вторник, 12 октября 2010 г.

Как выбрать необходимый модуль для вашей системы? (часть 2)

В предыдущей части статьи "Как выбрать необходимый модуль для вашей системы?" шла речь о некоторых особенностях выбора модуля Пельтье, а именно учета внешних факторов охлаждаемого объекта.

Рассмотрим пример выбора необходимого термоэлектрического модуля охладителя воды емкостью 1,0 литр (размер внутренней камеры 100 мм х 100 мм х 100 мм) до температуры +5°С при температуре окружающей среды +25 °С.
Время охлаждения – один час.
Исходные данные для расчета:
M = 1000 г - масса охлаждаемого объекта;
С = 4180 Дж /кг *К - теплоемкость воды;
r = 1000 кг/м3 - плотность воды;
t = 3600 с - время, необходимое для достижения требуемой разности температур;
Tс= 5 °C ( 278 К ) - заданная температура в камере;
Та=25 °С ( 298 К ) - температура окружающей среды;
δT = Та - Tс = 20 °С.
Для определенности примем толщину стенок 20 мм, термоизоляционное заполнение полиуретановой пеной (коэффициент теплопроводности – 0।035 Вт / мК), что соответствует площади наружной поверхности охладительной камеры – 0,078 кв.метра.

При проведении расчетов будем использовать следующие обозначения:
Тh - температура горячей стороны модуля ;
Q1 - холодопроизводительность, необходимая для достижения температуры 5 °С;
Q2 - холодопроизводительность, необходимая для компенсации теплонатекания;
Qс - полная холодопроизводительность (Q1 + Q2 );
Q3 – тепловая мощность, выделяемая на горячей пластине модуля;
l - коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт / мК;
d - толщина теплоизоляции, мм;
Р - мощность, потребляемая модулем, Вт.

Последовательность выбора необходимого модуля состоит из следующих шагов:
1. Определение мощности, необходимой для охлаждения жидкости до требуемой температуры (Q1).
2. Определение потерь за счет теплонатекания (Q2).
3. Определение требуемой суммарной холодопроизводительности термоэлектрического модуля (Qc).
4. Определение температуры горячей стороны термоэлектрического модуля Тh и разности температур на модуле δТ.
5. Определение максимальной холодопроизводительности Qmax, термоэлектрического модуля.
6. Выбор термоэлектрического модуля.
7. Определение потребляемого тока I, напряжения U и потребляемой электрической мощности.
8. Определение теплового сопротивления радиатора на горячей стороне термоэлектрического модуля.

Подробнее о каждом из шагов читайте в следующих статьях!

Комментариев нет: