Abstract
A conceptual thermoelectric heat pump(cooling mode) of small capacity is designed. Its performance is investigated through parametric analysis. COP and cooling capacity decease as the ambient temperature increases with ${\mu}$, J, T$\sub$wi/, fixed. To design a system of fixed capacity comes to calculate ${\mu}$ and J when T$\sub$wi/, and T$\sub$a/ are given. As v is fixed by semi-conductor manufacturers, optimum combination of n and I should be searched for ν. Optimum current could be calculated using ${\mu}$-J curve and optimum value of ${\mu}$. COR$\sub$R/ increases as water flow rate increases and T$\sub$a/ decreases. The effect of heat transfer coefficient at hot(heat releasing) side is more significant than that at cold(heat absorbing) side.
열전반도체를 이용한 소형열펌프의 개념 설계를 시도하고, 열역학적인 해석을 통하여 시스템의 성능을 예측하였으며 각 변수들이 시스템에 미치는 영향을 조사하였다. 일정한 조건 즉, $\mu$(=nν), J(=nI) 및 물의 유입 온도(Twi)가 주어졌을 때 대기의 온도 T$_{a}$ 가 증가할수록 성능계수와 냉방용량은 감소한다. 일정 냉방용량의 시스템을 설계하는 문제는 대기 온도와 물의 입구온도가 주어지면 $\mu$, J를 결정하는 문제로 귀결되며 기 제작된 열전소자를 사용한다면 v는 제작할 때 정해지므로 결국 n, ν, I의 최적 조합을 구하는 문제가 된다. 냉방용량 및 물의 온도가 주어졌을 때 $\mu$가 증가할수록 J가 증가하는 경향을 보인다. $\mu$-J 곡선과 최적 $\mu$값으로부터 최적 전류를 계산한다. 냉방 용량이 일정할 때 유량이 증가함에 따라 성능계수가 증가하며 COP$_{R}$ 증가의 경향은 대기온도가 낮을 수록 뚜렷하다. 흡열부보다 방열부의 열전달 계수가 시스템의 성능에 미치는 영항이 크다.