ارائه رابطه تحلیلی برای ارزیابی عملکرد مبدل های حرارتی ترموالکتریکی

فناوری ترموالکتریک با توجه به کارایی مناسب در ابعاد کوچک، توجه روزافزونی به خود جلب کرده است. طراحی مبدل های حرارتی ماژول های ترموالکتریک، یکی از چالش های پیش رو در افزایش بهره وری از این فناوری است. در این مقاله با استفاده از مدل های تحلیلی و معادلات حاکم بر انتقال حرارت و الکتریسیته، شرایط بهینه برای طراحی و عملکرد این سیستم ها بررسی شده است. در این پژوهش، با استفاده از تحلیل مرتبه بزرگی، معادلات ساده شده و یک معادله ضمنی استخراج شده است که حداقل مساحت مبدل حرارتی مورد نیاز برای عملکرد بهینه سامانه های ترموالکتریک را در توان های مصرفی مختلف محاسبه می کند. این معادله با در نظر گرفتن پارامترهای کلیدی نظیر اختلاف دمای دو طرف مبدل، ضریب سیبک، مقاومت الکتریکی و رسانایی حرارتی طراحی شده است. مدل سازی تحلیلی ارائه شده در این پژوهش، ابزاری موثر برای طراحی بهینه سیستم های ترموالکتریک در کاربردهای صنعتی فراهم می آورد. با استفاده از این معادله، می توان حداقل مساحت مبدل مورد نیاز برای توان های مصرفی مختلف یک ماژول ترموالکتریک را محاسبه کرده و به امکان سنجی ترموالکتریک های برندهای مختلف پرداخت. همچنین، پارامتری تحت عنوان شاخص طراحی مبدل ترموالکتریک برای مقایسه با بهینه ترین طراحی معرفی شده است.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، ترموالکتریک ، سامانه های سرمایشی