Nola aukeratu onenaTEC? Ikus ditzagun lehenik eta behin TEC-ren eredu eta kalkulu-formula batera X meritua.
Goiko irudiak termopare pare bat erakusten du. Lehenik eta behin, parametro bakoitzaren kontzeptuak aurkez ditzagun hurrengo irudian, gero ekuazio matematikoetan erabiliko direnak.
Honako hauek dira oinarrizko bi ekuazio: karga Qc eta tentsioaren kalkulua
1, Qc = 2 * N * [S * I * * * * - 1/2 I ^ 2 * R * A/L L/A - K * * (Th - Tc)]
2. V = 2 * N * [S * (Th -Tc) + I * R * L/A]
Lehen Qc kalkulu-formulan, lehen terminoak: S *I * Tc Peltier-en hozte-efektua adierazten du, eta bigarren terminoak, 1/2*I^2*R*L/A, korrontea erresistentzia batetik igarotzean sortzen den Joule bero-efektua adierazten du. Joule-beroa osagai osoan banatzen da, beraz, beroaren erdia alde hotzera pasatzen da eta beste erdia alde berora. Azken terminoak, K*A/L*(Th-Tc), Fourier efektua adierazten du, hau da, beroa tenperatura altutik tenperatura baxura eramaten da. Hori dela eta, Peltierren hozte-efektua ahuldu egingo da erresistentziak eta eroankortasun termikoak eragindako galerengatik.
Tentsiorako, lehen terminoak S*(Th-Tc) Seebeck tentsioa adierazten du. Bigarren terminoak, I*R*L/A, Ohm-en Legearekin erlazionatutako tentsioa adierazten du.
Deribazio oso konplexu baten ondoren, matematika aurreratua ia ahaztuta geratu da, beraz, deribazio prozesua ez da hemen uzten. Emaitza da garrantzitsuena. Ondoren, TEC aukeraketan oso garrantzitsuak diren bi formula lortzen dira:
3. Qmax=Qc/(1-Dt/Dtmax
4. COP(Errendimendu Koefizientea)=Qc/Qtec
TEC aukeratzeko oinarrizko baldintzak: karga Qc, funtzionamendu-tenperatura Tc, amaierako tenperatura beroa Th, Dt=Th-Tc. Adibidez: Qc=1.5W, Dt=50K, Qmax=1.5(1-50/70)=5.25W. Qmax 5.25W hau soluzio optimoa al da? Ez, 5.25 da aplikazio honetako Qmax txikiena. Qmax ez da zertan handiagoa izan orduan eta hobe. Handiagoa bada, PN bikote kopurua handiagoa izango da, eta kontsumitutako energia bera ere handiagoa izango da. Qmax optimo hori nola kalkulatu nahiko zaila da eta diseinu termikoko ingeniari oso profesionalak behar dira.
Hurrengo irudian ikusten den bezala, TEC-en hiru talde aukeratu ditugu, Qmax desberdinak, baina aplikazio-ingurune bera. TEC# 1-ren COP txikiena da, bere Qmax handiena, berriz.
Laburbilduz:
1. Potentzia handiena duen TEC ez da zertan egokiena; aplikazio zehatzaren araberakoa da.
2. Karga eta tenperatura-diferentzia baldintza zehatzak dituen aplikazio baterako, zalantzarik gabe, irtenbide optimoa lor daiteke COP kalkulatuz.
3. Hurrengo irudian ikusten den bezala, TEC bakoitzak karga-tarte optimoa du (COP baliorik altuena) Dt zehazten denean.
