1 / 17

報告者 : 邱偉豪 作者：鄭建明 碩士

散熱器對熱電致冷器冷卻性能影響探討 Effect of Heat Sink on Cooling Performance of Thermoelectric Coolers （ TEC ） Study. 報告者 : 邱偉豪 作者：鄭建明 碩士. 大綱. 研究目的 熱電元件之工作原理及應用 散熱理論與散熱器性能 熱導管操作原理 熱管與固態導熱體比較 實驗分析 實驗結果討論. 研究目的. 主要是利用熱電致冷器 (TEC) 來冷卻一固定冷凍空間 針對散熱器性能對 TEC 冷卻性能之影響進行實驗探討 運用簡單之數學預測模式驗證其適用性.

peter-mendez
Download Presentation

報告者 : 邱偉豪 作者：鄭建明 碩士

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 散熱器對熱電致冷器冷卻性能影響探討Effect of Heat Sink on Cooling Performance ofThermoelectric Coolers（TEC）Study 報告者 : 邱偉豪 作者：鄭建明 碩士

  2. 大綱 • 研究目的 • 熱電元件之工作原理及應用 • 散熱理論與散熱器性能 • 熱導管操作原理 • 熱管與固態導熱體比較 • 實驗分析 • 實驗結果討論

  3. 研究目的 • 主要是利用熱電致冷器(TEC)來冷卻一固定冷凍空間 • 針對散熱器性能對TEC冷卻性能之影響進行實驗探討 • 運用簡單之數學預測模式驗證其適用性

  4. 熱電元件之工作原理及應用-1 • 一塊N型半導體和一塊P型半導體材料聯成電偶對 • 在這個電路中接通直流電流後，就能發生能量的轉移， • 電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端。 • 電流由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。 • 吸收熱量和放出熱量的大小由電流大小來決定。

  5. 熱電元件之工作原理及應用-2 • 熱電材料應用的潛力： • a.要求低噪音的地方：如圖書館的冷氣 • b.要求攜帶方便的地方：如出外旅遊的小冰箱 • c.要求温度需要高精度控制的領域 • d. 一切小功率致冷的領域：如 CPU 的風扇 • e.要求快速冷熱交換的領域 • f.較無成本憂慮的地方:航空器或太空艙等

  6. 散熱理論 • 熱傳遞可分三種型態 :傳導、對流及輻射 • 增加熱傳遞速率 • 增加對流傳遞係數 • 增加表面積 --- 將流體加速 --- 連結散熱片

  7. 散熱器性能-1 • 散熱器係藉由增加有效熱傳面積來達到散熱效果 • 散熱器本身具有一傳導熱阻，因此，並不是使用散熱器便一定會增大熱傳導率

  8. 散熱器性能-2 • 定義為散熱器的散熱量與沒有散熱器時之散熱量的比值，即 • 在任何使用散熱器的設計中， 值應盡量大 • 為散熱量 • 為散熱效率 • 為熱對流係數 • 為鰭片面積 • 為散熱器溫度與週遭溫度差

  9. 散熱器性能-3 • 散熱器的性能也可以用熱阻抗加以量化 • 散熱器基部與周遭流體間的溫度差( )視為趨動位勢(Driving Potential) • 散熱器的阻抗可定義為

  10. 熱導管操作原理

  11. 熱管與固體導熱體比較 • 熱導管優點 • 熱導管的熱阻值很小 • 能在小溫差下有很大的傳熱能力 • 有相當大的均溫能力 • 熱導管缺點 • 結構比較複雜，使用時還需考慮其熱負荷和使用的溫度範圍 • 熱導管中的毛細力比較小，使用時受到方向限制

  12. 實驗分析 • 本實驗主要利用TEC 來冷卻一冷凍空間 • 在不同條件下量測冷凍空間內冷卻溫度，進而探討散熱器對熱電致冷器的性能影響。 • 改變條件 • 散熱器 • 熱阻大小 • 驅動電流大小

  13. 使用TEC之規格

  14. 實驗類型Ⅰ • 將熱電致冷器、鋁質散熱器(0.52℃/W)、電源供應器、溫度計、隔熱箱等組裝完成 • 測試時間為三小時 • a. 首先以DC12V/2A 供電，開始運轉。 • b. 每隔10 分鐘量測隔熱箱內溫度並紀錄。 • c. 改變供電電流為DC12V/3A，重複b 步驟。 • d. 改變供電電流為DC12V/4A，重複b 步驟。

  15. 實驗類型Ⅱ • 將熱電致冷器、銅質散熱器(0.44℃/W)、電源供應器、溫度計、隔熱箱等組裝完成 • 重複a、b、c、d 步驟

  16. 實驗類型Ⅲ • 將熱電致冷器、熱導管加鋁質散熱片散熱器 (0.14℃/W)、電源供應器、溫度計、隔熱箱等組裝完成 • 重複a、b、c、d 步驟

  17. 實驗結果討論 • 冷卻溫度高低確實與散熱器熱阻值高低有關 • 使用熱電致冷器時應注意防止水分滲入，防止結霜，以致影響熱傳遞 • 熱電致冷器的冷卻效率與操作電流大小息息相關，過大過小皆無法發揮其冷卻效率，一般約為熱電致冷器最大電流(Imax)的60~70%

More Related