Warum haben Peltier-Elemente auf der kalten Seite einen kleineren Kühlkörper?

Die Peltier-Zelle erzeugt auf der heißen Seite weit mehr Wärme, als sie auf der kalten Seite verbraucht; Der Unterschied besteht einfach in der Kraft, mit der Sie es pumpen. Mindestens etwa 2,5x mehr und bei großen Temperaturunterschieden sogar noch mehr.

Die unterschiedlichen Kühlkörpergrößen gleichen das einfach aus.

Dies ist eine vereinfachte Erklärung, sollte jedoch erklären, warum der Kühlkörper kleiner als der Kühlkörper ist:

Ein Peltier-Kühler pumpt Wärme von der kalten Seite zur heißen Seite, und zusätzlich erzeugt ein Peltier-Kühler zusätzlich zu der Wärme, die er pumpt, Wärme .

Der Qmax einer Peltier-Einheit (die Wattmenge, die sie pumpen kann) wird mit Null Delta T (der Temperaturdifferenz zwischen der kalten und der heißen Seite) bewertet. Außerdem nimmt die Fähigkeit eines Peltier-Kühlers, Wärme zu pumpen, mit steigendem Delta T ab.

Irgendwann (abhängig vom Design der Peltier-Einheit usw.) pumpt der Peltier null Watt (btu) Wärme, wenn Delta T zu hoch ansteigt.

Um also auf der kalten Seite möglichst kälteste Temperaturen zu erreichen, möchten Sie in der Lage sein, so viel Wärme wie möglich auf der heißen Seite abzuführen. Dies muss die vom Peltier erzeugte Wärme einschließen.

Dies zusammen mit der abnehmenden Wärmepumpfähigkeit bei steigendem Delta T bedeutet, dass der Kühlkörper kleiner als der Kühlkörper ist, sodass das System einen höheren (oder höheren) Leistungskoeffizienten (COP) aufweist als ein System mit gleicher Größe kalt und heiß Temperatur fällt.

Hoffe das erklärt es.

Ein Peltier-Element erzeugt einen Wärmefluss von der kalten Seite zur heißen Seite. Das bedeutet, dass:

• es "absorbiert" Wärmeenergie von der kalten Seite
• es überträgt Wärmeenergie auf die heiße Seite
• Dazu nimmt es elektrische Energie auf

Wärme und Strom sind die Eingangsenergiequellen. Um zu arbeiten, muss es mindestens das abgeben, was hereinkommt. Andernfalls wird die verbleibende zusätzliche Energie überhitzen und das Element zerstören.

Deshalb sind die Kühlkörper auf der kalten Seite kleiner als die auf der heißen Seite.

Es gibt wirklich keine Rechtfertigung dafür. Die beiden Kühlkörper könnten überhaupt beliebig groß sein. Es ist nur eine Frage, wie viel Wärmewiderstand Sie zwischen jeder Oberfläche des Peltier-Geräts und seiner jeweiligen "Umgebungsumgebung" haben möchten.

Der kälteste Punkt in einem Peltier-basierten System ist die kalte Seite des Geräts selbst; was es kühlt, muss notwendigerweise wärmer sein; sonst würde keine Wärme ins Gesicht fließen. Ebenso ist das heiße Gesicht der heißeste Punkt im System.

Die Größe jedes Kühlkörpers bestimmt seinen thermischen Widerstand. Der thermische Widerstand multipliziert mit dem Wärmefluss bestimmt das Delta-T zwischen dem Peltier-Element und der Umgebung. Im Allgemeinen möchten Sie, dass Delta-T auf jeder Seite so klein wie möglich ist, also verwenden Sie den größten Kühlkörper, der passt.

Es kommt oft darauf an, dass der zu kühlende Raum ziemlich kompakt ist und daher nur ein kleiner Kühlkörper auf diese Seite passt. Manchmal wird auf dieser Seite ein kleiner Lüfter verwendet, um die Wirksamkeit zu verbessern. Ein sekundäres Problem ist, dass es bei großen Kühlkörpern auf beiden Seiten des Geräts schwierig sein kann, den Raum zwischen ihnen effektiv zu isolieren – wenn Wärme vom Kühlkörper auf der heißen Seite direkt zum Kühlkörper auf der kalten Seite fließt, sinkt der Gesamtwirkungsgrad Das System wird reduziert.

Wenn Sie den Kühlkörper der kalten Seite größer machen, kann er mehr Wärme aufnehmen. Um diese Wärme abzugeben, muss der Kühlkörper der heißen Seite wieder größer werden.

Es wird irgendwo eine Grenze geben, wo die kalte Seite nicht mehr Wärme absorbiert, aber vorausgesetzt, jemand entwirft minimale Kosten, möchten Sie den kleinsten Kühlkörper, der noch funktioniert. Das bedeutet, dass der Kühlkörper auf der heißen Seite größer ist als auf der kalten Seite.