Thermoelectric refrigeration system
01 Thomas Seebeck 1821 Electromotive force . 1834 Jean Peltier .
1838 1 . 1930. Altenkrich (200-300 KJ\H) ... . . : : .
02 : 2-a . : E T . (1 ) p,N=(p- N) (A B P N P N).
b2 : 2-b : q 3 :
(p-N )=p,N . : Reversible 2-c :
c2 (V/K) x q/ . :
(6) (4) :
(7) . . : :
I,R . :
U: THTL A L k (10):
2-2- (3a) COP .i. ii. iii. . :
(3) (3) . (3a) :
:
:
:
:
:
:
:
Z :
:
:
(23) (22) COP (18) : : ...(24) Tm ( TH TL ) / 2 : ...(25a) .
...(25b)
COPC ...(26) ( 25 b ) ( COPref )rel (26) , ( 25b ) :
...(27) : ...(28) : ...(29)and,...(30) COPopt ( ) , :...(31) Z ,
Z 0.007/K TH = 310 K TL = 260 K COP = 1.0251 ( 4 ) ,
Fig. 4 Achievement of maximum temperature rise with year ( TH TL
) ( 5 ) TH = 313 K ( 6 ) COP qc COP qc , the merit ( 7 ) , figure
of merit , the figure of merit .
Fig. 5 Valuation in cop with temperature difference (1) (1)
(P) (N) . (P) ( ( (N) ( (
: :1) . , . 2) 3) 4) , ( 8-9)
5- , .6- .7- , . .8- , .9- .10- .11- . . . . . COP (0.1 0.2).4-
: ( 10) . , . (P-N) . . () . () .
1: 313 . Z 0.0036 (^-1). .: . :
2: N (Zm), (Zm) .
: . (22) :
: (23)
R U (19) :
(20) :
3 : COP = 4 313 258 . : : (25)
: . 100 . . 4 : . . . :
. .
: (a) N (b) (c) D.C (d) (e) COPs (O) (c) (d) . : Z (22) :
(b) U R (19) (20) .
(24):
:
()
D.C COP :
(d) :
:
. D.C :
(e) :
:
:
(f) COP :
: : :
: : . . 5: N . : . : : . : COP : :(a) (b) (c) (d) COP .:: COP
:
: :
N :
:
:
COP :
:
:
COP :
6: : .: :
Z :
Z
5. Optimum Thermocouple Elements 8.6 COP . maximum cooling . .
TR. :..(32) :
(33) C1 L L Nc1. L (32) kWh Operating Factor=OF:(34a) total
annual expenditure :.(34) (8.21) (8.34) :.(35) :
(35) : :
COP 11 COP (39) N :
:
11 . .
: (31) (12a) .
:
:
(12)
41 : : (8.45) :.(46) cop n :
(46) (45) :
n 48 : :
. :
50 49 : (51) :
. . 12 b cop , . 13 . . n : = . : :
13 :
54 ,55 :
: . 53 :
3 , . , 57 , :
:
(COP) (14) . : .
(14) : Tl=228 K , TH=300 K , d=l=5 mm ,k=0.0125 w/m.K
,Elect,Conductivity=910/ ohm cm, Seebeck Coefficient = 395 V/K
(7) : 0.2 : : (51) :
:
:
%3 %6 . .7- : . . (15) .
(15) :
(8) : (ohm) 0.0025 (W/K) 0.02 %10 150 260 K 310 K Donof of the
pair = 0.0005 (V/K) . :
& 8.1- (Peltier cooling)8.2- 8.3- 8.4- 8.5- COP COP COPc8.6-
8.7- 8.8- p n8.9- 8.10- 8.11- 8.12- 8.13- 8.14- COP 8.15- 8.16- COP
n :
COP .8.17- COP . .
8.18 COPmax qc max COPmax=0=qc max.8.19 COPmax . Th=305K
Tl=260K. figure of merit COPmax COPopt ( qc max). (0.002875K-1
0.8624).8.20 600kJ/h 275 K(=2oC). cooling medium 305 K (=32oC). 10
mm A/L=5 mm R=0.0025 ohm U=0.02 W/K P,N=0.0004 V/K () COPmax () COP
() . 10 Pa 1.0/kWh.(() 294 () 1.0723 () 155.70 W Rs. 46.73).8.21
8.20 R=0.0015 U=0.014 W/K. .(() 271 () 2.2409 () 74.39 W Rs.
22.32).8.22 8.20 .(() 92 () 0.339 () 439.86 W Rs. 148.16).
8.23 8.20 7 K .(() 256 () 0.5721 () 291.8 W Rs. 87.53).8.24 8.23
8.20 R=0.0037 P,N=0.0003 V/K. : (Th-Tl)max.8.25 150 kJ/h 308 K
(=35oC) 272 K (= -1oC) . 10 mm 12.5 mm . :p-type =17010-8 V/K,
=0.000 mk=2 W/m.Kn-type =-19010-8 V/K, =0.00008 mk=2 W/m.K 10% qc
max () () COP () () : I qc max II COPmax.[ I () 68 () 0.1782 ()
234.3 W () 276.21W II () 106 () 0.2795 () 149.4 W () 191.07 W]8.26
200 R=0.003 U=0.025 W/K P,N=0.00042 V/K. 310 K(=37oC) 260
K(=-13oC). 20 Amp () () COP () .[() 66.8 W () 0.206 () 324 W].
8.27 Z ( figure of merit) . : 8.28- 300[K] 250[K] . 55 [amp]
R=0.002 [ohm]. 30% . 300 :a): , b) : P , c) : , d) : , e) : : (a )
:, 551.76 [W] b) : 2178 [W] , c) :, 0.2533 d) : 0.5228, 24.075
[amp] e , ) : 506.67 [W] )8.29- . . COP : ().8.30- 55 . R = 0.003
[W] U = 0.025 [W/K] 310 [K], 260 [K] . 80% . a) : b) : c) : COP
.
