2017 Июнь 21

2017 Июнь 21

Термоэлектрические бытовые холодильники предназначаются для кратковременного хранения пищевых продуктов как в домашних, так и в дорожных условиях. При прохождении постоянного электрического тока через последовательное соединение разнородных металлов (термоэлементов) один спай нагревается, а другой охлаждается. С переменой направления тока теплый спай охлаждается, а холодный нагревается. В роли холодильного агента выступает электрический ток. Холодные спаи термобатареи передают тепло из холодильной камеры в наиболее теплую среду, которая окружает горячие спаи, с одновременным охлаждением холодильной камеры. Количество тепла Qa, отведенное постоянным электрическим током от холодного спая, прямо пропорционально проходящему через спай определенному количеству электричества и коэффициенту, названному коэффициентом Пельтье Qa=mt, где П — коэффициент Пельтье, зависящий от свойств материалов, находящихся в контакте с термоэлементом.

При том, что проходит постоянный ток через термобатарею возникает перепад температур (Т —Т0), обусловленный выделением теплоты Пельтье. Одновременно будет выделяться теплота (Qq) Джоуля Qq = I2Rt, где R — величина омического сопротивления спаев. На долю холодных спаев приходится примерно половина теплоты. За счет теплопроводности к ним подводится тепло от горячих спаев Qr = X(T-T0)/, — где Qr — количество тепла, подведенного к холодным спаям от горячих за счет теплопроводности; X — обобщенный коэффициент. Тепло Пельтье пропорционально 1 степени силы тока, а тепло Джоуля пропорционально квадрату силы тока. Поэтому максимальное охлаждение, достигаемое при помощи термоэлемента, происходит при некотором оптимальном значении силы тока. Подставив вместо выражение оптимального тока, получим где W—мощность, затраченная на получение холодопроизводительности, Вт. КПД термоэлементов из металлических проводников очень низок вследствие большого перетекания тепла от горячего спая к холодному благодаря теплопроводности.

Поэтому практическое использование имеют полупроводники с высоким отношением удельной электрической проводимости у к коэффициенту теплопроводности М—)» а также с высоким коэффициентом m - ЭДС а. Величина z = уа5 называется эффективностью термоэлемента. Максимальная разность температур ДТтах между холодным и горячим спаями определяется по формуле. Поэтому значения коэффициентов m-ЭДС а различных материалов даются для термоспаев, у которых одна ветвь выполнена из свинца. Полупроводниковые материалы, объединенные в термопаре, могут дать величину коэффициента m-ЭДС а более 1700 мкВ/°С. В термоэлектрических бытовых холодильниках термоэлементы батарей изготовлены из полупроводников висмута — теллура — селена и висмута — теллура — сурьмы. Термобатарея размещается в толщине стенки холодильной камеры так, чтобы холодильные спаи были обращены в холодильную камеру, а горячие — б теплую окружающую среду. В целях оптимального рассредоточения термоэлементов батареи по поверхности охлаждения спаи термоэлементов соединяются с коммутационными пластинами, хорошо проводящими ток, мягкой пайкой, а горячие — с наружными теплопереходами (радиаторами).

Источником постоянного тока служит аккумуляторная батарея или выпрямитель сети переменного тока. Чтобы увеличить температуру холодных спаев, нужно обеспечить более эффективный привод тепла к ним со стороны холодильной камеры. Холодильные камеры термоэлектрических бытовых холодильников выполняются из теплопроводных материалов (алюминий и др.). Для понижения температуры горячих спаев в целях снижения потерь холодопроизводительности за счет теплопроводности элементов используется отвод тепла от горячих спаев как воздушным охлаждением, так и с применением промежуточного теплоносителя (воды). Система воздушного охлаждения горячих спаев применяется в холодильниках с допустимым перепадом температуры горячих и холодных спаев не выше 30° С.


Карта сайта


Информационный сайт Webavtocat.ru