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Appunti su aria condizionata termoelettrica per veicoli (TE-HVAC o TEAC)

Posted in auto elettriche, hardware by jumpjack on 30 dicembre 2018

Thermo-Electric Heating, Ventilation and Air Conditioning

  1. Experimental validation of the optimum design of automotive air-to-air thermoelectric air conditioner (TEAC) – Alaa Attar, HoSung Lee, Sean Weera
  2. “Vehicular Thermoelectric Applications Session – DEER 2009” – John W Fairbanks – Department of Energy – Vehicle Technologies – Washington, D.C. – August 5, 2009: “total cooling power required to cool the zone of a single occupant is around 630 W while 3.5 to 4.5 kW is needed to cool the entire cabin”
  3. Modeling a Thermoelectric HVAC System for Automobiles,” Journal of Electronic Materials, vol. 38, no. 7, pp. 1093-1097, 2009: “For ambient temperatures of 25°C and 30°C, the conventional auto HVAC system has cooling capacity of five times higher than the thermoelectric HVAC system at the same input power”
  4. Design and Analysis of a Thermoelectric HVAC System for Passenger Vehicles” SAE International, Vols. 2010-01-0807, 2010.”, D. C. D. a. L. J. Wang – Esperimento con 6 celle peltier da 48W l’una (tot 288W): temperatura dell’abitacolo abbassata a 7°C!
  5. Thermoelectric Air Cooling For Cars” – Manoj S. Raut, Dr.P. V. Walke  (grande quantità di dati numerici e formule)

Dalla ricerca 5:

  • Calore specifico aria a 30°C: 1007 J/KgK
  • Densità aria: 1.164 kg/m3
  • Volume abitacolo: 1m3 –> 1.164 kg
  • Temperatura interna: 23°C
  • Temperatura esterna: 30°C
  • Differenza temperatura: 7°C

Per abbassare di 7°C la temperatura dell’aria che esce da un “raffreddatore termoelettrico” di 0.0054128 cm2 di diametro alla velocità di 5 m/s (=0.027064 m3/s = 97 m3/h) servono 222W di “potenza raffreddante” (Qc):

P = m * C * DeltaT

  • m= massa d’aria per secondo = rho * volume/secondo = 1.164 * 0.0270640.031502496 [kg/s]
  • C = calore specifico aria
  • DeltaT = Differenza di temperatura ingresso/uscita

P = 0.031502496 * 1007 * 7 = 222 W

L’autore usa 6 celle di peltier “TEC1-12704” in “disposizione mista serie/parallelo”, ognuna con potenza raffreddante minima di 36W alimentata a  15.4V/4.1A/63.14W (quindi 1:1.75 circa), ma a 12V assorbe invece 3.2A/38.4W

 

Questi i grafici presi da alcune schede tecniche:

Schede tecniche:

 

 

 

 

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