Безразмерная математическая модель термоэлектрического охладителя: режим $\Delta T_{\operatorname{max}}$

Тепловые сопротивления на холодной и горячей стороне оказывают существенное влияние на выходные характеристики термоэлектрических устройств. В работе представлена безразмерная математическая модель термоэлектрического охладителя, позволяющая рассчитывать параметры устройств, такие как оптимальное отношение тепловых сопротивлений на холодной и горячей стороне и оптимальный ток с учетом влияния тепловых сопротивлений. Рассмотрен режим максимального перепада температур $\Delta T_{\operatorname{max}}$. Показано, что оптимальные параметры охладителя для реализации режима $\Delta T_{\operatorname{max}}$ и $Q_{\operatorname{max}}$ отличаются. Для режима $\Delta T_{\operatorname{max}}$ определяющим является влияние теплового сопротивления на горячей стороне, величина оптимального тока в большинстве случаев составляет 0.4–0.7 от максимального для материала при $ZT$ = 1. Показано, что при снижении теплопроводности термоэлектрического материала достигается дополнительное увеличение $\Delta T_{\operatorname{max}}$ охладителя за счет снижения влияния теплового сопротивления на горячей стороне, помимо эффекта от увеличения $ZT$. Аналогичный положительный эффект увеличения $\Delta T_{\operatorname{max}}$ охладителя имеет увеличение высоты ветвей, снижение высоты ветвей сказывается на $\Delta T_{\operatorname{max}}$ отрицательно.