Thermoelectric thermal regulation s

Thermoelectric thermal regulation systems
MAY 1ST, 1996
By Robert DeVilbiss
CATEGORIES: Coolers, Design, Technical Brief, TECs, Test & Measurement
ISSUE: May 1996
TAGS: TEC, Thermoelectric Cooler
No Comments. Be the first
ShareThis
Print This
Thermoelectric temperature control systems are being used in an increasingnumber of applications. Typical applications of these systems are in thermalregulation of electronic enclosures, recirculating chillers for laser cooling,semiconductor process control and management of patient hypo- and hyperthermia.

Thermoelectric coolers (TECs) are essentially solid state devices that pumpheat against a temperature differential utilizing electrical energy. Based onthe Peltier effect, each cooler consists of a matrix of thermoelectric p-nthermocouples connected electrically in series (Figure 1) and thermally inparallel. A cross section of a thermoelectric cooler is shown in Figure 1.



Figure 1: A cross section of athermoelectric cooler

When positive DC voltage is applied, holes pass from the p-type to then-type thermoelement and the cold side temperature (Tc) decreaseswhile heat is absorbed. Reversing the direction of current results in heatinginstead of cooling and this is a significant advantage of thermoelectriccoolers. Several thermoelectric coolers can be configured with common hot andcold sides to make up a thermoelectric heat exchanger. Efficient heat removalsfrom the hot and cold sides is a must for good efficiency.

A significant disadvantage of using thermoelectric systems for coolingelectronic enclosures has been the dismal level of efficiency. The bestthermoelectric systems can only provide around a 35% efficiency rating. However,depending on the application, thermoelectric temperature control systems can begiven preference, if size and reliability are the issue.

Bellcore[1] specifies that in a 50°C environment, the enclosuretemperature cannot exceed 65°C. A passive system would be too large toaccommodate such heat removal with only a 15°C rise. A compressor systemcan handle this heat load but will not provide any cooling under an AC line lossscenario. However, a thermoelectric system can provide adequate heat removalwith a 15°C rise or even a 10°C differential in a more effectivemanner with DC capabilities.

There are numerous advantages to using thermoelectric temperature controlsystems. Tabulated below is a comparison chart between a TEC system andcompressor system.

Factor TEC Systems Compressor Systems
Size Small Large
Reliability: Thermoelectrics vs. Compressors >100,000 Hours [2] under continuous operation < 40,000 Hours
Maintenance Low High
Cost Comparable Comparable
Chemicals None CFC, HCFC
Temperature control Precise bipolar control Inefficient resistive control
Stability < +/- 0.05 °C > +/- 1.0 °C
Frequency DC, 50, 60, 400 Hz 50, 60 Hz
Roger DeVilbiss and Sathya Rajasubramanian
ThermoTek, Inc., 1454Halsey Way, Carrollton, TX – 75007, USA.
Tel: [phone] Fax: [phone]

References
1. Marlow Industries, Inc., “Reliability ofThermoelectric Coolers”.
2. Bell Communications Research; “Generic Requirements for ElectronicEquipment Cabinets”, TA-NWT-000487; Issue 2; June, 1993.

Kết quả (Việt) 1:

Hệ thống quy định nhiệt điện
1 tháng 5 năm 1996
bởi Robert DeVilbiss
thể loại: Máy làm mát, thiết kế, kỹ thuật ngắn, TECs, kiểm tra & đo lường
vấn đề: tháng 5 năm 1996
TAGS: TEC, điện lạnh
không có ý kiến. Là người đầu tiên
ShareThis
in này
điện nhiệt độ kiểm soát hệ thống đang được sử dụng trong một increasingnumber của ứng dụng. Các ứng dụng tiêu biểu của các hệ thống trong thermalregulation của hàng rào điện tử, recirculating xe thùng laser làm mát, chất bán dẫn quá trình kiểm soát và quản lý bệnh nhân hypo - và hyperthermia.

điện máy làm mát (TECs) là về cơ bản thiết bị trạng thái rắn đó pumpheat chống lại một khác biệt nhiệt độ bằng cách sử dụng năng lượng điện. Dựa trên các hiệu ứng Peltier, mỗi mát bao gồm của một ma trận của điện p-nthermocouples kết nối điện trong loạt (hình 1) và nhiệt inparallel. Một cắt ngang của một mát điện được thể hiện trong hình 1.


hình 1: một cắt ngang của athermoelectric mát

khi điện áp DC tích cực được áp dụng, lỗ vượt qua từ kiểu p để sau đó-loại thermoelement và lạnh bên nhiệt độ (Tc) decreaseswhile nhiệt được hấp thụ. Đảo ngược hướng hiện tại kết quả trong heatinginstead của làm mát và điều này là một lợi thế quan trọng của thermoelectriccoolers. Máy làm mát điện nhiều có thể được cấu hình với phổ biến nóng andcold bên để tạo thành một trao đổi nhiệt điện. Hiệu quả nhiệt removalsfrom nóng và lạnh bên là một phải cho hiệu quả tốt.

một bất lợi đáng kể của việc sử dụng hệ thống điện cho coolingelectronic enclosures đã là ảm đạm mức độ hiệu quả. Hệ thống bestthermoelectric chỉ có thể cung cấp xung quanh một đánh giá hiệu quả 35%. Tuy nhiên, tùy thuộc vào ứng dụng, Hệ thống điều khiển điện nhiệt độ có thể begiven sở thích, nếu kích thước và độ tin cậy là vấn đề.

Bellcore [1] chỉ định rằng trong một môi trường 50° C, enclosuretemperature không thể vượt quá 65° C. Một hệ thống thụ động sẽ là quá lớn toaccommodate như vậy loại bỏ nhiệt với chỉ là sự gia tăng 15° C. Một máy nén systemcan xử lý tải nhiệt này nhưng sẽ không cung cấp bất kỳ làm mát dưới một dòng AC lossscenario. Tuy nhiên, một hệ thống điện có thể cung cấp đầy đủ nhiệt removalwith sự gia tăng 15° C hoặc thậm chí một 10° C vi sai trong một effectivemanner thêm với DC khả năng.

có rất nhiều lợi thế để sử dụng điện nhiệt độ controlsystems. Tabulated dưới đây là một biểu đồ so sánh giữa một TEC hệ thống andcompressor hệ thống.

yếu tố TEC hệ thống nén khí hệ thống
kích thước nhỏ lớn
độ tin cậy: Thermoelectrics vs máy nén > 100.000 giờ [2] dưới hoạt động liên tục < 40.000 giờ
bảo trì thấp cao
chi phí tương đương so sánh
hóa chất không CFC, HCFC
kiểm soát nhiệt độ chính xác điều khiển lưỡng cực không hiệu quả kiểm soát resistive
Ổn định < /-0,05 ° C > /-1.0 ° C
tần số DC, 50, 60, 400 Hz 50, 60 Hz
Roger DeVilbiss và Sathya Rajasubramanian
ThermoTek, Inc, 1454Halsey Way, Carrollton, TX-75007, Hoa Kỳ.
Tel: [phone] Fax: [phone]

tham khảo
1. Marlow Industries, Inc, "sự đáng tin cậy ofThermoelectric làm mát".
2. Bell nghiên cứu truyền thông; "Yêu cầu chung đối với ElectronicEquipment tủ", TA-NWT-000487; Vấn đề 2; Tháng 6, 1993.

Kết quả (Việt) 2:

Hệ thống quy định nhiệt nhiệt điện
May 1st, 1996
bởi Robert DeVilbiss
LOẠI: Máy làm mát, thiết kế, kỹ thuật Giới thiệu tóm tắt, TECs, Kiểm tra và đo lường
PHÁT HÀNH: Tháng Năm 1996
TAGS: TEC, nhiệt điện Cooler
có Bình luận. Hãy là người đầu tiên
ShareThis
In này
nhiệt điện hệ thống kiểm soát nhiệt độ đang được sử dụng trong một increasingnumber của các ứng dụng. Ứng dụng điển hình của các hệ thống này trong thermalregulation của thùng loa điện tử, thiết bị làm lạnh tuần hoàn để làm mát laser, điều khiển quá trình bán dẫn và quản lý bệnh nhân kháng và tăng thân nhiệt. làm mát nhiệt điện (TECs) chủ yếu là các thiết bị trạng thái rắn pumpheat chống lại một khác biệt nhiệt độ sử dụng năng lượng điện. Dựa onthe hiệu ứng Peltier, mỗi mát bao gồm một ma trận của nhiệt điện p-nthermocouples kết nối điện trong series (Hình 1) và inparallel nhiệt. . Một mặt cắt ngang của một mát nhiệt điện được thể hiện trong hình 1 Hình 1: Một mặt cắt ngang của mát athermoelectric Khi tích cực điện áp DC được áp dụng, các lỗ thông từ loại p để sau đó loại thermoelement và nhiệt độ bên lạnh (Tc) decreaseswhile nhiệt được hấp thụ. Đảo ngược hướng kết quả hiện tại trong heatinginstead làm mát và đây là một lợi thế đáng kể của thermoelectriccoolers. Một số làm mát nhiệt điện có thể được cấu hình với bên andcold nóng phổ biến để tạo nên một bộ trao đổi nhiệt nhiệt điện. Removalsfrom nhiệt hiệu quả các mặt nóng và lạnh là phải cho hiệu quả tốt. Một bất lợi đáng kể của việc sử dụng các hệ thống nhiệt điện cho các tủ coolingelectronic đã được cấp ảm đạm hiệu quả. Các hệ thống bestthermoelectric chỉ có thể cung cấp khoảng một đánh giá hiệu quả 35%. Tuy nhiên, tùy thuộc vào ứng dụng, hệ thống kiểm soát nhiệt độ nhiệt điện có thể begiven sở thích, nếu kích thước và độ tin cậy là vấn đề. Bellcore [1] quy định rằng trong một môi trường 50 ° C, enclosuretemperature không thể vượt quá 65 độ C. Một hệ thống thụ động sẽ là toaccommodate loại bỏ nhiệt như vậy quá lớn với chỉ một sự gia tăng 15 ° C. Một máy nén systemcan xử lý tải nhiệt này nhưng sẽ không cung cấp bất kỳ làm mát dưới dòng lossscenario AC. Tuy nhiên, một hệ thống nhiệt điện có thể cung cấp đầy đủ nhiệt removalwith sự gia tăng 15 ° C hoặc thậm chí một C khác biệt giữa 10 ° trong một effectivemanner hơn với khả năng DC. Có rất nhiều lợi thế để sử dụng hệ thống điều khiển nhiệt độ nhiệt điện. Lập bảng dưới đây là một biểu đồ so sánh giữa hệ thống TEC andcompressor hệ thống. Yếu tố TEC Hệ thống nén khí Hệ thống Kích thước nhỏ lớn Độ bền: nhiệt điện so với máy nén> 100.000 Thời gian [2] dưới hoạt động liên tục <40.000 giờ bảo trì thấp cao Chi phí tương đương tương đương Hóa chất Không CFC, HCFC kiểm soát nhiệt độ chính xác kiểm soát lưỡng cực kiểm soát điện trở không hiệu quả ổn định <+ / - 0,05 ° C> + / - 1.0 ° C Tần số DC, 50, 60, 400 Hz 50, 60 Hz Roger DeVilbiss và Sathya Rajasubramanian thermotek, Inc 1454Halsey Way, Carrollton , TX - 75007, Hoa Kỳ. Tel: [phone] Fax: [phone] tài liệu tham khảo 1. Marlow Industries, Inc, "đáng tin cậy ofThermoelectric làm mát". 2. Chuông Truyền thông nghiên cứu; "Yêu cầu chung cho tủ ElectronicEquipment", TA-NWT-000.487; Vấn đề 2; Tháng Sáu, 1993.