CHOIX D'UN MODULE THERMOELECTRIQUE (TEC).
Voici une procédure simplifiée qui vous permetra d'obtenir des valeurs de choix et de mise en oeuvre d'un module thermoélectrique à un ou à deux étages.
Note : Pour la détermination d'un module thermoélectrique de plus de deux étages, ou si plus de précision est exigée, consultez s'il vous plaît un de nos ingénieurs technico-commercials. En raison du comportement non linéaire des refroidisseurs thermoélectriques et du nombre de variables mises en jeu dans leur analyse, seuls nos ingénieurs expérimentés, en utilisant un logiciel développé intérieurement par Marlow Industries, peuvent être en mesure de les calculer de façon plus exacte que ce que ne fait cette procédure.
Une fois que la décision d'utiliser un refroidisseur thermoélectrique a été prise, la sélection d'un module approprié est relativement simple : les lignes suivantes en détaillent les grandes étapes, dans un processus qui vous conduira par la détermination de la charge thermique impliquée, du DT exigé, du nombre d'étages exigées pour satisfaire le DT, du calcul de la valeur Qmaximum du TEC etc... Une fois que vous aurez terminé cette analyse vous aurez restreint le nombre de TEC appropriés à deux ou trois modèles. Vous pourrez alors passer à l'étape 5 à 9 pour déterminer les valeurs de fonctionnement du TEC choisi dans vos conditions d'application.
shéma associé :
1. Calculez les charges thermiques impliquées.
Il y a différentes sortes de charges thermiques : charge active, charge de rayonnement, charge de convection, charge de conduction. Considéront simplement comme charge totale la charge de conduction obtenue par le contact de l'élément à refroidir avec le TEC, et prenons comme exemple d'élément à refroidir le cas d'un CPU AMD Athlon 1.2Ghz. D'après les données de référence d'AMD, ce CPU dissipe sous forme thermique 66 watts.
On prendra donc comme exemple une charge thermique totale de 66 watts.
2. Définissez les Températures
Déterminons les diférentes températures mises en jeu autour du TEC : la température de la face chaude et la température de la face froide. Pour cela on suppose que la face chaude du TEC est refroidie par un système l'accordant avec la température ambiante, que l'on supposera être de 27°C. On supposera de plus que l'on utilise le TEC pour refroidir le CPU à -10°C.
Température du TEC côté chaud (Th) , 27°C
Température du TEC côté froid (Tc) , -10°C
DT(Th_Tc) , 37°C
3. Déterminez le nombre d'étages requis
Déterminons à partir de la table suivante le nombre d'étages que devra comporter le TEC pour satisfaire à la condition de différence de température evaluée plus haut, en considérant le cas d'un montage dans du diazote sec ou bien dans le vide.
Etage , DTmax (N2 sec @ 1 atmosphère) , DTmax (vide)
1 , 64 , 67
2 , 84 , 91
3 , 95 , 109
4 , - , 115
5 , - , 121
6 , - , 127
Pour notre exemple, un seul étage suffit, puisque le DTmax de 64°C est plus grand que notre DTmax désiré de 37°C.
Si le nombre d'étages exigés excède deux, le procédé de sélection qui suit n'est pas applicable. Ces calculs sont seulement précis pour un module thermoélectrique à un ou à deux étages. Le cas à trois étages ou plus nécessite l'aide d'un de nos ingénieurs technico-commercials.
4. Choix d'un modèle approprié de TEC.
Les graphiques d'utilisation présentés dans cette procédure de sélection ont été normalisés pour fournir une courbe universelle pour l'usage d'un TEC à un ou à deux étages dont les valeurs "maximum" d'utilisation sont connues. En utilisant les rapports des valeurs réelles au valeurs maximales d'utilisation du TEC, les performances du TEC peuvent être estimées pour un large éventail de conditions de fonctionnement.
a. Déterminez le taux de DT/DTmax.
DT (§ 2) , 37°C
DTmax (§3) , 64°C
DT/DTmax , 37/64 = 0.578
b. Sur le graphique d'exécution (schéma ), traçons un trait horizontal coupant l'axe vertical gauche du graphique à DT/DTmaximum (0.578 dans notre exemple).
c. Obtenez la valeur optimale de Q/Qmaximum en déterminant quelle courbe Q/Qmax passe à l'intersection du trait horizontal juste tracé et de la ligne diagonale de l'optimum Q/Qmaximum. Une interpolation entre les courbes peut être nécessaire.
Valeur optimale de Q/Qmaximum : 0.25
d. Obtenez la valeur maximum de Q/Qmaximum à l'intersection du trait horizontal ( tracé dans étape 4b ) et de l'axe vertical droit du graphique .
Valeur maximum de Q/Qmaximum : 0.422
e. Divisez toute la charge thermique ( d'étape 1) par les 2 différentes valeurs de Q/Qmaximum obtenues ci-dessus pour calculer l'optimum et le maximum Q maximum .
Qmaximum optimum , 264 watts
Qmaximum maximum , 156 watts
f. Choisissez dans la liste standard des TEC Marlow ( http://www.marlow.com/p_dura1.htm ) un TEC ayant un Qmax plus grand que le Qmaximum maximum (156 watts dans notre exemple ), mais plus petit que le Qmax optimum ( 264 watts dans notre exemple ). Gardez à l'esprit qu'entre ces deux valeurs, un TEC avec un Qmax proche du Qmax optimum produira la meilleure efficacité tandis qu'un Qmax proche de Qmax maximum aura une efficacité plus petite mais sera peut-être moins cher.
Pour notre exemple, il n'y a pas de TEC Marlow assez puissant. Par contre TEDISTRIBUTION fournit des TEC haute performance ( http://www.tedist.com/specs/index.html ) ayant un Qmax allant jusqu'à 172W. On peut se demander si cette procédure mise en place pour les TEC Marlow peut s'appliquer pour les TEC TEDISTRIBUTION : admettons que oui. Choisissons donc le TEC suivant,
Model Number , Imax (amps) , Qmax (watts) , Vmax (volts) , Delta T max (deg ºC) , Dimensions (A,C:B,D:H) (mm)
DRIFT-0.8 , 11.3 , 172.0 , 24.6 , 69 , 40:40:3.2
Cependant ce modèle est juste au dessus du Qmax maximum de 156W : l'eficacité d'un tel TEC pour refroidir l'Athlon 1.2Ghz ne sera donc pas tout à fait optimale : il faudrait associer plusieurs TEC l'un à coté de l'autre pour arriver au Qmax optimum calculé de 264W et avoir la meilleure efficacité !
5. Paramètres d'utilisation du TEC.
Maintenant que le TEC a été choisi, la prochaine étape est de déterminer les conditions de son utilisation.
a. Référez-vous encore au Tableau des TEC standards et notez les caractéristiques maximum du TEC choisi. Notez que si une température du côté chaud autre que 27°C est utilisée, les paramètres d'utilisation doivent être ajustés si l'on veut obtenir des résultats corects. Veuillez appeler un de nos ingénieurs technico-commercials pour avoir de l'aide.
Valeurs maximales du TEC :
DTmax , 69°C
Qmax , 172.0 watts
Imax , 11.3 amps
Vmax , 24.6 volts
b. Déterminez le taux de DT/DTmax :
DT(étape 2) , 37° C
DTmax (étape 5a) , 69° C
DT/Tmax (calculé) , 37/69 = 0.54
c. Sur le graphique d'utilisation ( voir le schéma graphique supérieur ) tracez un trait horizontal correspondant au DT/DTmaximum (0.54 dans cet exemple ).
d. Divisez la charge thermique totale (étape 1) par la valeur de Qmaximum du TEC choisi (étape 5a)
Q/Qmax = 66W/172.0W = 0.384
e. Sur le graphique d'utilisation ( voir le schéma graphique supérieur ), à l'intersection du trait horizontal ( tracé dans l'étape 5c ) et de la valeur de Q/Qmaximum (calculé dans étape 5d ), tracez une ligne verticale.
f. Notez la valeur I/Imaximum à l'intersection de la ligne verticale juste tracée et de l'axe du bas I/Imaximum.
I/Imaximum = 0.73
6. Calculez l'ampérage du courant utilisé par le TEC.
En utilisant la valeur de Imaximum ( obtenu en étape 5a ), et la valeur d' I/Imaximum ( juste obtenu en étape 5f ), calculez la valeur du courant traversant le TEC :
Courant du TEC = (Imax)X (I/Imax) = ampères
= 11.3 X 0.73 = 8.25A
7. Calculez la tension d'utilisation du TEC.
a. Tracez un trait horizontal passent par chacune des intersections de la ligne verticale ( tracée dans étape 5e ) et des deux courbes dans la moitié inférieure du second graphique.
b. Notez les valeurs de V/Vmaximum à l'intersection des deux traits horizontaux tracés et de l'axe vertical gauche. Ces valeurs déterminent l'intervalle de V/Vmaximum pour l'utilisation du TEC choisi. Pour les grandes valeurs de DT ( petites valeurs de Q/Qmaximum ), la tension correspondra à l'extrémité élevée de l'intervalle, et pour les petits DTs ( grandes valeurs de Q/Qmaximum ), la tension correspondra à l'extrémité basse de l'intervalle.
Haut (V/Vmaximum) = 0.79
Bas (V/Vmaximum) = 0.69
c. Multipliez Vmaximum ( obtenu en étape 5a ) par chacune des valeurs V/Vmax juste obtenu pour obtenir l'intervalle de tension d'utilisation du TEC.
Tension d'utilisation du TEC haute = (Vmax X V/Vmax) = Volts
= 24.6V X 0.7 = 19.4 Volts
Tension d'utilisation du TEC basse = (Vmax X V/Vmax) = Volts
= 24.6V X 0.55 =17.0 Volts
8. Calculez la puissance maximale du TEC.
Multipliez le courant du TEC( d'étape 6) par tension haute du TEC ( d'étape 7c ).
Puissance TEC = 8.25 Ampères X 19.4 Volts = 160 watts
9. Calculez la puissance absorbée dans le refroidissement du TEC.
La puissance que doit absorber le système de refroidissement du TEC est la somme de la charge thermique totale et de la puissance d'entrée du TEC soit ici,
Qh = 66 + 160 = 226 watts.
Conclusion : il faut un bon watercooling pour refroidir le TEC dans l'exemple du T-bird 1.2Ghz !!!
THAT'S ALL FOLKS
[edtdd]--Message édité par librinfo--[/edtdd]
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[*]11/09/2001 | Les vrais, les purs bâtisseurs haïssent la léthargie des forteresses. Bill Gates.
FORUM HardWare.fr
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(35W @1.5G 1.45V et j'utiliserai mon TEC de 118W) 
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