થર્મોઇલેક્ટ્રિક ટેકનોલોજી એ પેલ્ટિયર અસર પર આધારિત સક્રિય થર્મલ મેનેજમેન્ટ તકનીક છે. 1834 માં JCA પેલ્ટિયર દ્વારા તેની શોધ કરવામાં આવી હતી, આ ઘટનામાં બે થર્મોઇલેક્ટ્રિક પદાર્થો (બિસ્મથ અને ટેલ્યુરાઇડ) ના જંકશનને જંકશનમાંથી પસાર કરીને ગરમ અથવા ઠંડુ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. ઓપરેશન દરમિયાન, સીધો પ્રવાહ TEC મોડ્યુલમાંથી વહે છે જેના કારણે ગરમી એક બાજુથી બીજી બાજુ ટ્રાન્સફર થાય છે. ઠંડી અને ગરમ બાજુ બનાવે છે. જો પ્રવાહની દિશા ઉલટી કરવામાં આવે છે, તો ઠંડી અને ગરમ બાજુઓ બદલાય છે. તેની ઠંડક શક્તિને તેના ઓપરેટિંગ પ્રવાહને બદલીને પણ ગોઠવી શકાય છે. એક લાક્ષણિક સિંગલ સ્ટેજ કુલર (આકૃતિ 1) માં બે સિરામિક પ્લેટો હોય છે જેમાં p અને n-પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી (બિસ્મથ, ટેલ્યુરાઇડ) સિરામિક પ્લેટો વચ્ચે હોય છે. સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના તત્વો ઇલેક્ટ્રિકલી શ્રેણીમાં અને થર્મલી સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે.
થર્મોઇલેક્ટ્રિક કૂલિંગ મોડ્યુલ, પેલ્ટિયર ડિવાઇસ, TEC મોડ્યુલ્સને સોલિડ-સ્ટેટ થર્મલ એનર્જી પંપના પ્રકાર તરીકે ગણી શકાય, અને તેના વાસ્તવિક વજન, કદ અને પ્રતિક્રિયા દરને કારણે, તે ઇનબિલ્ટ કૂલિંગ સિસ્ટમ્સના ભાગ રૂપે ઉપયોગ કરવા માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે (જગ્યાની મર્યાદાને કારણે). શાંત કામગીરી, વિખેરાઈ જવાથી બચવા, આંચકો પ્રતિકાર, લાંબું ઉપયોગી જીવન અને સરળ જાળવણી જેવા ફાયદાઓ સાથે, આધુનિક થર્મોઇલેક્ટ્રિક કૂલિંગ મોડ્યુલ, પેલ્ટિયર ડિવાઇસ, TEC મોડ્યુલ્સ લશ્કરી સાધનો, ઉડ્ડયન, એરોસ્પેસ, તબીબી સારવાર, રોગચાળા નિવારણ, પ્રાયોગિક ઉપકરણ, ગ્રાહક ઉત્પાદનો (વોટર કૂલર, કાર કૂલર, હોટેલ રેફ્રિજરેટર, વાઇન કૂલર, પર્સનલ મીની કૂલર, કૂલ અને હીટ સ્લીપ પેડ, વગેરે) ક્ષેત્રોમાં વિશાળ શ્રેણીનો ઉપયોગ ધરાવે છે.
આજે, તેના ઓછા વજન, નાના કદ અથવા ક્ષમતા અને ઓછી કિંમતને કારણે, થર્મોઇલેક્ટ્રિક કૂલિંગનો વ્યાપકપણે તબીબી, ફાર્માસ્યુટિકલ સાધનો, ઉડ્ડયન, એરોસ્પેસ, લશ્કરી, સ્પેક્ટ્રોકોપી સિસ્ટમ્સ અને વ્યાપારી ઉત્પાદનો (જેમ કે ગરમ અને ઠંડા પાણીનું ડિસ્પેન્સર, પોર્ટેબલ રેફ્રિજરેટર, કારકુલર વગેરે) માં ઉપયોગ થાય છે.
પરિમાણો | |
I | TEC મોડ્યુલમાં ઓપરેટિંગ કરંટ (એમ્પ્સમાં) |
Iમહત્તમ | મહત્તમ તાપમાનમાં તફાવત લાવતો ઓપરેટિંગ પ્રવાહ △Tમહત્તમ(એમ્પ્સમાં) |
Qc | TEC ના ઠંડા બાજુના ચહેરા પર શોષી શકાય તેવી ગરમીનું પ્રમાણ (વોટ્સમાં) |
Qમહત્તમ | ઠંડી બાજુએ શોષી શકાય તેવી મહત્તમ ગરમી. આ I = I પર થાય છેમહત્તમઅને જ્યારે ડેલ્ટા T = 0. (વોટ્સમાં) |
Tગરમ | TEC મોડ્યુલ કાર્યરત હોય ત્યારે ગરમ બાજુના ભાગનું તાપમાન (°C માં) |
Tઠંડુ | જ્યારે TEC મોડ્યુલ કાર્યરત હોય ત્યારે ઠંડા બાજુના ભાગનું તાપમાન (°C માં) |
△T | ગરમ બાજુ (T) વચ્ચે તાપમાનમાં તફાવતh) અને ઠંડી બાજુ (Tc). ડેલ્ટા ટી = ટીh-Tc(°C માં) |
△Tમહત્તમ | ગરમ બાજુ (T) વચ્ચે TEC મોડ્યુલ મહત્તમ તાપમાન તફાવત પ્રાપ્ત કરી શકે છે.h) અને ઠંડી બાજુ (Tc). આ I = I પર થાય છે (મહત્તમ ઠંડક ક્ષમતા)મહત્તમઅને પ્રc= ૦. (°C માં) |
Uમહત્તમ | I = I પર વોલ્ટેજ સપ્લાયમહત્તમ(વોલ્ટમાં) |
ε | TEC મોડ્યુલ ઠંડક કાર્યક્ષમતા (%) |
α | થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીનો સીબેક ગુણાંક (V/°C) |
σ | થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીનો વિદ્યુત ગુણાંક (1/સેમી·ઓહ્મ) |
κ | થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીની થર્મોવાહકતા (W/CM·°C) |
N | થર્મોઇલેક્ટ્રિક તત્વની સંખ્યા |
Iεમહત્તમ | જ્યારે TEC મોડ્યુલની ગરમ બાજુ અને જૂની બાજુનું તાપમાન એક નિર્દિષ્ટ મૂલ્ય હોય ત્યારે કરંટ જોડાયેલ હોય છે અને તેને મહત્તમ કાર્યક્ષમતા (એમ્પ્સમાં) મેળવવાની જરૂર હોય છે. |
TEC મોડ્યુલમાં એપ્લિકેશન ફોર્મ્યુલાનો પરિચય
Qc= 2N[α(Tc+૨૭૩)-લિ²/2σS-κs/Lx(Tક- ટીગ) ]
△T= [ Iα(Tc+૨૭૩)-લિ/²2σS] / (κS/L + I α]
U = 2 N [ IL /σS +α(Tક- ટીગ)]
ε = ક્યૂc/UI
Qક= પ્રશ્નસી + આઇયુ
△ટીમહત્તમ= ટીક+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+૨૭૩) + ૧]
Iમહત્તમ =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+૨૭૩) + ૧-૧]
Iεમહત્તમ =ασS (Tક- ટીગ) / એલ (√1+0.5σα²(546+ ટીક- ટીસી)/ κ-1)