Selección del mejor disipador de calor para TEG (generador termoeléctrico)

Estoy tratando de resolver un acertijo sobre cómo seleccionar el disipador de calor adecuado para mi TEG, pero estoy realmente confundido y perdido con muchas ecuaciones. Aquí está la especificación de mi TEG ( TG12-2.5-01L )

  • Ancho del módulo = 29,972 mm
  • Longitud del módulo = 34,036 mm
  • Altura del módulo = 3,937 mm
  • Temperatura máxima (Tmax) = 250 °C
  • Te = 230 °C
  • Tc = 50 °C
  • Eficiencia = 5,02 %
  • Potencia = 2,71 W
  • Tensión de circuito abierto (Voc) = 9,56 V
  • Resistencia térmica = 3,33 °C/W

Lo que quiero hacer es mantener una diferencia de temperatura de un máximo de 50 °C. Entonces, para hacer esto, necesito tener un buen disipador de calor que irradie el calor en el aire más rápido. Entonces, ¿cómo puedo calcular qué disipador de calor necesito realmente? ¿Qué necesito para calcular esto? ¿Qué disipador de calor es el mejor y cómo sé si es bueno o malo?

Cualquier información relacionada con esto será realmente útil.

Respuestas (1)

La resistencia térmica del módulo es de 3,33 °C/W, lo que significa que a una ΔT de 50 °C, fluirá alrededor de 50/3,33 = 15 W de calor a través del dispositivo.

Lo que debe decidir es cuánto de su ΔT está dispuesto a "desperdiciar" en sus disipadores de calor. En otras palabras, tienes un circuito térmico que consta de tres resistencias en serie:

heat source
     |
     | thermal resistance of "hot side" heatsink
     |
-----------
     |
     | thermal resistance of TEG
     |
-----------
     |
     | thermal resistance of "cold side" heatsink
     |
ambient temperature

Su ΔT general se distribuirá a través de estas resistencias térmicas en proporción a sus valores, al igual que el voltaje se distribuye a través de una serie de resistencias eléctricas en proporción a sus valores.

Si desea, digamos, que el 90 % de su ΔT total aparezca en el TEG, debe seleccionar disipadores de calor que tengan una resistencia térmica inferior al 5 % del valor del propio TEG, o 0,1666 °C/W, y deben ser lo suficientemente grandes para manejar 15 W de flujo de calor.

Tenga en cuenta que los ventiladores en uno o ambos disipadores de calor pueden reducir considerablemente su resistencia térmica general, pero la energía consumida por los ventiladores reducirá su eficiencia eléctrica general, por lo que deberá tenerlo en cuenta. Podría usar un motor de ciclo Stirling para alimentar sus ventiladores directamente del calor, en lugar de usar la electricidad.

Entonces, si la resistencia térmica fuera 10, entonces el flujo de calor sería de 5 W, ¿es mejor que 15 W? Pensé que menos resistencia es mejor el Modelo, ¿me equivoco en esto?
Ingresó una respuesta a mi respuesta como otra respuesta, pero no es así como funciona este sitio. Lo he convertido en una serie de comentarios aquí, donde los responderé individualmente. Si la resistencia térmica es mayor, entonces sí, el flujo de calor será menor, pero esto también significa que obtendrá menos corriente (energía eléctrica) del dispositivo para un delta-T determinado. Recuerde, este dispositivo solo convierte alrededor del 5% de la energía térmica en electricidad. Presumiblemente, "mejor" sería más corriente para un delta-T dado, lo que significaría menos resistencia térmica.
"Dijiste que si quiero el 90 % del ΔT total en TEG, entonces el disipador de calor sería de 0,166 °C/W, ¿cómo calculaste esto?" Los dos disipadores de calor juntos deben sumar menos del 10 % de la resistencia térmica total. Acabo de dividir eso en 5% cada uno, pero puedes elegir de manera diferente.
"Quiero mantener ΔT = 50, ¿es esta la temperatura entre el lado caliente del TEG y el lado frío que es el disipador de calor? Por ejemplo, si Thot = 200, entonces Tcold (Theatsink) = 150, ¿es correcto?" Sí. Si el lado frío de su TEG va a estar considerablemente por encima del ambiente, entonces puede darse el lujo de tener un disipador de calor del lado frío de resistencia relativamente alta.
Gracias por explicarlo. Creo que estoy llegando a algún lado ahora :). ahora estoy tratando de resolver esto, déjame saber si lo estoy haciendo correctamente. Un módulo tiene Re=3,85, Rcs=1, N= 127, Q=44, seebeck=0,049, Tair=50, ΔT=50, Thot=150. Así que ahora calculé Rjc=ΔT/Q=1.13°C/W Rsa=(150-50)/44-Rjc-Rsa = 0.136°C/W (¿es este el disipador de calor requerido para mantener ΔT?) También traté de calcule la potencia de salida como, P= (127*0.049*0.049*50*50)/(4*3.85)= 48.5W ¿es correcto o estoy haciendo algo mal?
Selección del mejor disipador de calor para TEG (generador termoeléctrico)
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