Peltierov element je poseban termoelektrični pretvarač koji radi po istoimenom Peltierovom principu - pojava temperaturne razlike pri dovodu električne struje. IN engleski jezik najčešće se naziva TEC, što znači termoelektrični hladnjak.

Kako funkcioniše Peltierov element?

Rad Peltierovog elementa zasniva se na kontaktu dva provodna materijala koji imaju različite nivoe energije elektrona u vodljivom pojasu. Kada se električna struja dovede kroz takvu vezu, elektron dobija visoku energiju, da bi se zatim prešao u provodni pojas više energije drugog poluprovodnika. U trenutku apsorpcije ove energije, područje hlađenja provodnika se hladi. Ako struja teče u suprotnom smjeru, to dovodi do zagrijavanja kontaktne točke i uobičajenog toplinskog efekta.

Ako na jednoj strani postoji dobra disipacija topline, na primjer, kada se koriste radijatorski sistemi, onda hladna strana može pružiti vrlo nisku temperaturu, koja će biti desetine stupnjeva niža od temperature okolnog svijeta. Veličina struje je proporcionalna stepenu hlađenja. Ako promijenite polaritet električne struje, tada strane (tople i hladne) jednostavno mijenjaju mjesta.

U kontaktu s metalnom površinom, Peltierov element postaje toliko mali da ga je gotovo nemoguće primijetiti na pozadini omskog zagrijavanja i drugih učinaka toplinske provodljivosti. Zato se u praksi koriste dva poluprovodnika.

Broj termoparova može biti vrlo raznolik - od 1 do 100, zbog čega je moguće izraditi Peltierov element s gotovo bilo kojim rashladnim kapacitetom.

Praktična upotreba

Danas, Peltierovi elementi aktivno se koristi za:

1. hladnjaci;
2. klima uređaji;
3. Hladnjaci automobila;
4. hladnjaci vode
5. PC video kartice;

Peltierov element se široko koristi u različitim rashladnim sistemima, uključujući frižidere i klima uređaje. Njegova sposobnost da postigne vrlo niske temperature čini ga odličnim rješenjem za hlađenje električnih uređaja ili tehničke opreme koja je izložena toplini. Danas programeri koriste Peltierove elemente u akustičnim i zvučnim sistemima, gdje djeluju kao obični hladnjak. Odsustvo intenzivnih zvukova čini proces hlađenja gotovo tihim, što je odlična prednost elementa.

Danas je ova tehnologija vrlo popularna zbog svoje vrlo snažno odvođenje toplote. Osim toga, moderni Peltier elementi imaju vrlo kompaktne dimenzije, a njihovi radijatori su u stanju dugo vremena održavati željenu temperaturu. Još jedna prednost Peltierovih elemenata je njihova izdržljivost, jer... sastoje se od čvrstih, stacionarnih elemenata, što smanjuje vjerovatnoću kvarova. Dizajn najčešćeg tipa izgleda vrlo jednostavno i uključuje dva bakrena vodiča s kontaktima i spojnim žicama, kao i izolacijski element koji je izrađen od nehrđajućeg čelika ili keramičkih materijala.

S obzirom na jednostavnost dizajna, napraviti Peltierov element vlastitim rukama kod kuće uopće nije teško. Može se koristiti za frižidere ili druge uređaje. Prije početka rada potrebno je pripremiti dvije metalne ploče i ožičenje s kontaktima. U početku pripremite provodnike koje je potrebno ugraditi u podnožje elementa. U pravilu se koriste provodnici s oznakom "PP".

Također je vrijedno unaprijed voditi računa o poluvodičima na izlazu. Oni će se koristiti za prijenos topline na gornju ploču. Tokom instalacije koristite lemilicu. U završnoj fazi morate spojiti dvije žice. Prvi je instaliran na bazi i čvrsto pričvršćen u blizini krajnjeg provodnika. Važno je osigurati da se eliminiše svaki kontakt sa pločom.

Drugi provodnik je pričvršćen na vrhu. Pričvršćen je na isti način kao i prvi - na krajnji provodnik. Da biste provjerili funkcionalnost uređaja, trebali biste koristiti tester. Jednostavno spojite dvije žice na uređaj i provjerite napon. Odstupanje napona će biti biti negdje oko 23 V.

Kako napraviti Peltier elemente za frižider?

Peltier elementi za frižider, uradi sam, se takođe lako i brzo prave. Prva stvar koju trebate uzeti u obzir prije rada je materijal ploče. To mora biti izdržljiva keramika. Što se tiče konduktera, potrebno ih je pripremiti najmanje 20 komada, što će omogućiti postizanje maksimalne temperaturne razlike. Pravilnim proračunom efikasnost se može povećati za 70%.

Mnogo ovisi o snazi ​​opreme koja se koristi. Ako hladnjak radi na bazi tekućeg freona, tada nikada neće biti problema sa napajanjem. Peltierov element, koji je izrađen ručno, ugrađuje se neposredno uz isparivač koji se ugrađuje zajedno sa motorom. Za takvu instalaciju morat ćete nabaviti najstandardniji set alata i brtvila. Oni će se primijeniti na element modela sa startnog releja. Uz ovo rješenje, hlađenje u donjem dijelu uređaja će se odvijati mnogo brže.

Vrijedno je zapamtiti da prije nego što vlastitim rukama napravite Peltierov element za hladnjak, morate se opskrbiti dovoljnim brojem električnih vodiča. Kako bi se postigla razlika u temperaturama pri razvoju elementa vlastitim rukama, koristite najmanje 16 žica. Obavezno im obezbijedite kvalitetnu izolaciju i tek onda ih spojite na kompresor. Nakon što se uvjerite da je veza između žica pouzdana i sigurna, možete nastaviti s njihovim povezivanjem. Nakon završetka instalacije, ponovo provjerite jačinu graničnog napona pomoću testera. Ako je rad elementa poremećen, to će prvo uticati na termostat. Ponekad dođe do kratkog spoja.

Pored frižidera, Peltier elementi se aktivno koriste i u automobilskim hladnjacima. Napravite kvalitetan frižider za auto Da to uradite sami je takođe prilično jednostavno. Da biste to učinili, morate pronaći dobru keramičku ploču debljine najmanje 1,1 milimetar. Žice moraju biti nemodularne. Kao provodnike, najbolje je koristiti bakrene žice sa propusnim opsegom ne manje od 4 Ampera.

S tim u vezi, maksimalno odstupanje temperature dostići će deset stepeni, što se smatra normalnim. U čestim slučajevima koriste se provodnici sa oznakom “PR20” koji su se uspjeli izdvojiti maksimalnom pouzdanošću i stabilnošću rada. Osim toga, pogodni su za razne vrste kontakti. Prilikom spajanja uređaja na kondenzator, trebali biste koristiti lemilicu.

Kako napraviti Peltierov element za hladnjak pitke vode?

Hladnjak za pitku vodu je veoma važan i neophodan uređaj koji blagovremeno hladi ili zagrijava vodu za piće. To ubrzati proces hlađenja, možete primijeniti Peltierov element. Možete ga napraviti jednostavno kao za frižider ili hladnjak za automobil:

• Kao ploču treba koristiti isključivo keramičku površinu.
• Uređaj koristi najmanje 12 vodiča koji mogu izdržati visok otpor.
• Za povezivanje morate koristiti dvije žice (po mogućnosti bakrene). Element je instaliran na dnu hladnjaka. Osim toga, može doći u kontakt s poklopcem uređaja. Ali kako bi se spriječilo moguće kratki spojevi pričvrstite sve žice na rešetku ili kućište.

DIY Peltier element za klima uređaje

Ako govorimo o Peltier elementu za klima uređaje, onda se on može napraviti samo od provodnika "PR12". Činjenica je da ovaj tip vodiča može dobro podnijeti abnormalne temperature i može isporučiti napon do 23V. Otpor bi trebao fluktuirati unutar 3 oma. Maksimalne temperaturne razlike će dostići 10 stepeni, a efikasnost će biti 65 odsto. Potrebni kondukteri poredati.

Vrijedi napomenuti da Peltierov element može poslužiti kao hladnjak za video karticu ličnog računara. Za izradu hladnjaka potrebno je uzeti 14 vodiča, po mogućnosti od bakra. Da biste spojili Peltierov element na PC video karticu, trebate koristiti nemodularni provodnik. Sam uređaj je montiran pored ugrađenog hladnjaka na video kartici. Za pričvršćivanje možete koristiti male metalne kutove, a za pričvršćivanje obične matice.

Ako primijetite intenzivne zvukove ili druge neprirodne zvukove tijekom rada, vrijedi provjeriti funkcionalnost ožičenja i pregledati svaki vodič.

Prvi put sam naišao na Peltierove elemente (PE) prije nekoliko godina kada sam razvijao uređaj za hlađenje vodom u akvarijumu. Danas su elektronički uređaji postali još dostupniji, a opseg njihove primjene značajno je proširen. Na primjer, u rashladnim uređajima za vodu, koji se često mogu naći u kancelarijama, koriste se ES. Tu su u obliku kvadrata 4x4 cm (sl. 2)Koristeći specijalnu termalnu pastu i zatezne šrafove, oni se učvršćuju između hladnjaka za hlađenje i tijela rezervoara za vodu, "hladne" površine za rezervoar. Drugi EP su takođe česti.

Rice. 2 Peltierov element

Osnova rada Peltierov element leži efekat koji je otkrio francuski časovničar Jean Peltier. Godine 1834. Peltier je otkrio da kada jednosmerna struja u krugu koji se sastoji od različitih vodiča, toplina se apsorbira ili oslobađa na kontaktnim točkama (spojovima) vodiča (ovisno o smjeru struje). Stepen ispoljavanja ovog efekta u velikoj meri zavisi od materijala odabranih vodiča i proporcionalan je struji koja prolazi. Peltierov element je reverzibilan. Ako na njega primijenite temperaturnu razliku, struja će teći u krugu.

Klasična teorija objašnjava Peltierov fenomen činjenicom da se elektroni koji se prenose strujom s jednog metala na drugi ubrzavaju ili usporavaju unutarnjom kontaktnom razlikom potencijala između metala. U prvom slučaju, kinetička energija elektrona raste, a zatim se oslobađa kao toplina. U drugom slučaju kinetička energija elektrona se smanjuje, a ovaj gubitak energije se nadoknađuje zbog termičkih vibracija atoma drugog vodiča. Kao rezultat, dolazi do hlađenja.

Peltierov efekat je najizraženiji pri upotrebiformiranje poluprovodnika (p- i n-tip provodljivosti). Ovisno o smjeru električne struje kroz p-n spojeve, zbog interakcije naboja predstavljenih elektronima (n) i rupama (p), i njihove rekombinacije, energija se apsorbira ili oslobađa.

Rice. 3 Peltierov efekat

U osnovi rada leži Peltierov efekat termoelektrični modul(TEM). Jedan element TEM-a je termopar, koji se sastoji od jednog provodnika p-tipa (grana) i jednog provodnika n-tipa. Kada je nekoliko takvih termoparova spojeno u seriju, toplina (Q c) se apsorbira na kontaktu tip n-p, istaknut na kontaktu p-n tip(Q h). Kao rezultat toga, zagrijavanje (T h) ili hlađenje (T c) se javlja u dijelu poluvodiča koji je neposredno uz pn spoj(Sl.3), i temperaturna razlika (AT=T h -T c) nastaje između njegovih strana: jedna ploča se hladi, a druga zagrijava. Tradicionalno, strana na koju su žice pričvršćene je vruća i prikazana je na dnu.

Rice. 4

Termoelektrični modul je skup takvih termoparova (slika 4),obično su međusobno povezani serijski sa strujom i paralelno sa toplotnim tokom. Termoparovi se postavljaju između dvije keramičke ploče (sl. 5).Grane su zalemljene na bakrene vodljive jastučiće (vrhove), koji su pričvršćeni na posebnu keramiku koja provode toplinu, na primjer, oksid

Rice. 5 Peltier termoelektrični modul

aluminijum Broj termoparova može varirati u velikoj mjeri (od nekoliko jedinica do nekoliko stotina), što omogućava stvaranje TEM-a s rashladnom snagom od desetinki vata do stotina vati. Bizmut telurid ima najveću termoelektričnu efikasnost među industrijski korišćenim materijalima, kojima se dodaju posebni aditivi (selen i antimon) za dobijanje potrebnih parametara tipa i provodljivosti.

Rice. 6

Tipičan modul (slika 6)pruža značajnu temperaturnu razliku od nekoliko desetina stepeni. Uz odgovarajuće prisilno hlađenje grejne površine, druga rashladna površina omogućava postizanje negativnih temperatura. Za povećanje temperaturne razlike moguće je kaskadno povezivanje Peltierovih termoelektričnih modula (slika 7)istovremeno osiguravajući dovoljno hlađenje. Rashladni uređaji bazirani na Peltierovim modulima često se nazivaju “aktivni Peltier hladnjaci” ili jednostavno “Peltier hladnjaci”.

Rice. 7, kaskadno spajanje Peltierovih termoelektričnih modula

Upotreba Peltierovih modula u aktivnim hladnjacima čini ih efikasnijim od standardnih hladnjaka baziranih na radijatorima i ventilatorima. Međutim, u procesu projektovanja i korišćenja hladnjaka sa Peltier modulima potrebno je uzeti u obzir niz specifičnosti koje proizilaze iz dizajna modula i njihovog principa rada.

Snaga Peltierovog modula je od velike važnosti, što u pravilu ovisi o njegovoj veličini. Modul male snage neće osigurati potrebno hlađenje, što može dovesti do prekida rada zaštićenog elementa zbog njegovog pregrijavanja. Međutim, korištenje modula previsoke snage može uzrokovati pad temperature rashladnog radijatora

Rice. 8, aktivni hladnjak, baziran na Peltier poluvodičkom modulu

nivo kondenzacije vlage iz vazduha, što je opasno za elektronske uređaje. Peltier moduli stvaraju relativno veliku količinu toplote tokom rada. Iz tog razloga, trebali biste koristiti snažan ventilator kao dio hladnjaka. Na sl.8prikazuje aktivni hladnjak koji koristi Peltier poluvodički modul.

Napon koji se dovodi do modula određen je brojem parova grana u modulu. Najčešći su moduli sa 127 para, maksimalni napon za koji je približno 16 V. Ali ovi moduli se obično napajaju naponom napajanja od 12 V, tj. približno 75% Umax. U većini slučajeva, ovaj izbor napona napajanja je optimalan: omogućava dovoljnu snagu hlađenja uz prihvatljivu efikasnost. Kada se napon napajanja poveća iznad 12 V, povećanje snage hlađenja je zanemarivo, ali se potrošnja energije naglo povećava. Kako se napon napajanja smanjuje, efikasnost raste jer se i kapacitet hlađenja smanjuje, ali linearno.

Tabela 1 Peltierov element, karakteristike

Tip modula			Karakteristike
	I max ,A	U max ,B	Q max ,W		Dimenzije, mm
A-TM8.5-27-1.4		| 15,4	72,0		40x40x3.7
A-TM8.5-127-1.4HR1		15,4	72,0		40x40x3.4
A-TM8.5-127-1.4HR2		15,4	72,0		140x40x3.7
A-TMb.0-127-1.4		15,4	53,0		40x40x4.2
A-TM6,0-127-1.4HR1		15,4	53,0		40x40x3.8
A-TM6,0-127-1,4HR2		15,4	53,0		40x40x4.2
A-TMZ,9-127-1.4		15,4	35,0		40x40x5.1
A-TMZ,9-127-1.4HR1		15,4	35,0		40x40x4.8
A-TMZ,9-127-1.4HR2		15,4	35,0		40x40x5.1
A-TM3.9-127-1.4		15,4	34,0		30x30x3.9
A-TMZ,9-127-1.4HR1		15,4	34,0		30x30x3.9
A-TMZ,9-127-1.4HR2		15,4	34,0		30x30x3.9
A-TM37.5-49-3.0	37,5		130,0		40x40x4.3
A-TM37.5-49-3.0HR1i		15,4	72,0		40x40x4.3
A-TM6.0-31-1.4		3,75	12,5		20x20x4.2
A-TM6,0-31-1,4HR1		3,75	12,5		20x20x4.2

Bilješka: Moduli sa oznakama HR1 i HR2 odlikuju se povećanom pouzdanošću.

Za module sa različitim brojem parova grana (osim 127), napon se može odabrati po istom principu: 75% od U max, ali je potrebno uzeti u obzir karakteristike određeni uređaj, prije svega, uvjeti odvođenja topline sa vruće strane i mogućnosti napajanja. Na primjer, preporučuje se napajanje modula serije DRIFT (199 termoelektričnih parova) naponom od 12 do 18 V.

Za vrijeme rada važan je pouzdan termički kontakt između izmjenjivača topline i radijatora, tako da je TEM osiguran toplotno provodljivom pastom (na primjer, KPT-8). Ako ne postoji posebna termalna pasta, možete uspješno koristiti farmakološka sredstva kupljena u ljekarni, na primjer, Lassari pastu ili salicilno-cink pastu.

Budući da maksimalna temperatura na vrućoj strani TEM-a dostiže +80°C (u visokotemperaturnim hladnjakima od Supercool-a - +150°C), važno je da se ED pravilno hladi. Vruća površina TEM-a treba da bude okrenuta prema radijatoru, na čijoj drugoj strani je ugrađen ventilator za hlađenje (struj vazduha se usmerava iz radijatora). Ventilator i TEM su, u skladu sa polaritetom, povezani na izvor napajanja, koji može biti jednostavan kao step-down transformator, diodni ispravljač i kondenzator za izravnavanje oksida. Ali talasanje napona napajanja ne bi trebalo da prelazi 5%, inače se efikasnost TEM-a smanjuje. Bolje je da se ventilator i TEM kontrolišu elektronski uređaj na bazi komparatora i temperaturnog senzora. Čim temperatura hlađenog objekta poraste iznad postavljenog praga, hladnjak i ventilator se automatski uključuju i hlađenje počinje. Stepen hlađenja (ili grijanja) je proporcionalan struji koja prolazi kroz TEM, što omogućava regulaciju temperature „serviranog“ objekta sa velikom preciznošću.

Termoelektrični moduli su zapečaćeni, tako da se mogu koristiti čak iu vodi. KeramikaPovršina TEM-a je polirana, a na lamele (vodove) su zalemljene crne (“-”) i crvene (“+”) žice. Ako je TEM (Sl. 2) postavljen tako da su provodnici okrenuti prema sebi tako da je crna žica lijevo, a crvena žica desno, na vrhu će biti hladna strana, a dolje vruća strana. Označavanje se obično nanosi na vruću stranu.

Tabela 2

Temperatura ekspozicije, 0C	Mjesto udara (strana 1 ili 2)*	Vrijeme ekspozicije, sec	Otpor (nakon vremena izlaganja), kOhm
		Trajno
Grijanje na upaljač
Grijanje na upaljač**			>2000
5 (u frižideru)
20 (na otvorenom zimi)
36 nakon hlađenja u frižideru (-5)
36 nakon hlađenja napolju (-20)
100 (kipuće vode)
Ložište ruske peći (otvoreni plamen)			0,06

napomene:

* - strana 1 - strana sa oznakama, strana 2 - obrnuta strana (u odnosu na oznake).

** Kada se stražnja strana zagrijavala 4 s upaljačem s otvorenim plamenom koji je dodirnuo površinu utikača, na terminalima je zabilježena struja od 200 μA.

Najpopularniji tipovi Peltierovih modula su jednostepeni moduli sa maksimalnom snagom do 65 W (12 V) i 172 W (24 V). Oznake modula dešifriraju se na sljedeći način: prvi broj je broj termoparova u modulu, drugi je širina stranica grane (u mm), treći je visina grane (u mm) . Na primjer, TV-127-1.4-1.5 je modul koji se sastoji od 127 pari termoelektričnih grana, čije su dimenzije 1,4x1,4x1,5 mm. Dimenzije modula su 40x40 mm, debljina oko 4 mm. Standardni jednostepeni moduli su dostupni sa maksimalnim snagama do 70 W (12 V) i 172 W (24 V). Dati su tipični TEM parametri Tabela 1.

Tabela 3 Parametri termoelektričnog generatora

Rice. 9 termoelektrični generator

U eksperimentima s TEM-om provjerio sam promjenu njegovog otpora u različiti načini rada. M830 tester je spojen na terminale (lamele) modula u modu mjerenja otpora. Rezultati su sažeti u tabeli 2.Pri izlaganju temperaturi većoj od sobne na strani TEM-a sa oznakama, njegov otpor se smanjio, na poleđini se proporcionalno povećao (redovi 2 i 3 tabele pokazuju reakciju na dodir površine TEM-a ivicom dlana, temperatura je naznačena na približno 36°C).

Razmatrati reverzibilnost Peltierovih elemenata, na njihovoj osnovi moguće je razvijati izvore napajanja. Na primjer, termoelektrični generator“V25-12(M)” kompanije “Kryotherm” (Sl. 9) omogućava punjenje baterija mobilnih telefona, digitalnih fotoaparata, gledanje TV-a, rad na laptopu duže vrijeme, itd. Jedini uslov je da vam je potrebna grijana površina dimenzija 20x25 cm. Parametri generatora su dati V Tabela 3.

A. Kashkarov.

Peltierov element je termoelektrični pretvarač koji stvara temperaturnu razliku na svojim površinama kada teče električna struja. Princip rada zasniva se na Peltierovom efektu - nastajanju temperaturne razlike na mjestu kontakta provodnika pod utjecajem električne struje.

Dizajn i princip rada Peltierovog elementa.

Mislim da samo stručnjaci za fiziku mogu razumjeti kako Peltierov element zapravo funkcionira. Za praktičare, glavna stvar je da postoji minimalna modulska jedinica - termoelement, koji se sastoji od dva povezana vodiča p i n tipa.

Kada struja prolazi kroz termoelement, toplota se apsorbuje na n-p kontaktu, a toplota se oslobađa na p-n kontaktu. Kao rezultat toga, dio poluvodiča uz n-p spoj će se ohladiti, a suprotni dio će se zagrijati. Ako obrnete polaritet struje, onda obrnuto, n-p dio će se zagrijati, a suprotni dio će se ohladiti.

Postoji i suprotan efekat. Kada se jedna strana termoelementa zagreje, struja.

Za praktična primjena Energija apsorpcije toplote jednog termoelementa nije dovoljna. Termoelektrični modul koristi mnogo termoparova. Električno su spojeni u seriju. A dizajn je takav da se prijelazi za hlađenje i grijanje nalaze na različitim stranama modula.

Termoparovi se postavljaju između dvije keramičke ploče. Povezani su bakrenim sabirnicama. Broj termoparova može doseći nekoliko stotina. Snaga modula ovisi o njihovom broju.

Temperaturna razlika između tople i hladne strane Peltierovog modula može doseći 70 °C.

Morate razumjeti da Peltier termoelektrični modul smanjuje temperaturu jedne strane u odnosu na drugu. One. Da bi hladna strana imala nisku temperaturu, potrebno je ukloniti toplinu sa vruće površine, smanjujući njenu temperaturu.

Za povećanje temperaturne razlike moguće je serijsko (kaskadno) povezivanje modula.

Aplikacija.

Koriste se Peltier termoelektrični moduli:

• u malim kućnim i automobilskim frižiderima;
• u rashladnim uređajima za vodu;
• u rashladnim sistemima elektronskih uređaja;
• u termoelektričnim generatorima.

Napravio sam ga koristeći Peltierov element.

Prednosti i nedostaci Peltierovih modula.

Nekako je pogrešno porediti Peltierove elemente sa rashladnim jedinicama kompresora. Uopšte različitih uređaja– veliki mehanički sistem sa kompresorom, gasom, tečnošću i malom poluprovodničkom komponentom. I nema se sa čime porediti. Stoga su prednosti i nedostaci Peltierovih modula vrlo relativan koncept. Postoje područja u kojima nisu zamjenjivi, au drugim slučajevima njihova upotreba je potpuno nepraktična.

Prednosti Peltierovih elemenata uključuju:

• odsustvo mehanički pokretnih dijelova, plinova, tekućina;
• tihi rad;
• male veličine;
• sposobnost hlađenja i grijanja;
• Mogućnost glatke regulacije snage hlađenja.

Nedostaci:

• niska efikasnost;
• potreba za izvorom struje;
• ograničen broj start-stopova;
• visoka cijena moćnih modula.

Parametri Peltierovih elemenata.

• Qmax(W) – kapacitet hlađenja, sa maksimalnom dozvoljenom strujom i temperaturnom razlikom između tople i hladne strane jednakom 0. Smatra se da se sva toplotna energija dovedena na hladnu površinu trenutno prenosi na vruću površinu bez gubitka.
• Delta Tmax(deg) - maksimalna temperaturna razlika između površina modula u idealnim uslovima: temperatura tople strane je 27 °C, a hladna strana sa nultim prenosom toplote.
• Imax(A) – struja koja daje temperaturnu razliku delta Tmax.
• Umax(V) – napon, pri struji Imax i temperaturna razlika delta Tmax.
• Otpor(Ohm) – otpornost modula na jednosmernu struju.
• COP(Coefficient Of Performance) – koeficijent, odnos snage hlađenja i električne energije koju modul troši. One. privid efikasnosti. Obično 0,3-0,5.

Operativni zahtjevi za Peltierove elemente.

Peltierovi moduli su hiroviti uređaji. Njihova upotreba je povezana s nizom zahtjeva, nepoštovanje kojih dovodi do degradacije ili kvara modula i smanjenja efikasnosti sistema.

• Moduli stvaraju značajnu količinu topline. Za rasipanje toplote mora se ugraditi odgovarajući radijator. inače:
  • Nije moguće postići željenu temperaturu hladne strane jer... Peltierov element smanjuje temperaturu relativno vruće površine.
  • Dozvoljeno zagrijavanje tople strane je obično + 80 °C (u primjenama na visokim temperaturama do 150 °C). One. modul može jednostavno otkazati.
  • At visoke temperature kristali modula degradiraju, tj. efikasnost i vijek trajanja modula su smanjeni.
• Bitan pouzdan termički kontakt modula sa radijatorom za hlađenje.
• Napajanje za modul mora osigurati struja sa talasima ne većim od 5%. Pri većem pulsirajućem nivou, efikasnost modula će se smanjiti, prema nekim podacima, za 30-40%.
• Nije dozvoljeno koristiti relejne regulatore za upravljanje Peltierovim elementom. To će dovesti do brze degradacije modula. Svako uključivanje i isključivanje uzrokuje degradaciju poluvodičkih termoparova. Zbog naglih temperaturnih promjena između ploča modula nastaju mehanička naprezanja na spojevima s poluvodičima. Proizvođači Peltierovih elemenata standardiziraju broj start-stop ciklusa modula. Za kućne module to je oko 5000 ciklusa. Regulator releja će onemogućiti Peltierov modul za 1-2 mjeseca.
• Osim toga, Peltierov element ima visoku toplinsku provodljivost između površina. Kada se isključi, toplota sa radijatora tople strane će se prenositi kroz modul na hladnu stranu.
• Neprihvatljivo, za regulaciju snage na Peltierovom elementu, koristite PWM modulaciju.
• Kako bi Peltierov element trebao biti napajan iz izvora struje ili napona? Obično se koristi izvor napona. Lakše je implementirati. Ali strujno-naponska karakteristika Peltierovog modula je nelinearna i strma. One. Uz malu promjenu napona, struja se značajno mijenja. Osim toga, karakteristika se mijenja kada se promijeni temperatura površine modula. Moramo stabilizirati snagu, tj. proizvod struje kroz modul i napona na njemu. Kapacitet hlađenja Peltierovog elementa je direktno povezan sa električnom energijom. Naravno, za ovo je potreban prilično složen regulator.
• Napon modula ovisi o broju termoparova u njemu. Najčešće je to 127 termoparova, što odgovara naponu od 16 V. Programeri elemenata Preporučuje se napajanje do 12 V, ili 75% Umax. Ovaj napon osigurava optimalnu efikasnost modula.
• Moduli su hermetički zatvoreni i mogu se koristiti čak iu vodi.
• Polaritet modula je označen bojama žica - crna i crvena. Obično se crvena (pozitivna) žica nalazi na desnoj strani, u odnosu na hladnu stranu.

Razvio sam frižider koji ispunjava sve ove zahteve. on:

• Proizvodi snagu za Peltierov element sa talasima ne većim od 2%.
• Stabilizira električnu snagu na modulu, tj. proizvod struje i napona.
• Osigurava nesmetano aktiviranje modula.
• Regulacija temperature se odvija po principu analognog upravljanja, tj. glatka promjena snage na Peltierovom elementu.
• Regulator je dizajniran za frižider, tako da matematika kontrolera uzima u obzir inerciju hlađenja vazduha u komori.
• Omogućuje modulsku kontrolu temperature vruće strane i kontrolu ventilatora.
• Ima visoku efikasnost i široku funkcionalnost.

Termoelektrični Peltier modul TEC1-12706.

Ovo je najčešći tip Peltierovog elementa. Koristi se u mnogim kućanskih aparata. Nije skupo, sa dobrim parametrima. Dobra opcija za proizvodnju hladnjaka male snage, hladnjaka za vodu itd.

Predstavljam karakteristike modula TEC1-12706 prevedene na ruski jezik iz dokumentacije proizvođača - HB Corporation.

Tehnički parametri TEC1-12706.

Grafičke karakteristike.

0 Kategorija: . Možete ga označiti.

Rashladna oprema je toliko ušla u naše živote da je teško i zamisliti kako bismo mogli živjeti bez nje. Ali klasični dizajni rashladnog sredstva nisu prikladni za mobilnu upotrebu, na primjer, kao putna rashladna torba.

U tu svrhu koriste se instalacije u kojima se princip rada zasniva na Peltier efektu. Hajde da ukratko porazgovaramo o ovom fenomenu.

Šta je to?

Ovaj izraz se odnosi na termoelektrični fenomen koji je 1834. otkrio francuski prirodnjak Jean-Charles Peltier. Suština efekta je oslobađanje ili apsorpcija topline u području gdje su u kontaktu različiti provodnici kroz koje prolazi električna struja.

U skladu s klasičnom teorijom, postoji sljedeće objašnjenje za pojavu: električna struja prenosi elektrone između metala, koji mogu ubrzati ili usporiti njihovo kretanje, ovisno o kontaktnoj potencijalnoj razlici u provodnicima od različitih materijala. U skladu s tim, s povećanjem kinetičke energije, ona se pretvara u toplinsku energiju.

Na drugom provodniku se uočava obrnuti proces koji zahtijeva dopunu energije, u skladu sa osnovnim zakonom fizike. To se događa zbog termičkih vibracija, koje uzrokuju hlađenje metala od kojeg je napravljen drugi provodnik.

Savremene tehnologije omogućavaju proizvodnju poluvodičkih elemenata-modula sa maksimalnim termoelektričnim efektom. Ima smisla ukratko govoriti o njihovom dizajnu.

Dizajn i princip rada

Moderni moduli su konstrukcija koja se sastoji od dvije izolacijske ploče (obično keramičke), između kojih se nalaze serijski povezani termoparovi. Pojednostavljeni dijagram takvog elementa može se naći na donjoj slici.

Oznake:

• A – kontakti za povezivanje na izvor napajanja;
• B – vruća površina elementa;
• C – hladna strana;
• D – bakarni provodnici;
• E – poluprovodnik na bazi p-spoja;
• F – poluprovodnik n-tipa.

Dizajn je napravljen na način da je svaka strana modula u kontaktu ili p-n ili n-p prelazi(u zavisnosti od polariteta). Kontakti p-n zagrejati, n-p – ohladiti (vidi sliku 3). Shodno tome, na stranama elementa dolazi do temperaturne razlike (DT). Posmatraču će ovaj efekat izgledati kao prijenos toplinske energije između strana modula. Važno je napomenuti da promjena polariteta napajanja dovodi do promjene toplih i hladnih površina.

Rice. 3. A – vruća strana termoelementa, B – hladna strana

Specifikacije

Karakteristike termoelektričnih modula opisuju se sljedećim parametrima:

• kapacitet hlađenja (Q max), ova karakteristika se određuje na osnovu maksimalno dozvoljene struje i temperaturne razlike između strana modula, mjerene u vatima;
• maksimalna temperaturna razlika između strana elementa (DT max), parametar je dat za idealne uslove, jedinica mere je stepeni;
• dozvoljena struja potrebna za osiguranje maksimalne temperaturne razlike – I max;
• maksimalni napon U max potreban da struja I max dostigne vršnu razliku DT max ;
• unutrašnji otpor modula – Otpor, naznačen u Ohmima;
• koeficijent efikasnosti - COP (skraćenica od engleskog - koeficijent performansi), u suštini ovo je efikasnost uređaja, koji pokazuje omjer hlađenja i potrošnje energije. Za jeftine elemente ovaj parametar je u rasponu od 0,3-0,35, za skuplje modele približava se 0,5.

Označavanje

Pogledajmo kako se dešifriraju tipične oznake modula na primjeru sa slike 4.

Slika 4. Peltierov modul sa oznakom TEC1-12706

Označavanje je podijeljeno u tri smislene grupe:

1. Oznaka elementa. Prva dva slova su uvijek nepromijenjena (TE), što znači da je riječ o termoelementu. Sljedeći označava veličinu, mogu biti slova "C" (standardno) i "S" (malo). Posljednji broj označava koliko slojeva (kaskada) ima u elementu.
2. Broj termoparova u modulu prikazanom na fotografiji je 127.
3. Nazivna struja je u Amperima, za nas je 6 A.

Oznake ostalih modela serije TEC1 čitaju se na isti način, na primjer: 12703, 12705, 12710, itd.

Aplikacija

Unatoč prilično niskoj efikasnosti, termoelektrični elementi se široko koriste u mjernim, računarskim i kućanskim aparatima. Moduli su važan radni element sljedećih uređaja:

• Pokretne rashladne jedinice;
• mali generatori za proizvodnju električne energije;
• Rashladni sustavi u osobnim računalima;
• Hladnjaci za hlađenje i grijanje vode;
• odvlaživači vazduha itd.

Navedimo detaljne primjere upotrebe termoelektričnih modula.

Frižider sa Peltierovim elementima

Termoelektrične rashladne jedinice znatno su inferiornije u performansama od kompresorskih i apsorpcionih analoga. Ali oni imaju značajne prednosti, što čini njihovu upotrebu preporučljivom pod određenim uvjetima. Ove prednosti uključuju:

• jednostavnost dizajna;
• otpornost na vibracije;
• odsustvo pokretnih elemenata (osim ventilatora koji duva radijator);
• nizak nivo buke;
• male dimenzije;
• sposobnost rada na bilo kojoj poziciji;
• dug radni vek;
• niska potrošnja energije.

Ove karakteristike su idealne za mobilne instalacije.

Peltierov element kao generator električne energije

Termoelektrični moduli mogu raditi kao generatori električne energije ako je jedna od njihovih strana podvrgnuta prisilnom grijanju. Što je veća temperaturna razlika između strana, to je veća struja koju generiše izvor. Nažalost, maksimalna temperatura za termalni generator ne može biti viša od tačke topljenja lema koji se koristi u modulu. Kršenje ovog uslova će dovesti do kvara elementa.

Za masovnu proizvodnju toplotnih generatora koriste se specijalni moduli sa vatrostalnim lemom koji se mogu zagrijati na temperaturu od 300°C. U običnim elementima, na primjer, TEC1 12715, granica je 150 stupnjeva.

Pošto je efikasnost ovakvih uređaja niska, oni se koriste samo u slučajevima kada nije moguće koristiti efikasniji izvor električne energije. Međutim, među turistima, geolozima i stanovnicima udaljenih područja traženi su termalni generatori od 5-10 W. Veliki i moćni stacionarne instalacije, pogonjene na visokotemperaturno gorivo, koriste se za napajanje gasnih distributivnih jedinica, opreme meteoroloških stanica itd.

Za hlađenje procesora

Relativno nedavno, ovi moduli su počeli da se koriste u sistemima za hlađenje procesora personalni računari. S obzirom na nisku efikasnost termoelemenata, prednosti takvih struktura su prilično sumnjive. Na primjer, za hlađenje izvora topline od 100-170 W (odgovara većini moderni modeli CPU), morat ćete potrošiti 400-680 W, što zahtijeva instalaciju snažnog napajanja.

Druga zamka je da će neopterećen procesor osloboditi manje toplotne energije, a modul može da ga ohladi ispod tačke rose. Kao rezultat toga, kondenzacija će se početi stvarati, što će zajamčeno oštetiti elektroniku.

Oni koji se odluče za samostalno kreiranje takvog sistema morat će izvršiti niz proračuna kako bi odabrali snagu modula za određeni model procesora.

Na osnovu gore navedenog, korištenje ovih modula kao sistema za hlađenje procesora nije isplativo, osim toga, mogu uzrokovati kvar kompjuterska oprema ne radi.

Sasvim je drugačija situacija kod hibridnih uređaja, gdje se termalni moduli koriste u kombinaciji s vodenim ili zračnim hlađenjem.

Hibridni rashladni sistemi su dokazali svoju efikasnost, ali visoka cijena ograničava krug njihovih obožavatelja.

Klima uređaj baziran na Peltier elementima

Teoretski, takav uređaj će biti strukturno mnogo jednostavniji od klasičnih sistema za kontrolu klime, ali sve se svodi na niske performanse. Jedna stvar je hlađenje male zapremine frižidera, druga stvar hlađenja prostorije ili unutrašnjosti automobila. Klima uređaji uključeni termoelektrični moduliće trošiti više električne energije (3-4 puta) od opreme koja radi na rashladno sredstvo.

Što se tiče upotrebe kao automobilski sistem kontrola klime, tada snaga standardnog generatora neće biti dovoljna za rad takvog uređaja. Zamjena efikasnijom opremom će dovesti do značajne potrošnje goriva, što nije isplativo.

Na tematskim forumima povremeno se javljaju rasprave o ovoj temi i razmatraju se različiti domaći dizajni, ali punopravni radni prototip još nije stvoren (ne računajući klima uređaj za hrčka). Sasvim je moguće da će se situacija promijeniti kada moduli sa prihvatljivijom efikasnošću postanu široko dostupni.

Za rashladnu vodu

Termoelektrični element se često koristi kao rashladno sredstvo za hladnjake vode. Dizajn uključuje: modul za hlađenje, termostatski kontrolirani kontroler i grijač. Ova izvedba je mnogo jednostavnija i jeftinija od kola kompresora, osim toga, pouzdanija je i lakša za rukovanje. Ali postoje i određeni nedostaci:

• voda se ne hladi ispod 10-12°C;
• hlađenje traje duže od svog kompresorskog kolege, stoga takav hladnjak nije prikladan za kancelariju sa veliki iznos radnici;
• uređaj je osjetljiv na vanjsku temperaturu, u toploj prostoriji voda se neće ohladiti na minimalnu temperaturu;
• Ne preporučuje se instalacija u prašnjavim prostorijama, jer se ventilator može začepiti i rashladni modul pokvariti.

Stolni hladnjak vode sa Peltierovim elementom

Sušač zraka na bazi Peltierovih elemenata

Za razliku od klima uređaja, implementacija odvlaživača zraka pomoću termoelektričnih elemenata sasvim je moguća. Dizajn je prilično jednostavan i jeftin. Modul za hlađenje snižava temperaturu radijatora ispod tačke rose, zbog čega se vlaga sadržana u vazduhu koji prolazi kroz uređaj taloži na njemu. Taložena voda se ispušta u poseban rezervoar.

Uprkos niskoj efikasnosti, in u ovom slučaju Efikasnost uređaja je sasvim zadovoljavajuća.

Kako se povezati?

Neće biti problema sa povezivanjem modula na izlazne žice; Crvena žica mora biti spojena na plus, a crna na minus. Pažnja! Obrnuti polaritet obrće pozicije ohlađenih i zagrijanih površina.

Kako provjeriti funkcionalnost Peltierovog elementa?

Najjednostavniji i pouzdan način– taktilno. Potrebno je spojiti modul na odgovarajući izvor napona i dodirnuti njegove različite strane. Za radni element, jedan od njih će biti topliji, drugi hladniji.

Ako nemate odgovarajući izvor pri ruci, trebat će vam multimetar i upaljač. Proces verifikacije je prilično jednostavan:

1. spojite sonde na terminale modula;
2. donesite upaljeni upaljač na jednu od strana;
3. Posmatramo očitanja uređaja.

U radnom modulu, kada se jedna od strana zagrije, stvara se električna struja koja će biti prikazana na displeju uređaja.

Kako napraviti Peltierov element vlastitim rukama?

Gotovo je nemoguće napraviti domaći modul kod kuće, pogotovo jer nema smisla to raditi, s obzirom na njihovu relativno nisku cijenu (oko 4-10 dolara). Ali možete sastaviti uređaj koji će vam biti od koristi na planinarenju, na primjer, termoelektrični generator.

Za stabilizaciju napona potrebno je sastaviti jednostavan pretvarač na L6920 IC čipu.

Napon u rasponu od 0,8-5,5 V dovodi se na ulaz takvog pretvarača na izlazu će proizvesti stabilnih 5 V, što je sasvim dovoljno za punjenje; mobilnih uređaja. Ako se koristi konvencionalni Peltierov element, potrebno je ograničiti opseg radne temperature grijane strane na 150 °C. Da biste izbjegli gnjavažu sa praćenjem, bolje je koristiti lonac kipuće vode kao izvor topline. U tom slučaju se garantuje da se element neće zagrijati iznad 100 °C.

Termopar (Peltier modul) radi na obrnutom principu termoelementa - pojava temperaturne razlike kada teče električna struja.

Kako funkcioniše Peltierov element?

Prilično je jednostavno koristiti Peltierov modul, čiji je princip oslobađanje ili apsorbiranje topline u trenutku kontakta različitih materijala kada energetski tok elektrona prolazi kroz njega prije i nakon kontakta, to je drugačije. Ako je manji na izlazu, to znači da se tamo stvara toplina. Kada su elektroni u kontaktu inhibirani električnim poljem, oni prenose kinetičku energiju na kristalnu rešetku, zagrijavajući je. Ako ubrzaju, toplina se apsorbira. To se događa zbog činjenice da se dio energije uzima iz kristalne rešetke i ona se hladi.

U velikoj mjeri, ovaj fenomen je svojstven poluvodičima, što se objašnjava velikom razlikom u nabojima.

Peltierov modul, čija je primjena tema našeg pregleda, koristi se u izradi termoelektričnih rashladnih uređaja (TEC). Najjednostavniji od njih sastoji se od dva poluvodiča p- i n-tipa povezana u seriju preko bakrenih kontakata.

Ako se elektroni kreću od poluvodiča "p" do "n", na prvom spoju s metalnim mostom rekombinuju se, oslobađajući energiju. Sljedeći prijelaz sa poluvodiča "p" na bakarni provodnik je praćen "povlačenjem" elektrona kroz kontakt električnim poljem. Ovaj proces dovodi do apsorpcije energije i hlađenja područja oko kontakta. Procesi se odvijaju na sličan način u sljedećim prijelazima.

Postavljanjem zagrijanih i hlađenih kontakata u različite paralelne ravnine, dobiće se praktična implementacija metode. Poluprovodnici se prave od selena, bizmuta, antimona ili telura. Peltierov modul sadrži veliki broj termoparova postavljenih između aluminij nitrida ili aluminij oksida keramičkih ploča.

Faktori koji utiču na efikasnost TEM-a

• Snaga struje.
• Broj termoparova (do nekoliko stotina).
• Vrste poluprovodnika.
• Stopa hlađenja.

Veće vrijednosti još nisu postignute zbog niske efikasnosti (5-8%) i visoke cijene. Da bi TEM radio uspešno, potrebno je obezbediti efikasno odvođenje toplote sa zagrejane strane. To stvara poteškoće u praktičnoj implementaciji metode. Ako je polaritet obrnut, hladna i topla strana se obrću.

Prednosti i nedostaci modula

Potreba za TEM-ovima pojavila se pojavom elektronskih uređaja koji zahtijevaju minijaturne sisteme hlađenja. Prednosti modula su sljedeće:

• kompaktnost;
• nema pokretnih zglobova;
• Peltierov modul ima reverzibilni princip rada prilikom promjene polariteta;
• jednostavnost kaskadnih priključaka za povećanu snagu.

Glavni nedostatak modula je niska efikasnost. To se očituje u velikoj potrošnji energije za postizanje potrebnog efekta hlađenja. Osim toga, ima visoku cijenu.

Primjena TEM-a

Peltierov modul se prvenstveno koristi za hlađenje mikro krugova i malih dijelova. Započeto je hlađenje elemenata vojne opreme:

• mikro kola;
• infracrveni detektori;
• laserski elementi;
• kristalni oscilatori.

Peltier termoelektrični modul postupno se počeo koristiti u kućanskim aparatima: za stvaranje hladnjaka, klima uređaja, generatora i termostata. Njegova glavna svrha je hlađenje malih predmeta.

CPU hlađenje

Glavne komponente računara se stalno poboljšavaju, što dovodi do povećanja proizvodnje toplote. Zajedno sa njima razvijaju se sistemi hlađenja koristeći inovativne tehnologije i moderne kontrole. Peltierov modul je pronašao primenu u ovoj oblasti prvenstveno u hlađenju mikro kola i drugih radio komponenti. Tradicionalni hladnjaci više ne mogu da se nose sa prisilnim overklok režimima mikroprocesora. A povećanje frekvencije procesora omogućava povećanje njihovih performansi.

Povećanje brzine ventilatora dovodi do značajne buke. Eliminiše se korišćenjem Peltierovog modula u kombinovanom sistemu hlađenja. Na ovaj način vodeće kompanije su brzo savladale proizvodnju efikasnih rashladnih sistema, za kojima je počela velika potražnja.

Toplotu iz procesora obično odvode hladnjaci. Protok vazduha se može usisati spolja ili dolaziti iznutra sistemske jedinice. Glavni problem je što je temperatura zraka ponekad nedovoljna za odvođenje topline. Stoga je TEM počeo da se koristi za hlađenje protoka vazduha koji ulazi sistemska jedinica, čime se povećava efikasnost prenosa toplote. Dakle, ugrađeni klima uređaj je pomoćnik tradicionalnog kompjuterskog sistema hlađenja.

Aluminijski radijatori su pričvršćeni na obje strane modula. Sa strane hladne ploče, rashladni vazduh se upumpava u procesor. Nakon što uzme toplinu, drugi ventilator je izduva kroz rashladni rashladni element modula.

Savremeni TEM kontroliše elektronski uređaj sa senzorom temperature, pri čemu je stepen hlađenja proporcionalan zagrevanju procesora.

Aktiviranje hlađenja procesora također stvara određene probleme.

1. Jednostavni Peltier moduli za hlađenje dizajnirani su za kontinuirani rad. Manja potrošnja energije također smanjuje rasipanje topline, što može uzrokovati prehlađenje čipa i potom zamrzavanje procesora.
2. Ako rad hladnjaka i hladnjaka nisu pravilno usklađeni, potonji se može prebaciti na grijanje umjesto hlađenja. Dodatni izvor topline će uzrokovati pregrijavanje procesora.

Dakle, za savremeni procesori Potrebne su nam napredne tehnologije hlađenja sa kontrolom rada samih modula. Takve promjene u režimima rada se ne dešavaju kod video kartica, koje također zahtijevaju intenzivno hlađenje. Stoga je TEM idealan za njih.

Frižider za auto uradi sam

Sredinom prošlog stoljeća domaća industrija pokušala je ovladati proizvodnjom malih hladnjaka na bazi Peltierovog efekta. Postojeće tehnologije tog vremena to nisu dozvoljavale. Danas je uglavnom ograničavajući faktor visoka cijena, ali pokušaji se nastavljaju, a uspjeh je već postignut.

Rasprostranjena proizvodnja termoelektričnih uređaja omogućava vam da vlastitim rukama napravite mali frižider, pogodan za upotrebu u automobilima. Njegova osnova je "sendvič", koji se pravi na sljedeći način.

1. Na gornji radijator nanosi se sloj toplovodne paste tipa KPT-8, a na jednu stranu keramičke površine se lijepi Peltierov modul.
2. Slično, na njega je sa donje strane pričvršćen još jedan radijator, namijenjen za postavljanje u rashladnu komoru.
3. Cijeli uređaj se čvrsto stisne i suši 4-5 sati.
4. Na oba radijatora ugrađeni su hladnjaci: gornji će odvoditi toplinu, a donji će izjednačiti temperaturu u komori hladnjaka.

Kućište frižidera je napravljeno sa termoizolacionom zaptivkom iznutra. Važno je da se dobro zatvori. Za to možete koristiti običnu plastičnu kutiju za alat.

12V se napaja iz sistema vozila. Može se raditi i iz mreže od 220 V naizmjenična struja, sa napajanjem. Koristi se najjednostavniji krug za konverziju AC u DC. Sadrži ispravljački most i kondenzator za ublažavanje talasa. Važno je da na izlazu ne prelaze 5% nominalne vrijednosti, inače se smanjuje efikasnost uređaja. Modul ima dva izlaza od obojenih žica. “Plus” je uvijek povezan sa crvenom, a “minus” sa crnom.

Snaga TEM-a mora odgovarati zapremini kutije. Prve 3 cifre oznake označavaju broj parova poluvodičkih mikroelemenata unutar modula (49-127 ili više). izraženo posljednje dvije cifre oznake (od 3 do 15 A). Ako snaga nije dovoljna, potrebno je zalijepiti još jedan modul na radijatore.

Bilješka! Ako struja premašuje snagu elementa, zagrijati će se s obje strane i brzo će propasti.

Peltierov modul: generator električne energije

TEM se može koristiti za proizvodnju električne energije. Da biste to učinili, potrebno je stvoriti temperaturnu razliku između ploča, a termoparovi koji se nalaze između njih stvarat će električnu struju.

Za praktična upotreba potreban vam je TEM sa najmanje 5 V. Onda ga možete koristiti za punjenje mobilni telefon. Zbog niske efikasnosti Peltierovog modula, bit će potreban pojačivač DC napon. Za sastavljanje generatora trebat će vam:

• 2 Peltier modula TEC1-12705 sa veličinom ploče 40x40 mm;
• pretvarač EK-1674;
• aluminijumske ploče debljine 3 mm;
• posuda za vodu;
• ljepilo otporno na toplinu.

Dva modula se postavljaju između ploča ljepilom, a zatim se cijela konstrukcija pričvršćuje na dno posude. Ako ga napunite vodom i zapalite, dobijete potrebnu temperaturnu razliku, koja proizvodi EMF reda veličine 1,5 V. Povezivanjem modula na pojačani pretvarač možete povećati napon na 5 V, što je potrebno za punjenje baterije telefona.

Što je veća temperaturna razlika između vode i niže zagrijane ploče, to je generator efikasniji. Stoga moramo pokušati smanjiti zagrijavanje vode Različiti putevi: učinite ga protočnim, češće ga zamijenite svježim, itd. Efikasan način povećanja temperaturne razlike je kaskadno slanje modula, kada su slojevito postavljeni jedan na drugi. Povećanje ukupnih dimenzija uređaja omogućava vam da postavite više elemenata između ploča i time povećate ukupnu snagu.

Performanse generatora će biti dovoljne za punjenje malih baterija, rad LED lampe ili radio. Bilješka! Za izradu termalnih generatora trebat će vam moduli koji mogu raditi na 300-400 0 C! Ostalo je pogodno samo za probno testiranje.

Za razliku od drugih sredstava alternativne proizvodnje električne energije, oni mogu raditi i tokom vožnje ako napravite nešto poput katalitičkog grijača.

Domaći Peltier moduli

TEM-ovi vlastite proizvodnje pojavili su se na našem tržištu ne tako davno. Veoma su pouzdani i imaju dobre karakteristike. Peltierov modul, koji je veoma tražen, ima dimenzije 40x40 mm. Dizajniran je za maksimalnu struju od 6 A i napon do 15 V.

Domaći Peltier modul se može kupiti po niskoj cijeni. Sa 85 W stvara temperaturnu razliku od 60 0 C. Zajedno sa hladnjakom, u stanju je zaštititi procesor od pregrijavanja sa disipacijom snage od 40 W.

Karakteristike modula vodećih kompanija

Strani uređaji su predstavljeni na tržištu u većoj raznolikosti. Kako bi se procesori zaštitili od vodećih kompanija, kao hladnjak se koristi PAX56B Peltier modul čija je cijena, zajedno sa ventilatorom, 35 dolara.

Sa dimenzijama 30x30 mm, održava temperaturu procesora ne većom od 63 0 C sa izlaznom snagom od 25 W. Za napajanje dovoljan je napon od 5 V, a struja ne prelazi 1,5 A.

PA6EXB Peltierov modul je vrlo pogodan za hlađenje procesora, pružajući normalne temperaturne uslove sa snagom disipacije od 40 W. Površina njegovog modula je 40x40 mm, a trenutna potrošnja je do 8 A. Pored svojih impresivnih dimenzija - 60x60x52,5 mm (uključujući ventilator) - uređaj zahtijeva slobodan prostor oko sebe. Cijena mu je 65 dolara.

Kada se koristi Peltier modul, specifikacije mora zadovoljiti potrebe hlađenih uređaja. Neprihvatljivo je da im je temperatura preniska. To može dovesti do kondenzacije vlage, što može biti štetno za elektroniku.

Moduli za proizvodnju generatora, kao što su, odlikuju se većom snagom - 72 W i 108 W, respektivno. Odlikuju se oznakama koje se uvijek nanose na vruću stranu. Maksimalna dozvoljena temperatura tople strane je 150-160 0 C. Što je veća temperaturna razlika između ploča, to je veći izlazni napon. Uređaj radi na maksimalnoj temperaturnoj razlici od 600 0 C.

Možete kupiti Peltierov modul jeftino - oko 10 dolara ili manje po komadu, ako pogledate dovoljno. Nerijetko prodavači značajno naduvaju cijene, ali možete ih naći nekoliko puta jeftinije ako ih kupite na rasprodaji.

Zaključak

Peltierov efekat je sada našao primjenu u stvaranju malih hladnjaka neophodnih za modernu tehnologiju. Reverzibilnost procesa omogućava proizvodnju mikroelektrana koje su tražene za punjenje baterija elektronskih uređaja.

Za razliku od drugih sredstava za alternativnu proizvodnju energije, oni mogu raditi tokom vožnje ako je instaliran katalitički grijač.