0080

Rys. 6.87. Rozkład średnich temperatur w układzie chłodzonym elementem

termoelektrycznym

Z — strona zimna, C — strona ciepła

(6-106)

(6-107)

£tmax

wierzchnie, do których lutowane są mostki łączące termoelementy, są metalizowane w odizolowane od siebie prostokąty, odpowiadające wymiarom mostków. Przy takiej konstrukcji baterii uzyskuje się znaczne zmniejszenie spadków temperatury pomiędzy elementem chłodzonym i termoełementem oraz termoełementem i rozpraszaezem (rys. 6.87).

6.5.4.3. Układy kaskadowe

Temperatura złącza zimnego termobaterii zależy od temperatury złącza ciepłego:

_ V 1 + 2 Z T_c    (6-104)

-    Z

Obniżając temperaturę złącza ciepłego można obniżyć temperaturę złącza zimnego. Zasadę tę wykorzystano w urządzeniach kaskadowych (rys. 6.88). Praca tych urządzeń polega na tym, że złącze gorące stopnia najwyższego styka się ze złączem zimnym stopnia niższego itd. Poszczególne stopnie są tak dobrane, aby ich wydajność chłodnicza zapewniała przejmowanie ciepła ze stopnia wyższego. W tak zbudowanych termoelektrycznych bateriach trójstopniowych uzyskuje się temperatury ujemne rzędu —60°C. Sposób łączenia termoelementów wpływa na wydajność chłodniczą stopnia najwyższego.

Przy łączeniu równoległym uzyskuje się mniejszą wydajność niż przy połączehiu szeregowym.

6.5.4.4. Sprawność energetyczna

Pod względem energetycznym jakość termoelektrycznego urządzenia chłodniczego charakteryzuje współczynnik wydajności chłodniczej et zdefiniowany jako stosunek ilości energii cieplnej pochłoniętej P₀ do mocy elektrycznej pobieranej przez urządzenie Pet (6-105)

Maksymalną teoretyczną wartość tego współczynnika:

T_c

m--

T_z _T*

T_c — Tz m + 1 gdzie: m =1f i + Ą- t_c + T_z osiąga się dla prądu:

a (T_e ~ Tz) <5 (to - 1)

Zależność et od współczynnika dobroci ter-moelementu przedstawia rys. 6.89. Rzeczywiste wartości et są mniejsze niż wynika to

254

6. ODPROWADZANIE CIEPŁA Z URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH