Главная
О компании
Новости
Презентация
Инновации
Контакты
English
English
Энергосбережение и теплообмен
Энергосбережение и теплообмен

Тепловой затвор для Термоэлектрического модуля “ЛЕОНАРДА”

Термоэлектрический модуль ЛЕОНАРДА отличается тем, что включает в себя Тепловой затвор, состоящий из сыпучего сферической формы материала с поверхностью 3 порядка, с теплопроводностью меньше чем материал из которого сделаны полупроводники n- и p-типов проводимости, который **перекрывает/закрывает возможность прохождения тепла через воздушные каналы/зазоры между полупроводниками p-n проводимости термоэлектрического модуля. Тепловое сопротивление каналов/зазоров заполненное сыпучим сферической формы материалом с поверхностью 3 порядка (Как вариант), стало больше чем теплопроводность p-n полупроводников. Тепловой затвор воздушных каналов/зазоров заставил тепловой поток идти/протекать через p-n полупроводники термоэлектрического модуля, а не через воздушные каналы между ними.

(Правило Киргофа: ток не пойдет в цепь с большим сопротивлением).

** Полностью закрыть воздушный теплообмен в данном случае не представляется возможным

Нигде не говорится о конструктивном факторе самого ТЭМ. Размещенные между теплообменными пластинами горячих и холодных спаев ветви полупроводников p-n типов, остальное пространство занимает воздух. Тепловой поток проваливается через воздух, нет перепада температур, нет его эффекта, воздух его не держит.

Организовываем тормоз (преграду) для воздуха между столбами полупроводников p-n типа ТЭМ, убираем теплопроводность – конвекционную составляющую.

Добротность (Z) ТЭМ равна отношению электропроводности к теплопроводности. Чем хуже проводится тепло, тем лучше для добротности.

Что сделать, чтобы теплопроводность стала минимальной, а электропроводность стала максимальной?

Технический результат (локальный) нашей работы, чтобы тепловой поток не проходил/минимизировать между p-n переходами, теплообменными пластинами - воздушными зазорами (пространством) в конструкции ТЭМ.

Сегодня ведут работы по улучшению проводимости полупроводников p-n переходов, легируя Тилурид Висмута для улучшения р- проводимости и n-проводимости ТЭМ. Пока практических результатов существенного улучшения проводимости полупроводников p-n типов нет.

Вывод — пока не будут открыты новые материалы, добротность не улучшится.

Всем известна формула Добротности.

Зачем рассматривают структуру самого материала, какая кристаллическая решетка в этом материале, наверное это важно, как электрон перемещается с одного уровня на другой. Как он перемещался так и будет перемещаться. Тепловой поток проходит не по электрону, а рядом через воздушное пространство, зазоры между p-n столбами в ТЭМ.

Сегодня борются за добротность ТЭМ, все упорно считают, что формула отношения электропроводности к теплопроводности =Добротности. Измеряют сугубо материал.

Добротность ТЭМ Z = электропроводность/теплопроводность

Добротность к термостолбам p и n проводимость, когда речь идет о столбе, тогда там есть вполне конкретные геометрические размеры, когда говорят о его измерениях, то тепловой поток через данный столбик.

Добротность термостолба зависит от свойств материалов его компонентов.

Когда говорят про Добротность ТЭМ в ТЭМ 256 столбов, тепловой поток большой. Площадь 256 столбов порядка 2 см2, а площадь ТЭМ 4смх4 см = 16 см2, 14 см2 - свободная площадь. Тепловой поток пойдет через зазоры площадью 14 см2.


Микросферы:

Засыпаем зазоры/воздушное пространство между p-n полупроводниками микросферами, вытесняем воздух. Сколько остается воздуха в заполненном ТЭМ микросферами? зависит от диаметра микросфер, чем больше и однородней микросферы тем воздуха остается больше. Заполняя пространство мелкими неоднородными по диаметру микросферами воздуха остается меньше. Воздух находится между сферами и расстояние реальной величины очень маленькие. Теплообмена молекул данной зоны с другой зоной не будет, очень маленькие расстояния. Все будет прекращаться на уровне длины пробега свободной молекулы. Конвективного теплообмена не будет. Проверено на опыте.