由于硬件的需求，此冷却器(如图六)的尺寸：厚度4.8m，冷面8x8 mm2 ，热面12X12 mm2。由三层半导体材料颗粒堆栈而成，其主要成份为(Bi,Sb)2(Se,Te)3。此冷却器设计的工作温度为热面120-180K范围，而且在其表面可提供超过30K的温降。

(图六) 热电冷却器的结构，此为三层式TEC

(图七) TEC测试架设图(图片来源：参考数据3)

要使用Flow Simulation 求解此工程问题，此冷却器必须以一个梯型角锥实体取代，在热面设定固定温度(温度边界条件)，在冷面给定热流动(热流边界条件)(如图八、图九)。

(图八) Flow Simulation用来分析TEC的模型示意图

(图九) Flow Simulation的设定画面，热面接触的零件设定固定温度Th，冷面接触的零件设定热流动状况Qc。

要在Flow Simulation 中设定TEC，必须在工程数据库中事先定义好各项TEC参数，必要的有4项参数(如本文前面所述)。本范例依照参考数据3提供的参数输入至工程数据库中(图十)。

(图十) 本实例的TEC各项参数。

指定TEC时，选择整个简化的梯型角锥实体，再选择热面像素。在参数中，只需要输入电流量I，并指定已储存于工程数据库中的TEC型号(图十一)。本实例要仿真两种情形，第一种情形是固定Qc值，变动电流I，要知道ΔT与I的结果关系。第二种情形是固定电流I=imax，变动Qc值，要知道ΔT与Qc的结果关系。

(图十一) Flow Simulation中TEC指令的定义画面。选择TEC实体、热面、输入电流值及选择TEC型号。

模拟完成之后，第一种情形结果与实测的比较。如图十二所示，热面与冷面温度降与电流I的关系，使用Flow Simulation模拟的结果与实测值相当符合。

(图十二) ΔT与电流I的结果汇整。对应两个不同的Th。

第二种情形分析结果与实测的比较也相当接近。如图十三所示，在两个不同Th时，ΔT与Qc的关系。

(图十三) ΔT与Qc的结果汇整。对应两个不同的Th。

TEC组件经常用一个无因次的效能系数 COP (coefficient of performance) ，其定义如下：

其中Ｐin为冷却器的功率损耗，Ｑc及Ｑh分别为冷面及热面的热流量。COP与ΔT的结果汇整如图十四所示。

(图十四)COP与ΔT的结果汇整。对应两个不同的Th。

最后，我们可以藉由这些模拟结果知道Flow Simulation对于热电冷却器在不同的电流及温度下，可以精确计算出热现象。(本文完)

参考数据

1. 维基百科(http://zh.wikipedia.org/)
 http://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_cooling
 http://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect
2. Peltier Device Information Directory Website (http://www.peltier-info.com/index.html)
3. Yershova, L., Volodin, V., Gromov, T., Kondratiev, D., Gromov, G., Lamartinie, S., Bibring, J-P., and Soufflot, A.: Thermoelectric Cooling for Low Temperature Space Environment. Proceedings of 7th European Workshop on Thermoelectrics, Pamplona, Spain, 2002.
4. SolidWorks Flow Simulation 2010 Technical Reference