В настоящее время я провожу небольшой эксперимент с использованием Пельтье для охлаждения 250 мл воды. Моя цель состоит в том, чтобы добиться охлаждения 250 мл с 23°C до 8°C менее чем за 20 минут, что я и сделал, привязав элемент Пельтье к нижней стороне алюминиевой чашки и большой радиатор с воздушным охлаждением и вентилятор к горячей стороне элемента Пельтье.
Пельтье потреблял 4А при 6В. Радиатор достиг 31 градуса Цельсия (в среднем сверху вниз)
Сейчас я смотрю на теорию эффективности этого. Я читал, что (в настоящее время) элементы Пельтье могут достичь максимальной эффективности только в 15% для меня, что означает, что на каждый ватт мощности вы получаете 0,15 Вт мощности охлаждения, остальное тратится на нагрев и работу. Когда я исследовал, как они пришли к этой цифре, я пришел к выводу о совместной эффективности производительности (COP). Я взял цифры из своего эксперимента и применил формулу COP, и получил где-то около 0,47COP, поскольку COP — это соотношение, которое означает, что я должен получить эффективность, близкую к 50%. Может кто-нибудь объяснить мне это, пожалуйста??
Я также хотел бы повторить эксперимент после настройки некоторых значений, чтобы найти его оптимальную производительность, но сначала мне нужно решить проблему эффективности.
Я не эксперт в термодинамике, но я думаю, что следующее разумно:
При переходе тепла от А к В (температура и ), то теоретически вы могли бы выполнить работу - эффективность определяется соотношением температур.
Пельтье — это неэффективная тепловая машина, работающая в обратном направлении (тепловой насос), и я думал, что эффективность — это отношение между работой, которую вам нужно выполнить, и работой, которую вы сделали для перемещения тепла.
Таким образом, брать воду с температурой от 23 до 8 C с радиатором на 31 C означает работать при средней разнице температур в 15,5 C. Если в принципе, это должно означать, что вы можете перемещать около 300 Дж, затрачивая только 15 (20x). На самом деле Пельтье имеет «эффективность» не более 15% и может перемещать только 45 Дж на затраченные 15 Дж.
Теперь ваши цифры. 250 мл охлаждается на 15 градусов, что требует 15*250*4,2~15 кДж за 20 минут (1200 секунд) или около 13 Вт мощности охлаждения. По-настоящему эффективный тепловой насос может перемещать эту энергию с помощью 0,65 Вт. Для работы Пельтье с КПД 15% потребуется около 3 Вт. Вы подаете на Пельтье 24 Вт (4*6) - это в 8 раз меньше, чем у самого эффективного.
Что кажется разумным.
Эдвард
Флорис