ペルチェ・熱電変換 戻る EN | ZH
Thermoelectric

ペルチェ素子・熱電変換計算機

冷却モード(Qc・COP・ΔTmax)とゼーベック発電モードの両方を計算。Bi₂Te₃・PbTe・SiGe材料データベース搭載。ZT・最適電流をリアルタイム導出。

パラメータ設定
材料プリセット
電流 I 3.00 A
高温側 Th 330 K
低温側 Tc 300 K
ゼーベック係数 α 200 μV/K
電気抵抗 R 1.00 Ω
熱コンダクタンス K 0.50 W/K
Qc 冷却熱量 [W]
P_in 投入電力 [W]
COP
ΔT_max [K]
ZT 性能指数
最適電流 I_opt [A]

熱電変換理論

冷却モード(ペルチェ効果):

$$Q_c = \alpha T_c I - \frac{1}{2}I^2 R - K(T_h - T_c)$$ $$\text{COP} = \frac{Q_c}{P_{in}},\quad P_{in} = \alpha I \Delta T + I^2 R$$

性能指数: $Z = \dfrac{\alpha^2}{RK}$, $ZT_{avg} = Z \cdot \dfrac{T_h+T_c}{2}$

最大温度差: $\Delta T_{max} = \dfrac{1}{2}ZT_c^2$

発電効率(ゼーベック): $\eta = \dfrac{\Delta T}{T_h} \cdot \dfrac{M-1}{M + T_c/T_h}$, $M = \sqrt{1+ZT}$

応用: TEC(熱電冷却器)モジュール選定、廃熱発電(TEG)効率評価、宇宙機RTG(放射性同位体熱電発電機)の設計概算に活用。

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