2. Холодопродуктивність термоелектричних холодильників

Холодопродуктивність термобатареї залежить від багатьох факторів і, зокрема, від сили струму, що живить термобатарею.

Визначимо характер цієї залежності графічно й аналітично.

При проходженні постійного струму через термобатарею (рис. 2) між комутаційними пластинами 1 і 2 виникає перепад температур {t - to), обумовлений поглинанням на спаї 2 і виділенням на спаї 1 відомої нам уже теплоти Пельт’є. Оскільки теплота Пельт’є прямо пропорційна струму живлення у першому ступені, то на рис. 2 теплота ця відіб'ється лінією QП. Причому, ми розглядаємо зараз холодні спаї термобатареї, від яких теплота Пельт’є відводиться, і тому лінія QП проходить в області - Q, І.

При проходженні постійного струму через холодні спаї буде виділятися теплота Джоуля Qдж, щовизначають завиразом Qдж= І2RT. Як показали дослідження, на долю холодних спаїв приходиться приблизно половина загальної теплоти Джоуля, тобто Qдж= 1/2Q/дж. Оскільки теплота Джоуля пропорційна квадрату сили струму, то на рис. 2 функціональна залежність Qдж=f(І) відіб'ється частиною параболи другого порядку, позначеної Qдж.

Рис. 2. Схема термобатареї (а) та залежність теплоти від струму (б)

Сумарна дія на холодні спаї QП і Qдж відбивається лінією QП +Qдж , що представляє собою алгебраїчну (з урахуванням знаків) суму відповідних ординат. Отримана крива SQ=f(І) має точку максимуму значення SQmax при якомусь оптимальному значенні струму живлення.

Загальне рівняння теплового балансу холодних спаїв термобатареї може бути записане в наступному вигляді:

Qo+Qx+Qдж=QП (1)

де Qo - кількість тепла, що поглинається холодними спаями з холодильної камери протягом години, тобто холодопродуктивність термобатареї;

Qx - кількість тепла, що підведена до холодних спаїв за рахунок природного теплопритоку від гарячих спаїв.

Література:  9, 13, 16, 17, 18-21, 25.