Question:
Pourquoi les éléments Peltier ont-ils un dissipateur thermique plus petit du côté froid?
Rijul Gupta
2014-06-01 22:52:13 UTC
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J'ai vu dans presque toutes les configurations que les éléments Peltier sont montés avec d'énormes dissipateurs de chaleur sur le côté chaud par rapport aux minuscules sur le petit côté.

Est-ce juste une façon d'expliquer la nécessité d'un dissipateur de chaleur du côté chaud? Ou y a-t-il de réels avantages à un dissipateur thermique plus petit du côté froid? Un élément fonctionnerait-il mieux (produirait une température plus basse du côté froid) avec des dissipateurs de chaleur de taille égale?

Cinq réponses:
Brian Drummond
2014-06-01 22:57:02 UTC
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La cellule Peltier génère beaucoup plus de chaleur du côté chaud qu'elle n'en consomme du côté froid; la différence étant simplement la puissance avec laquelle vous le pompez. Au minimum, environ 2,5 fois plus, et à de grandes différences de température, plus que cela.

Les différentes tailles de dissipateur thermique compensent simplement cela.

user72009
2015-04-11 11:53:26 UTC
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Ceci est une explication simplifiée, mais cela devrait aider à expliquer pourquoi le dissipateur froid est plus petit que le dissipateur thermique:

Un refroidisseur Peltier pompe la chaleur du côté froid vers le côté chaud, et en plus un Le refroidisseur Peltier génère de la chaleur en plus de la chaleur qu'il pompe .

Le Qmax d'une unité Peltier (la quantité de Watts qu'elle peut pomper) est évalué à zéro delta T (la différence de température entre les côtés froid et chaud). De plus, la capacité d'un refroidisseur Peltier à pomper de la chaleur diminue à mesure que le delta T augmente.

À un moment donné (selon la conception de l'unité Peltier, etc.), le Peltier pompera zéro watt (btu) de chaleur lorsque le delta T monte trop haut.

Donc, pour obtenir les températures les plus froides possibles du côté froid, vous voulez pouvoir retirer autant de chaleur que possible du côté chaud. Cela doit inclure toute chaleur créée par le Peltier.

Ceci, associé à la diminution de la capacité de pompage de chaleur lorsque le delta T augmente, signifie que le dissipateur froid est plus petit que le dissipateur thermique, de sorte que le système a un ( ou plus) coefficient de performance (COP) qu'un système avec des dissipateurs de chaleur froide et chaude de même taille.

J'espère que cela l'explique.

Cornelius
2014-06-01 23:01:50 UTC
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Un élément Peltier crée un flux de chaleur du côté froid vers le côté chaud. Cela signifie que:

  • il "absorbe" l'énergie thermique du côté froid
  • il transfère l'énergie thermique du côté chaud
  • c'est absorber l'énergie électrique pour ce faire

La chaleur et le courant sont les sources d'énergie d'entrée. Pour fonctionner, il doit dissiper (produire) au moins ce qui entre. Sinon, l'énergie supplémentaire restante surchauffera et détruira l'élément.

C'est pourquoi les dissipateurs thermiques du côté froid sont plus petits que ceux du côté froid. le côté chaud.

Mais je n'ai jamais demandé pourquoi les dissipateurs de chaleur sont plus grands du côté chaud!La question est pourquoi le dissipateur thermique est généralement plus petit du côté froid?Un petit dissipateur thermique du côté froid est-il suffisant?Serait-il préférable qu'ils aient la même taille?Est-il ** absolument ** nécessaire que le dissipateur thermique sur taille chaude soit plus grand ou est-ce simplement rentable?
L'élément Peltier doit être capable de dissiper plus de chaleur qu'il n'en absorbe. C'est pourquoi les dissipateurs du côté chaud sont plus gros que les dissipateurs du côté froid (et les dissipateurs du côté froid sont plus petits que les dissipateurs du côté chaud).
Pourquoi voudriez-vous «limiter» artificiellement la quantité de chaleur qui peut entrer dans l'appareil?Ne fait-il pas cela de manière assez efficace tout seul?
Si vous agrandissez le dissipateur de chaleur côté froid, il absorbera plus de chaleur pour émettre cette chaleur.En tant que tel, le dissipateur thermique du côté chaud doit être à nouveau plus grand.Je me rends compte qu'il y aura une limite quelque part où le côté froid n'absorbera pas plus de chaleur, mais en supposant que quelqu'un conçoive un coût minimum, vous voudriez le plus petit dissipateur thermique qui fonctionne encore.
@RJR: votre commentaire a l'air génial et pour moi la bonne réponse, pourquoi ne pas en faire une réponse et je vais la sélectionner!
Bien sûr, c'est fait - mais je pense que je n'ai fait que clarifier la réponse de Cornelius;il semble essayer de dire la même chose.
Pour info, demander «Pourquoi les dissipateurs de chaleur sont plus grands du côté chaud» revient au même que «Pourquoi le dissipateur de chaleur est généralement plus petit du côté froid».
RJR
2014-06-03 06:26:38 UTC
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Si vous agrandissez le dissipateur de chaleur côté froid, il pourra absorber plus de chaleur. Pour émettre cette chaleur, le dissipateur thermique du côté chaud doit être à nouveau plus grand.

Il y aura une limite quelque part où le côté froid n'absorbera pas plus de chaleur, mais en supposant que quelqu'un conçoive un coût minimum, vous voudriez le plus petit dissipateur thermique qui fonctionne toujours. Cela signifie que le dissipateur thermique du côté chaud sera plus grand que celui du côté froid.

Dave Tweed
2014-06-02 00:40:32 UTC
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Il n'y a vraiment aucune justification à cela. Les deux dissipateurs peuvent être de n'importe quelle taille. C'est juste une question de la résistance thermique que vous souhaitez avoir entre chaque surface de l'appareil Peltier et son environnement "ambiant" respectif.

Le point le plus froid dans un système Peltier est la face froide du l'appareil lui-même; la chose qu'il refroidit doit nécessairement être plus chaude; sinon, il n'y aurait pas de flux de chaleur dans le visage. De même, la face chaude est le point le plus chaud du système.

La taille de chaque dissipateur thermique détermine sa résistance thermique. La résistance thermique multipliée par le flux de chaleur détermine le delta-T entre le dispositif Peltier et l'environnement. Généralement, vous voulez que le delta-T de chaque côté soit aussi petit que possible, vous utilisez donc le plus grand dissipateur thermique qui convient.

Cela se résume souvent au fait que l'espace à refroidir est assez compact, et donc seul un petit dissipateur thermique s'adapte de ce côté. Parfois, un petit ventilateur est utilisé de ce côté pour améliorer son efficacité. Un problème secondaire est que si vous avez de grands dissipateurs thermiques des deux côtés de l'appareil, il peut être difficile d'isoler efficacement l'espace entre eux - si la chaleur du dissipateur thermique du côté chaud s'écoule directement vers le dissipateur thermique du côté froid, l'efficacité globale de le système est réduit.

Le point le plus froid d'un système Peltier n'exige pas nécessairement que la face froide soit le point le plus froid.Tant que le côté froid est au-dessus du zéro absolu, il y a de l'énergie thermique disponible pour être transférée vers le côté chaud.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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