь между каждой поверхностью устройства Пельтье и соответствующей «окружающей» средой.

Самая холодная точка в системе на основе элементов Пельтье — это холодная поверхность самого устройства; то, что охлаждает, обязательно должно быть теплее; иначе не было бы потока тепла в лицо. Точно так же горячая поверхность является самой горячей точкой в ​​системе.

Размер каждого радиатора определяет его тепловое сопротивление. Тепловое сопротивление, умноженное на тепловой поток, определяет дельта-Т между устройством Пельтье и окружающей средой. Как правило, вы хотите, чтобы дельта-Т с каждой стороны была как можно меньше, поэтому вы используете самый большой радиатор, который подходит.

Часто это сводится к тому, что охлаждаемое пространство достаточно компактно, и с этой стороны помещается только небольшой радиатор. Иногда на этой стороне используется небольшой вентилятор для повышения его эффективности. Второстепенная проблема заключается в том, что если у вас есть большие радиаторы с обеих сторон устройства, может быть трудно эффективно изолировать пространство между ними — если тепло от радиатора на горячей стороне поступает непосредственно на радиатор на холодной стороне, общая эффективность система снижена.

Если вы сделаете радиатор с холодной стороны больше, он сможет поглощать больше тепла. Чтобы излучать это тепло, радиатор горячей стороны снова должен быть больше.

Где-то будет предел, когда холодная сторона не будет поглощать больше тепла, но если кто-то спроектирует минимальную стоимость, вам понадобится самый маленький радиатор, который все еще работает. Это означает, что радиатор на горячей стороне будет больше, чем на холодной стороне.