DIY στοιχείο Peltier

ΣΕ αγγλική γλώσσαο όρος αναφέρεται ως TEC - θερμοηλεκτρικό ψυγείο. Το στοιχείο Peltier do-it-yourself είναι ένας ηλεκτρικός μετατροπέας θερμοκρασίας που λειτουργεί με βάση την αρχή της διαφοράς θερμοκρασίας που συμβαίνει τη στιγμή που εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Είναι δυνατόν να το συναρμολογήσετε μόνοι σας και για ποια χρήση μπορεί να χρησιμοποιηθεί;

DIY στοιχείο Peltier

Είναι σχεδόν αδύνατο να φτιάξεις μια συσκευή στο σπίτι, ειδικά αφού δεν έχει και πολύ νόημα, δεδομένης της χαμηλής αγοραίας αξίας της.

Αλλά οι περισσότεροι τεχνίτες εξακολουθούν να προτιμούν να κάνουν το στοιχείο Peltier με τα χέρια τους, αναφέροντας ορισμένα από τα πλεονεκτήματά του:

1. Συμπαγές, εύκολο στην εγκατάσταση σε ένα σπιτικό ηλεκτρονικό οροπέδιο.
2. Δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη, γεγονός που αυξάνει τη διάρκεια ζωής του.
3. Δυνατότητα σύνδεσης πολλών στοιχείων σε κύκλωμα καταρράκτη για μείωση πολύ υψηλών θερμοκρασιών.

Ωστόσο, το DIY Peltier έχει ορισμένα μειονεκτήματα: χαμηλή απόδοση, ανάγκη παροχής υψηλού ρεύματος για να επιτευχθεί αισθητή διαφορά θερμοκρασίας και δυσκολία αφαίρεσης θερμικής ενέργειας από την ψυχόμενη επιφάνεια.

Ας δούμε ένα παράδειγμα διαγραμμάτων για το πώς να φτιάξετε ένα Peltier με τα χέρια σας:

• Χρησιμοποιήστε το ως μέρος μιας θερμοηλεκτρικής γεννήτριας, σύμφωνα με το διάγραμμα σύνδεσης.
• Συναρμολογήστε έναν απλό μετατροπέα στο τσιπ IC L6920 (Εικόνα 1).

Εικόνα 1. Στοιχείο Peltier DIY: γενικό κύκλωμα

1. Εφαρμόστε τάση στην περιοχή 0,8-5,5V στην είσοδο του μετατροπέα που προκύπτει για να έχετε σταθερή έξοδο 5V.
2. Όταν χρησιμοποιείτε συσκευή συμβατικού τύπου, ρυθμίστε το όριο θερμοκρασίας της θερμαινόμενης πλευράς στους 150 μοίρες.
3. Για τη βαθμονόμηση, χρησιμοποιήστε ένα δοχείο με βραστό νερό ως πηγή θερμότητας, το οποίο σίγουρα δεν θα ζεσταθεί πάνω από 100 βαθμούς.

Περιγραφή τεχνολογίας και αρχή λειτουργίας

Η μέθοδος λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού ψυγείου είναι αρκετά απλή. Το φαινόμενο Peltier DIY βασίζεται στην επαφή δύο αγωγών ρεύματος που έχουν διαφορετικά επίπεδα ενέργειας ηλεκτρονίων στη ζώνη αγωγής τους.

Εικόνα 2. Αρχή λειτουργίας του στοιχείου

Όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ενός τέτοιου δεσμού, το ηλεκτρόνιο αποκτά υψηλή ενέργεια, επιτρέποντάς του να κινηθεί στη ζώνη αγωγιμότητας υψηλότερης ενέργειας του δεύτερου ημιαγωγού. Όταν αυτή η ενέργεια απορροφάται, εμφανίζεται η περιοχή ψύξης των αγωγών (Εικόνα 2).

Όταν η διαδικασία συμβαίνει προς την αντίθετη κατεύθυνση, η αντίδραση οδηγεί σε θέρμανση της περιοχής επαφής και στο συνηθισμένο θερμικό αποτέλεσμα.

Αφού παρακολουθήσετε ένα βίντεο Peltier με τα χέρια σας, μπορείτε να βγάλετε ορισμένα συμπεράσματα σχετικά με την αρχή της λειτουργίας του:

1. Η ποσότητα του παρεχόμενου ρεύματος θα είναι ανάλογη με τον βαθμό ψύξης - εάν γίνει καλή ψύκτρα στη μία πλευρά της μονάδας, όταν χρησιμοποιείτε κυκλώματα καλοριφέρ, η κρύα πλευρά του θα εξασφαλίσει τη χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία.
2. Όταν η πολικότητα του ρεύματος αλλάζει, τα επίπεδα θέρμανσης και ψύξης αλλάζουν πλευρές.
3. Όταν ένα αντικείμενο έρχεται σε επαφή με μια μεταλλική επιφάνεια, γίνεται τόσο μικρό που δεν φαίνεται στο φόντο της ωμικής θέρμανσης ή άλλων φαινομένων θερμικής αγωγιμότητας, γι' αυτό στην πράξη χρησιμοποιούνται δύο ημιαγωγοί.
4. Χάρη σε ποικίλο αριθμό θερμοστοιχείων - από 1 έως 100, μπορεί να επιτευχθεί σχεδόν οποιαδήποτε ικανότητα ψύξης.

Τεχνικά χαρακτηριστικά του στοιχείου Peltier

Το εξάρτημα χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορα κυκλώματα ψύξης.

Κάτι που δεν προκαλεί έκπληξη, αφού το do-it-yourself peltier έχει τα εξής Προδιαγραφές:

1. Δυνατότητα επίτευξης χαμηλών θερμοκρασιών, η οποία είναι μια εξαιρετική λύση για την ψύξη των ηλεκτρικών συσκευών και του εξοπλισμού που υπόκειται σε θέρμανση.
2. Εκτελεί τέλεια το έργο ενός συμβατικού ψυγείου, γεγονός που καθιστά δυνατή την εγκατάστασή του σε σύγχρονα συστήματα ήχου και ακουστικής.
3. Απόλυτα αθόρυβο - κατά τη λειτουργία δεν παράγει ξένους ή έντονους ήχους.
4. Διαθέτει ισχυρή μεταφορά θερμότητας ενώ διατηρεί την επιθυμητή θερμοκρασία στο ψυγείο για αρκετό καιρό.

Φτιάξτο μόνος σου ψυγείο με στοιχεία Peltier

Για να συναρμολογήσετε τη μονάδα ψύξης θα χρειαστείτε επαρκή αριθμό ηλεκτρικών αγωγών και ειδικά εργαλεία (Εικόνα 3).

Ένα DIY ψυγείο Peltier απαιτεί μια ειδική προσέγγιση στη συναρμολόγηση και τα υλικά που χρησιμοποιούνται:

1. Η βάση για την σανίδα πρέπει να είναι ανθεκτικά κεραμικά.
2. Για τη μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας, πρέπει να προετοιμαστούν τουλάχιστον 20 συνδέσεις.
3. Οι σωστοί υπολογισμοί είναι το κλειδί για την αύξηση της απόδοσης κατά 70%.
4. Το φρέον θα παρέχει τη μεγαλύτερη ισχύ στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται.
5. Μια σπιτική μονάδα είναι εγκατεστημένη κοντά στον εξατμιστή της, δίπλα στον κινητήρα.
6. Η εγκατάσταση πραγματοποιείται με ένα τυπικό σύνολο εργαλείων που χρησιμοποιούν παρεμβύσματα.
7. Είναι απαραίτητα για την απομόνωση του μοντέλου εργασίας από το ρελέ εκκίνησης.
8. Θα χρειαστεί επίσης μόνωση για την ίδια την καλωδίωση, πριν τη συνδέσετε στον συμπιεστή.
9. Να αποφύγω βραχυκύκλωμα, η ισχύς της τελικής τάσης καλείται από τον ελεγκτή.

Εικόνα 3. Χρησιμοποιώντας ένα στοιχείο Peltier, μπορείτε εύκολα να συναρμολογήσετε ένα ψυγείο κάμπινγκ

Ένα παρόμοιο σχέδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα ψυγείο αυτοκινήτου. Το ψυγείο αυτοκινήτου Peltier συναρμολογείται με τα χέρια σας σε μια κεραμική πλάκα πάχους τουλάχιστον 1 χιλιοστού. Χρησιμοποιεί χάλκινες μη αρθρωτές συνδέσεις χωρητικότητας 4Α και χρησιμοποιεί αγωγούς με την ένδειξη «PR20», κατάλληλοι για επαφές ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Για να συνδέσετε τη συσκευή στον πυκνωτή, χρησιμοποιήστε ένα κανονικό συγκολλητικό σίδερο.

DIY κλιματιστικό Peltier

Σε αυτήν την περίπτωση, μόνο αγωγοί τύπου "PR12" μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το προϊόν (Εικόνα 4).

Φτιάξτο μόνος σου Τα κλιματιστικά Peltier συναρμολογούνται μόνο σε αυτά, καθώς αντέχουν σε μη φυσιολογικές θερμοκρασίες και παράγουν τάσεις έως και 23 V:

1. Χρησιμοποιείται κυρίως για την ψύξη καρτών γραφικών υπολογιστών.
2. Η αντίστασή του κυμαίνεται στα 3 ohms.
3. Η διαφορά θερμοκρασίας είναι 10 μοίρες και η απόδοση είναι 65%.
4. Απαιτεί 14 χάλκινους αγωγούς.
5. Για τη σύνδεση χρησιμοποιείται ένας μη αρθρωτός προσαρμογέας.
6. Η συσκευή είναι τοποθετημένη δίπλα στο ενσωματωμένο ψυγείο στην κάρτα γραφικών.
7. Η κατασκευή στερεώνεται με μεταλλικές γωνίες και συνηθισμένα παξιμάδια.

Εικόνα 4. Το στοιχείο χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία φορητών κλιματιστικών

Εάν κατά τη λειτουργία του κλιματιστικού παρατηρηθεί ισχυρός εξωτερικός θόρυβος ή άλλοι αχαρακτηριστικοί ήχοι, ελέγχεται για λειτουργικότητα με ένα πολύμετρο.

DIY γεννήτρια Peltier

Δεν είναι τόσο δύσκολο να συναρμολογήσετε μια τέτοια συσκευή μόνοι σας. Μια γεννήτρια DIY Peltier έχει τα δικά της χαρακτηριστικά: η απόδοση της συναρμολογημένης συσκευής αυξάνεται κατά 10% λόγω μεγαλύτερης ψύξης του κινητήρα, αλλά δεν συνιστάται η θέρμανση των κύριων εξαρτημάτων σε πάνω από 200 μοίρες. Η συσκευή μπορεί να αντέξει μέγιστο φορτίοστα 30Α, και η αντίστασή του μπορεί να είναι 4 Ohms λόγω του μεγαλύτερου αριθμού αγωγών (Εικόνα 5).

Αξίζει να θυμάστε ότι μια γεννήτρια που βασίζεται σε στοιχεία Peltier με τα χέρια σας:

1. Έχει απόκλιση θερμοκρασίας στο σύστημα περίπου 13 μοίρες.
2. Στις περισσότερες περιπτώσεις συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης της δομής, ο στάτορας δεν παρεμβαίνει σε αυτές.
3. Η μονάδα είναι συνδεδεμένη απευθείας στον ρότορα, για τον οποίο πρέπει να αποσυνδέσετε τον κεντρικό άξονα.
4. Για να αποφευχθεί η θέρμανση της περιέλιξης του ρότορα από τον επαγωγέα, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται κεραμικές πλάκες.

Εικόνα 5. Ένα στοιχείο Peltier θα βοηθήσει στη δημιουργία μιας γεννήτριας κάμπινγκ

Μια DIY γεννήτρια θερμότητας Peltier συναρμολογείται από δύο πλάκες 10*10cm, πάχους 1mm, στερεωμένες με θερμική πάστα, οι οποίες καλύπτουν τις τέσσερις απαιτούμενες μονάδες. Ένα τενεκέ ή οποιοδήποτε άλλο δοχείο τοποθετείται από πάνω τους για να ανάψει η φωτιά, η οποία θα παρέχει 170-180 βαθμούς. Ένα καλοριφέρ από χαλκό ή αλουμίνιο είναι στερεωμένο στο κάτω μέρος μιας από τις πλάκες με βίδες. Σε αυτό προσαρμόζεται ένα άλλο πιάτο 20*12 cm, στο οποίο προσαρμόζεται ένα άλλο τέτοιο εξάρτημα. Σε αυτό είναι εγκατεστημένο ένα εργοστασιακό περίβλημα μπαταρίας, στο οποίο είναι κολλημένος ένας σύνδεσμος για τη φόρτιση ενός smartphone.

DIY αφυγραντήρας Peltier

Σε αντίθεση με το ίδιο κλιματιστικό, η υλοποίηση αυτής της ιδέας είναι απολύτως δικαιολογημένη. Το στεγνωτήριο DIY Peltier έχει απλό σχεδιασμό και χαμηλό κόστος και η μονάδα ψύξης του μειώνει τη θερμοκρασία του ψυγείου κάτω από το σημείο δρόσου, γεγονός που οδηγεί στην εναπόθεση υγρασίας που περιέχεται στον αέρα που διέρχεται από τη συσκευή. Στη συνέχεια, το καθιζάνον νερό αποστέλλεται σε ειδική δεξαμενή αποθήκευσης (Εικόνα 6).

Παρά τη χαμηλή απόδοση, η απόδοση μιας τέτοιας συσκευής μπορεί να ονομαστεί αρκετά ικανοποιητική.

Φτιάξτο μόνος σου αφυγραντήρας Peltier:

1. Συνδέεται χωρίς προβλήματα - στα καλώδια εξόδου παρέχεται σταθερή τάση, η τιμή της οποίας αναγράφεται στο φύλλο δεδομένων του.
2. Έχει μια τυπική πολικότητα - το κόκκινο καλώδιο πηγαίνει στο συν, το μαύρο καλώδιο στο μείον· εάν ανακατευτούν, οι ψυχόμενες και θερμαινόμενες επιφάνειες θα αλλάξουν θέση.
3. Ελέγχεται απτικά - όταν συνδέεται σε μια πηγή τάσης, η μία πλευρά θα είναι κρύα, η άλλη θα είναι ζεστή.
4. Εάν δεν υπάρχει πηγή ρεύματος κοντά, συνδέουμε τους ανιχνευτές στους ακροδέκτες της μονάδας και φέρνουμε ένα αναμμένο σπίρτο ή αναπτήρα σε μία από τις πλευρές και παρατηρούμε τις ενδείξεις της συσκευής.

Εικόνα 6. Διάγραμμα συναρμολόγησης στεγνωτήρα αέρα

Πώς να συνδέσετε στοιχεία Peltier σε μια μονάδα

Εάν μιλάμε για έναν απλό ρυθμιστή, δεν θα πρέπει να υπάρχουν δυσκολίες στη σύνδεση εάν υπάρχει κύκλωμα. Μια μονάδα DIY Peltier αποτελείται από δύο μεταλλικές πλάκες και καλωδιώσεις με επαφές. Για την τοποθέτησή του, προετοιμάζονται αγωγοί «PP» και τοποθετούνται στη βάση. Για τον έλεγχο του καθεστώτος θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται ημιαγωγοί στην έξοδο. Για να συναρμολογήσετε όλα τα εξαρτήματα μαζί, χρησιμοποιήστε ένα συγκολλητικό σίδερο μέσης ισχύος. Τέλος, συνδέστε τα δύο καλώδια από τα οποία περνά το ηλεκτρικό ρεύμα.

Η μονάδα DIY Peltier έχει τις ακόλουθες αποχρώσεις σύνδεσης:

1. Το πρώτο αγώγιμο καλώδιο είναι τοποθετημένο στην κάτω βάση της κατασκευής.
2. Είναι στερεωμένο κοντά στον πιο εξωτερικό αγώγιμο σύνδεσμο.
3. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να αποφύγετε οποιαδήποτε επαφή με μεταλλικό μέρος.
4. Στη συνέχεια, μια δεύτερη τέτοια καλωδίωση συνδέεται στο επάνω μέρος.
5. Καθορίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως το προηγούμενο.

Δοκιμή αυτοσυναρμολογημένης μονάδας Peltier

Δεδομένης της ευκολίας συναρμολόγησης, η κατασκευή της συσκευής μόνοι σας δεν είναι δύσκολη. Η δοκιμή ενός στοιχείου Peltier κατασκευασμένου από διόδους με τα χέρια σας, όπως οποιοδήποτε άλλο, δεν είναι επίσης δύσκολη. Το κύριο πράγμα στα αρχικά στάδια είναι να χρησιμοποιήσετε τα σωστά υλικά - προετοιμάστε δύο μεταλλικές πλάκες και καλωδίωση με απαραίτητες επαφές, ημιαγωγοί με την ένδειξη «PP». Μπορείτε να ελέγξετε τα πάντα για δυνατότητα συντήρησης χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο ή έναν κανονικό ελεγκτή και οι δίοδοι θα πρέπει να ανάβουν όταν η συσκευή είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο.

Το στοιχείο Peltier είναι γνωστό στον κόσμο εδώ και πολύ καιρό. Τον 18ο αιώνα, ο Γάλλος ωρολογοποιός Jean-Charles Peltier ανακάλυψε εντελώς τυχαία μια νέα επίδραση στα όρια δύο μετάλλων: του βισμούθιου και του αντιμονίου. Αποτελούνταν από μια απότομη αλλαγή στη θερμοκρασία μιας σταγόνας νερού που τοποθετήθηκε μεταξύ των επαφών, η οποία μετατράπηκε σε πάγο όταν εφαρμόστηκε ρεύμα. Αυτή η ιδιότητα έγινε νέα για τον ωρολογοποιό, γιατί μέχρι εκείνη τη στιγμή κανένας επιστήμονας στον κόσμο δεν είχε παρουσιάσει ποτέ τέτοιες πληροφορίες στα υλικά του.

Αν και το αποτέλεσμα ήταν ενδιαφέρον, δεν το βρήκα Πρακτική εφαρμογηεκείνη την εποχή, που οφειλόταν μεγάλο ποσόηλεκτρονικό εξοπλισμό που θα απαιτούσε εντατική ψύξη. Μετά από 2 αιώνεςΗ ανακάλυψη του επιστήμονα έμεινε στη μνήμη γιατί υπήρχε επείγουσα ανάγκη να κατασκευαστεί μια συσκευή που θα μπορούσε να παρέχει υψηλής ποιότητας ψύξη του κρυστάλλου του μικροεπεξεργαστή θέρμανσης.

Ως αποτέλεσμα πολυάριθμων μελετών σε αυτόν τον τομέα και ενός τεράστιου αριθμού πρακτικών πειραμάτων, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ένα θερμοηλεκτρικό ζεύγος μπορεί να δημιουργήσει επαρκή ποσότητα κρύου για την κανονική λειτουργία σχεδόν οποιουδήποτε μικροεπεξεργαστή. Και χάρη στο μικρό τους μέγεθος, έχουν μάθει να τα ενσωματώνουν σε περιβλήματα μικροκυκλωμάτων, παρέχοντας έτσι τη δική τους εσωτερική γεννήτρια κρύου.

Η ανακάλυψη του Jean-Charles Pelte ήταν μια τεράστια ώθηση για ολόκληρη τη βιομηχανία για την παραγωγή κινητών ψυκτικών μονάδων. Σήμερα η ιδιότητα ενός θερμοηλεκτρικού στοιχείου χρησιμοποιείται στις ακόλουθες τεχνικές:

• φορητά ψυγεία?
• κλιματιστικά αυτοκινήτου?
• φορητά ψυγεία?
• κάμερες, τηλεσκόπια και πολλά άλλα.

Χρησιμοποιούνται ενεργά για την ψύξη μικροεπεξεργαστών και άλλων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Εκτός από το άμεσο αποτέλεσμα ψύξης, πολλοί άρχισαν να χρησιμοποιούν το στοιχείο Peltier ως γεννήτρια. Ένα παράδειγμα του τι θα μπορούσε να είναι φακός με 3 στοιχεία.

Λίγοι γνωρίζουν ότι για να πραγματοποιήσουν ραδιοφωνική επικοινωνία με την εντολή, οι στρατιώτες έβαλαν μια ειδική κατσαρόλα στη φωτιά και έφτιαξαν τσάι, ετοίμασαν χυλό και άλλα είδη οικιακής χρήσης και ταυτόχρονα μετέδωσαν τις απαραίτητες πληροφορίες μέσω ενός φορητού ραδιοφωνικού σταθμού.

Πώς να φτιάξετε ένα στοιχείο Peltier με τα χέρια σας;

Πολλοί άνθρωποι ενδιαφέρονται για το ερώτημα, τι είναι ένα στοιχείο Peltier με τα χέρια τους, πώς να το φτιάξετε στο σπίτι; Αυτό θα απαιτήσει υψηλής ακρίβειας δοσομετρική προσθήκη διαφόρων ουσιών και υλικών. Είναι αδύνατο να φτιάξετε μια τέτοια συσκευή στο σπίτι, επειδή απαιτεί τεχνολογία και τις απαραίτητες μεθόδους επεξεργασίας μετάλλων. Επίσης, απαιτούνται ιδιαίτερα αγνά υλικά στα ίδια εργαστήρια, κάτι που είναι αδύνατο να επιτευχθεί στο σπίτι. Επομένως, το ερώτημα πώς να φτιάξετε μια θερμοηλεκτρική μονάδα Peltier μπορεί να απαντηθεί με σαφήνεια. Με τιποτα. Αλλά για να δημιουργηθεί ένα αποτελεσματικό σύστημα ψύξης, οι υπάρχουσες δεξιότητες είναι αρκετά.

Κατασκευή στοιχείου Peltier από διόδους

Υπάρχει μια άποψη για το τι μπορεί να γίνει θερμοηλεκτρική μονάδα διόδου. Το γεγονός είναι ότι κάθε ζεύγος ανόμοιων ημιαγωγών είναι δύο υλικά με αγωγιμότητα p και n. Και μια δίοδος είναι ακριβώς αυτό. Για να ανιχνεύσετε αλλαγές στην αγωγιμότητα όταν θερμαίνεται, είναι απαραίτητο να επιλέξετε ορισμένα στοιχεία. Αλλά καμία δίοδος δεν θα βοηθήσει στην επίτευξη χαμηλής θερμοκρασίας στην επιφάνεια της συσκευής. Όταν εφαρμόζεται μεγάλο ρεύμα, μπορεί να επιτευχθεί μόνο θέρμανση.

Οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν διόδους χαμηλής κατανάλωσης σε γυάλινη θήκη ως αισθητήρα θερμοκρασίας. Όταν συνδέονται προς την αντίθετη κατεύθυνση και θερμαίνονται, η διασταύρωση αρχίζει να ανοίγει και να περνά ρεύμα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αλλά δεν θα παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Πώς λειτουργεί το στοιχείο Pelte;

Μια θερμοηλεκτρική μονάδα Peltier σε απλοποιημένη μορφή είναι ένα ζεύγος πλακών από διαφορετικά μέταλλα, τα οποία μπορεί να είναι βισμούθιο, αντιμόνιο, τελλούριο ή σελήνιο. Ανάμεσά τους υπάρχει ένα ζεύγος ημιαγωγών τύπου n και p με διαφορετική αγωγιμότητα. Όλα σχηματίζονται από διαφορετικά μέταλλα θερμοηλεκτρικά ζευγάριασυνδεδεμένο σε σειρά σε ένα μόνο κύκλωμα. Το αποτέλεσμα είναι ένα είδος μήτρας μεγάλου αριθμού μεμονωμένων θερμοστοιχείων που βρίσκονται ανάμεσα σε δύο κεραμικές πλάκες.

Η θερμοηλεκτρική μονάδα που σχηματίζεται από θερμοστοιχεία κατασκευάζεται σε ένα ενιαίο περίβλημα μικρού μεγέθους. Όταν συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα, είναι δυνατό να ενισχυθεί το αποτέλεσμα ψύξης ή να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια. Σε ψυχρότερη λειτουργία, ο θετικός ακροδέκτης της μήτρας συνδέεται στο πρώτο ζεύγος με έναν αγωγό τύπου n, η αρνητική επαφή συνδέεται με αγωγούς τύπου p. Ως εξωτερικές επενδύσεις χρησιμοποιούνται ειδικά κεραμικά κατασκευασμένα από οξείδιο του αλουμινίου και νιτρίδιο. Αυτό εξασφαλίζει την καλύτερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας και στις δύο πλευρές τόσο σε υψηλές όσο και σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Αριθμός θερμοστοιχείων στη μονάδαδεν περιορίζεται με τίποτα και μπορεί να φτάσει και αρκετές εκατοντάδες. Όσο περισσότερα είναι, τόσο καλύτερο γίνεται αισθητό το αποτέλεσμα ψύξης. Για να αυξηθεί η απόδοση του στοιχείου Peltier, ένα ψυγείο με τη μεγαλύτερη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας προσαρτάται στην ψυχρή πλευρά του. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλακών πρέπει να είναι τουλάχιστον δύο δεκάδες μοίρες.

Όταν εφαρμόζεται τάση στις πλάκες, η μία πλευρά γίνεται ζεστή και η άλλη κρύα. Όταν η πολικότητα της τάσης τροφοδοσίας αλλάζει, η θερμοκρασία των πλακών αλλάζει θέσεις.

Λαμβάνοντας υπόψη την πολυπλοκότητα και τη δυνατότητα κατασκευής, δεν είναι δυνατό να φτιάξετε ένα θερμοηλεκτρικό στοιχείο με τα χέρια σας. Αλλά και πάλι υπάρχουν τεχνίτες που προσφέρουν τις εξελίξεις τους. Το αποτέλεσμα παρατηρείται, αλλά είναι αδύνατο να επιτευχθεί αύξηση της απόδοσης χωρίς ειδικό ερευνητικό εργαστήριο. Μπορείτε ακόμη να βρείτε ένα βίντεο για αυτό το θέμα με οδηγίες βήμα προς βήμα.

Χαρακτηριστικά του στοιχείου Peltier

Στα χαρακτηριστικά στοιχείο που βασίζεται σε διμεταλλικά ζεύγηθα πρέπει να περιλαμβάνει:

Εμφάνιση φόρμουλας

Το φαινόμενο Peltier περιλαμβάνει τη ροή του ρεύματος μέσω της επαφής δύο μετάλλων με διαφορετική αγωγιμότητα. Ως αποτέλεσμα, απελευθερώνεται θερμότητα ή κρύο, το οποίο εξαρτάται από την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος.

Στην έκφραση τύπου, το φαινόμενο Peltier μπορεί να απεικονιστεί:

Q p=P12 j, όπου P12 είναι ο συντελεστής Peltier. Ο δείκτης εξαρτάται από τον τύπο του μετάλλου που χρησιμοποιείται και τις θερμοηλεκτρικές του ιδιότητες.

Εκτός από τα πλεονεκτήματα, η συσκευή έχει επίσης ορισμένα μειονεκτήματα, τα οποία περιλαμβάνουν:

Χαμηλή απόδοση. Για να επιτευχθεί σημαντική διαφορά θερμοκρασίας, είναι απαραίτητο να τροφοδοτηθεί επαρκώς μεγάλο ρεύμα στις πλάκες.

Για να αφαιρέσετε αποτελεσματικά τη θερμική ενέργεια, είναι απαραίτητο να παρέχετε ένα ψυγείο.

Λειτουργία γεννήτριας του στοιχείου Peltier

Η ανακάλυψη του Jacques-Charles Peltier κυριολεκτικά ανέτρεψε τον κόσμο, αφού η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καθολική γεννήτρια θερμότητας και κρύου. Εκτός από αυτές τις λειτουργίες, σημειώθηκε ένα άλλο σημαντικό αποτέλεσμα - η λειτουργία γεννήτριας. Εάν η θερμή πλευρά της συσκευής θερμαίνεται και η ψυχρή πλευρά ψύχεται, τότε εμφανίζεται μια διαφορά δυναμικού στους ακροδέκτες και όταν το κύκλωμα είναι κλειστό, το ρεύμα αρχίζει να ρέει.

Γεννήτρια βασισμένη σε στοιχείο PeltierΜπορείτε να το κάνετε μόνοι σας και δεν απαιτεί ειδικές δεξιότητες. Αξίζει όμως να καταλάβουμε ότι το χρησιμοποιημένο Κινέζοι προγραμματιστέςτο υλικό δεν έχει ιδανικά χαρακτηριστικά που του επιτρέπουν να αποκτήσει τη μέγιστη ενέργεια. Οι διαθέσιμες θερμοηλεκτρικές μονάδες προς πώληση επαρκούν για:

• φόρτιση κινητές συσκευές;
• Τροφοδοτικό για φωτισμό LED.
• κατασκευή αυτόνομου ραδιοφωνικού δέκτη και άλλους σκοπούς.

Μπορείτε να βρείτε πολλά βίντεο για αυτό το θέμα από Λεπτομερής περιγραφήόλα τα στάδια. Επομένως, εάν θέλετε να φτιάξετε μια θερμοηλεκτρική μονάδα για την παραγωγή ενέργειας, τότε αυτό είναι πολύ πιθανό.

Το πρώτο βήμα είναι να παραγγείλετε τον απαιτούμενο αριθμό στοιχείων Peltier, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά τους. Μια συσκευή με ισχύ 10 W στο ίδιο e-Bay κοστίζει 15 $. Και αυτό θα είναι αρκετό για τη φόρτιση smartphone. Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η αποτελεσματική απομάκρυνση της θερμότητας. Για τους σκοπούς αυτούς, μπορείτε να σχεδιάσετε ένα σύστημα ψύξης υγρού με φυσική κυκλοφορία. Και θερμαίνετε την καυτή πλευρά με οποιαδήποτε πηγή θερμότητας, συμπεριλαμβανομένης της ανοιχτής φωτιάς. Σαν άποτέλεσμα οποιονδήποτε ραδιοερασιτέχνημπορεί να φτιάξει μόνος του μια εξαιρετική θερμοηλεκτρική γεννήτρια, την οποία μπορείτε να πάρετε μαζί σας σε πεζοπορία, ψάρεμα ή στην εξοχή.

Μια τυπική κυψέλη παράγει ισχύ 5 V και 1 W, η οποία είναι αρκετή για μικρό φωτισμό. Για παράδειγμα, για την κατασκευή ενός φακού που θερμαίνεται από τη θερμότητα των χεριών σας. Διατίθενται επίσης προς πώληση έτοιμα στοιχεία με τάσεις εξόδου έως 12 V.

Φορητή θερμοηλεκτρική σόμπα με λειτουργία γεννήτριας

Σήμερα μπορείτε να βρείτε πολλούς τρόπους για να φτιάξετε μια αρκετά αποδοτική θερμοηλεκτρική γεννήτρια με βάση ένα στοιχείο Peltier με τα χέρια σας. Ως ένας από αυτούς - φορητή σόμπα με τζάκιαπό παλιά μονάδα υπολογιστήθρέψη. Το ίδιο το θερμοηλεκτρικό στοιχείο Peltier είναι προσαρτημένο σε μία από τις πλευρές της θήκης μέσω θερμικής πάστας με ένα εντυπωσιακό μέγεθος καλοριφέρ. Αυτή η εγκατάσταση θα σας επιτρέψει να πάρετε θερμότητα σε οποιοδήποτε βολικό μέρος, να μαγειρέψετε φαγητό και να φορτίσετε το τηλέφωνό σας.

Συνεχίζοντας το θέμα των σπιτικών συσκευών.
Αυτή τη φορά θα μιλήσουμε για μια γεννήτρια θερμοκρασίας που βασίζεται σε στοιχεία Peltier.

Τα στοιχεία Peltier είναι τόσο μικρά (συνήθως 4x4 εκ.) γυαλιά, που αποτελούνται από κεραμικές πλάκες και ένα διμεταλλικό μεταξύ τους, μέσω των οποίων, όταν η μία πλευρά θερμαίνεται και η άλλη ψύχεται, παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ή αντίστροφα, εφαρμόζοντας ρεύμα θερμαίνουμε τη μια πλευρά και ψύχουμε την άλλη. Αυτή η ιδιότητα των στοιχείων Peltier χρησιμοποιείται στην κατασκευή φορητών ψυγείων, αλλά με ενδιαφέρει πρωτίστως η ικανότητα παραγωγής αυτών των συσκευών.

Πράγματι, πολύ βολικό. Θερμαίνετε τη μία πλευρά του στοιχείου, ψύχετε την άλλη - και έχετε αρκετό ρεύμα και τάση για να φορτίσετε, για παράδειγμα, ένα κινητό τηλέφωνο ή άλλες ηλεκτρονικές συσκευές. Γενικά έχω πρόβλημα με το ρεύμα, δεν συμβαίνει συχνά, οπότε χρειάζομαι κάτι τέτοιο ζωτικά. Όχι, φυσικά, τα ηλιακά πάνελ μπορούν να λύσουν εν μέρει το πρόβλημα της έλλειψης ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή, σε αυτό το στάδιο, γενικά θεωρώ μια από τις καλύτερες πηγές εναλλακτικής ενέργειας. Γι' αυτό έχω ηλιακή μπαταρία(για το οποίο θα σας πω αργότερα), μικρό, αλλά αρκετά δυνατό για μένα. Παράγει κάπου μεταξύ 1 και 1,5 αμπέρ σε τάση 5 έως 15 βολτ.

Αλλά ο ήλιος δεν είναι πάντα εκεί, οπότε η θερμογεννήτρια αποδείχθηκε πιο απαραίτητη. Ναι, ακόμη και έξω από τον πολιτισμό είναι απαραίτητο, και νομίζω ότι και οι επιζώντες ενδιαφέρονται για τέτοια πράγματα.

Για τη δημιουργία μιας θερμογεννήτριας, δεν είναι κατάλληλα όλα τα στοιχεία Peltier, αλλά μόνο εκείνα που διατηρούν θερμοκρασία 300-400 μοίρες. Φυσικά, είναι δυνατή η κατασκευή μιας γεννήτριας από συνηθισμένα στοιχεία, αυτά που χρησιμοποιούνται στα ψυγεία, αλλά μόνο ως πείραμα. Γιατί μόλις υπερθερμανθείς, το στοιχείο θα αστοχήσει. Μπορείτε να αγοράσετε στοιχεία υψηλής θερμοκρασίας από τους Αμερικανούς ή τους Κινέζους. (Μια μικρή παρέκκλιση για τους Κινέζους: διαβάζοντας το ιστολόγιό μου, μπορεί να έχετε τη λανθασμένη ιδέα ότι έχω κακή στάση απέναντι στην Κίνα ή τους Κινέζους. Αντίθετα, θαυμάζω την Κίνα, κάτι που δεν με εμποδίζει να πιστεύω ότι αυτό είναι το πιο Πιθανός εχθρός.Πάλι και οι Γερμανοί όταν -ήταν εχθρός μας και οι Γάλλοι και όποιος δεν ήταν.Και λοιπόν;Αν γίνει πόλεμος θα μισούμε, αλλά όσο υπάρχει ειρήνη είμαστε φίλοι. Επιπλέον, όλα θα τελειώσουν στο τέλος, όπως συνέβαινε στο παρελθόν με άλλα έθνη. Και μετά από όλους τους πολέμους, οι Ρώσοι και οι Κινέζοι θα γίνουν αδέρφια για πάντα. Αμήν.)
Μπορείτε να αγοράσετε στοιχεία από τους συμπατριώτες σας, αλλά σε φανταστική τιμή, και δεν είναι αυτός ο τρόπος μας.

Έτσι η θερμογεννήτριά μου θερμαίνεται με καυστήρα λαδιού (χρησιμοποιώντας κανονικό, φθηνότερο ηλιέλαιο).

Το οποίο τοποθετείται σε ένα τέτοιο πτυσσόμενο περίβλημα, αποτελούμενο από ένα κασσίτερο, έναν ρυθμιστή ύψους καυστήρα και το ίδιο το στοιχείο Peltier.

Ο ίδιος ο καυστήρας αποτελείται επίσης από ένα κουτί και ένα φυτίλι από κάρβουνο.

Μπορείτε να φτιάξετε ένα τέτοιο φυτίλι χρησιμοποιώντας αυτήν την οδηγία βίντεο.

Προσωπικά, φτιάχνω τέτοια φυτίλια από κάρβουνα από φωτιά· οι προχωρημένοι κάτοικοι μεγάλων πόλεων μπορούν απλά να αγοράσουν κάρβουνο σε ένα κατάστημα. Ένας τέτοιος καυστήρας είναι καλός από μόνος του· μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή φωτισμού, αντί για κεριά. Δεν χρειάζεται πολύ λάδι για να λειτουργήσει, δεν καπνίζει πολύ και μπορεί να καίει για μέρες.

Αυτό είναι ένα στοιχείο Peltier, ένα ψυγείο για την ψύξη ενός επεξεργαστή υπολογιστή, με έναν ανεμιστήρα, τοποθετείται πάνω του.

Αυτός είναι ο ρυθμιστής στάθμης πυρκαγιάς καυστήρα. Το έφτιαξα από ένα νεκρό CD-rom. Μπορεί να φτιαχτεί από οτιδήποτε, αρκεί να λειτουργεί η φαντασία σας.

Έχω ένα στοιχείο Peltier (σε αυτή την έκδοση, δύο ή τρία στοιχεία, το ένα πάνω στο άλλο, όλα λιπασμένα με θερμική πάστα) τοποθετημένο μεταξύ ενός καλοριφέρ ψύξης και ενός καλοριφέρ θέρμανσης.

Γέμισα τον χώρο γύρω από το στοιχείο με λάστιχο (από τα τακούνια των περιττών παπουτσιών) και το κόλλησα όλο μαζί με θερμομονωτικό αυτοκινήτου.

Ο ανεμιστήρας ψύξης κατασκευάστηκε από έναν κινητήρα 3 volt από το ίδιο ελαττωματικό CD-rom και τα πτερύγια ενός τυπικού ανεμιστήρα από ένα ψυγείο υπολογιστή. Ο κινητήρας και ο ανεμιστήρας συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας κινέζικη υπερκόλλα και μια θήκη δίσκου από το ίδιο CD-rom. Το αποτέλεσμα είναι ένας ανεμιστήρας ψύξης που αρχίζει να λειτουργεί με ενάμιση βολτ και καταναλώνει πολύ λίγο ρεύμα.

Για το καλοριφέρ, πήρα ένα καλοριφέρ από ένα παλιό ψυγείο επεξεργαστή.

Η τάση, περίπου 6-8 βολτ, πηγαίνει στον μετατροπέα, όπου μειώνεται στα πέντε βολτ που χρειάζονται για τις συσκευές.

Έχω ήδη γράψει για αυτόν τον μετατροπέα.

Εδώ είναι η ίδια η συναρμολογημένη γεννήτρια. Μόλις (μέσα σε ένα ή δύο λεπτά) η παραγόμενη τάση φτάσει το ενάμισι βολτ, ο ανεμιστήρας ψύξης αρχίζει να περιστρέφεται και η ψυχρή πλευρά του στοιχείου αρχίζει να ψύχεται. Η θερμογεννήτρια εισέρχεται σε κατάσταση λειτουργίας μέσα σε λίγα λεπτά. Μπορεί να τροφοδοτήσει γιρλάντες LED και να φορτίσει ηλεκτρονικές συσκευές. Η γεννήτρια μου παράγει περίπου 400 milliamps ρεύμα στα 5 βολτ. Η ισχύς ρεύματος εξαρτάται από το στοιχείο που χρησιμοποιείται. Αν γίνεται θα βάλω καλύτερα στοιχεία.

Επίσης αυτή η συσκευή, εάν αφαιρέσετε το εξάρτημα της γεννήτριας, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε ως κανονικό καυστήρα για βραστό νερό. Συνήθως γεμίζω το βάζο μέχρι τη μέση και βράζει μέσα σε 10-15 λεπτά.

Ο ψυκτικός εξοπλισμός έχει καθιερωθεί τόσο σταθερά στη ζωή μας που είναι ακόμη δύσκολο να φανταστούμε πώς θα μπορούσαμε να ζήσουμε χωρίς αυτόν. Αλλά τα κλασικά σχέδια ψυκτικού δεν είναι κατάλληλα για χρήση κινητού, για παράδειγμα, ως ταξιδιωτικό τσαντάκι.

Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται εγκαταστάσεις στις οποίες η αρχή λειτουργίας βασίζεται στο φαινόμενο Peltier. Ας μιλήσουμε εν συντομία για αυτό το φαινόμενο.

Τι είναι?

Αυτός ο όρος αναφέρεται σε ένα θερμοηλεκτρικό φαινόμενο που ανακαλύφθηκε το 1834 από τον Γάλλο φυσιοδίφη Jean-Charles Peltier. Η ουσία του αποτελέσματος είναι η απελευθέρωση ή η απορρόφηση θερμότητας στην περιοχή όπου έρχονται σε επαφή ανόμοιοι αγωγοί μέσω των οποίων διέρχεται το ηλεκτρικό ρεύμα.

Σύμφωνα με την κλασική θεωρία, υπάρχει η ακόλουθη εξήγηση του φαινομένου: το ηλεκτρικό ρεύμα μεταφέρει ηλεκτρόνια μεταξύ των μετάλλων, τα οποία μπορούν να επιταχύνουν ή να επιβραδύνουν την κίνησή τους, ανάλογα με τη διαφορά δυναμικού επαφής σε αγωγούς κατασκευασμένους από διαφορετικά υλικά. Αντίστοιχα, με αύξηση της κινητικής ενέργειας, μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια.

Στον δεύτερο αγωγό, παρατηρείται μια αντίστροφη διαδικασία, που απαιτεί αναπλήρωση ενέργειας, σύμφωνα με τον θεμελιώδη νόμο της φυσικής. Αυτό συμβαίνει λόγω θερμικής δόνησης, η οποία προκαλεί ψύξη του μετάλλου από το οποίο κατασκευάζεται ο δεύτερος αγωγός.

Οι σύγχρονες τεχνολογίες καθιστούν δυνατή την παραγωγή ημιαγωγών στοιχείων-μονάδων με μέγιστο θερμοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Είναι λογικό να μιλήσουμε εν συντομία για τον σχεδιασμό τους.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας

Τα σύγχρονα δομοστοιχεία είναι μια κατασκευή που αποτελείται από δύο μονωτικές πλάκες (συνήθως κεραμικές), με σειριακά συνδεδεμένα θερμοστοιχεία που βρίσκονται μεταξύ τους. Ένα απλοποιημένο διάγραμμα ενός τέτοιου στοιχείου μπορεί να βρεθεί στο παρακάτω σχήμα.

Ονομασίες:

• A – επαφές για σύνδεση σε πηγή ρεύματος.
• Β – καυτή επιφάνεια του στοιχείου.
• C – ψυχρή πλευρά.
• D – χάλκινοι αγωγοί.
• E – ημιαγωγός που βασίζεται σε p-junction.
• F – ημιαγωγός τύπου n.

Ο σχεδιασμός είναι κατασκευασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε πλευρά της μονάδας να έρχεται σε επαφή είτε p-n είτε n-p μεταβάσεις(ανάλογα με την πολικότητα). Επαφές p-nζεσταίνω, n-p – ψύχεται (βλ. Εικ. 3). Κατά συνέπεια, μια διαφορά θερμοκρασίας (DT) εμφανίζεται στις πλευρές του στοιχείου. Για έναν παρατηρητή, αυτό το φαινόμενο θα μοιάζει με μεταφορά θερμικής ενέργειας μεταξύ των πλευρών της μονάδας. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αλλαγή της πολικότητας ισχύος οδηγεί σε αλλαγή στις ζεστές και κρύες επιφάνειες.

Ρύζι. 3. Α – θερμή πλευρά του θερμοστοιχείου, Β – ψυχρή πλευρά

Προδιαγραφές

Τα χαρακτηριστικά των θερμοηλεκτρικών μονάδων περιγράφονται από τις ακόλουθες παραμέτρους:

• ικανότητα ψύξης (Q max), αυτό το χαρακτηριστικό προσδιορίζεται με βάση το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα και τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλευρών της μονάδας, μετρημένη σε Watt.
• μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλευρών του στοιχείου (DT max), η παράμετρος δίνεται για ιδανικές συνθήκες, η μονάδα μέτρησης είναι μοίρες.
• επιτρεπόμενο ρεύμα που απαιτείται για τη διασφάλιση της μέγιστης διαφοράς θερμοκρασίας – I max;
• η μέγιστη τάση U max που απαιτείται για να φτάσει το ρεύμα I max τη διαφορά κορυφής DT max .
• εσωτερική αντίσταση της μονάδας – Αντίσταση, που υποδεικνύεται σε Ohms.
• συντελεστής απόδοσης - COP (συντομογραφία από τα αγγλικά - συντελεστής απόδοσης), ουσιαστικά αυτή είναι η απόδοση της συσκευής, που δείχνει την αναλογία ψύξης προς κατανάλωση ενέργειας. Για φθηνά στοιχεία, αυτή η παράμετρος κυμαίνεται από 0,3-0,35, για πιο ακριβά μοντέλα προσεγγίζει το 0,5.

Βαθμολόγηση

Ας δούμε πώς αποκρυπτογραφούνται οι τυπικές σημάνσεις των μονάδων χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της Εικόνας 4.

Εικόνα 4. Μονάδα Peltier με την ένδειξη TEC1-12706

Η σήμανση χωρίζεται σε τρεις σημαντικές ομάδες:

1. Ονομασία στοιχείου. Τα δύο πρώτα γράμματα είναι πάντα αμετάβλητα (TE), υποδεικνύοντας ότι πρόκειται για θερμοστοιχείο. Το επόμενο δείχνει το μέγεθος, μπορεί να υπάρχουν τα γράμματα "C" (κανονικό) και "S" (μικρό). Ο τελευταίος αριθμός υποδεικνύει πόσα επίπεδα (cascades) υπάρχουν στο στοιχείο.
2. Ο αριθμός των θερμοστοιχείων στη μονάδα που φαίνεται στη φωτογραφία είναι 127.
3. Το ονομαστικό ρεύμα είναι σε Amperes, για εμάς είναι 6 A.

Οι σημάνσεις άλλων μοντέλων της σειράς TEC1 διαβάζονται με τον ίδιο τρόπο, για παράδειγμα: 12703, 12705, 12710 κ.λπ.

Εφαρμογή

Παρά τη μάλλον χαμηλή απόδοση, τα θερμοηλεκτρικά στοιχεία χρησιμοποιούνται ευρέως στις μετρήσεις, τους υπολογιστές και τις οικιακές συσκευές. Οι μονάδες αποτελούν σημαντικό στοιχείο λειτουργίας των ακόλουθων συσκευών:

• κινητές μονάδες ψύξης?
• μικρές γεννήτριες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
• συστήματα ψύξης σε προσωπικούς υπολογιστές.
• ψύκτες για ψύξη και θέρμανση νερού.
• αφυγραντήρες κ.λπ.

Ας δώσουμε λεπτομερή παραδείγματα χρήσης θερμοηλεκτρικών μονάδων.

Ψυγείο με στοιχεία Peltier

Οι θερμοηλεκτρικές μονάδες ψύξης είναι σημαντικά κατώτερες σε απόδοση από τα ανάλογα συμπιεστή και απορρόφησης. Έχουν όμως σημαντικά πλεονεκτήματα, γεγονός που καθιστά τη χρήση τους σκόπιμη υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Αυτά τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν:

• απλότητα σχεδιασμού?
• αντοχή σε κραδασμούς?
• απουσία κινούμενων στοιχείων (εκτός από τον ανεμιστήρα που φυσάει το ψυγείο).
• χαμηλό επίπεδο θορύβου?
• μικρές διαστάσεις?
• ικανότητα εργασίας σε οποιαδήποτε θέση ·
• μεγάλη διάρκεια ζωής ·
• χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι ιδανικά για κινητές εγκαταστάσεις.

Στοιχείο Peltier ως γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας

Οι θερμοηλεκτρικές μονάδες μπορούν να λειτουργήσουν ως γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας εάν μια από τις πλευρές τους υποβληθεί σε αναγκαστική θέρμανση. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλευρών, τόσο υψηλότερο είναι το ρεύμα που παράγεται από την πηγή. Δυστυχώς, η μέγιστη θερμοκρασία για τη θερμική γεννήτρια είναι περιορισμένη· δεν μπορεί να είναι υψηλότερη από το σημείο τήξης της συγκόλλησης που χρησιμοποιείται στη μονάδα. Η παραβίαση αυτής της συνθήκης θα οδηγήσει σε αστοχία του στοιχείου.

Για τη μαζική παραγωγή θερμικών γεννητριών, χρησιμοποιούνται ειδικές μονάδες με πυρίμαχη συγκόλληση που μπορούν να θερμανθούν σε θερμοκρασία 300°C. Σε συνηθισμένα στοιχεία, για παράδειγμα, TEC1 12715, το όριο είναι 150 μοίρες.

Δεδομένου ότι η απόδοση τέτοιων συσκευών είναι χαμηλή, χρησιμοποιούνται μόνο σε περιπτώσεις όπου δεν είναι δυνατή η χρήση πιο αποδοτικής πηγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, οι θερμικές γεννήτριες 5-10 W είναι σε ζήτηση μεταξύ τουριστών, γεωλόγων και κατοίκων απομακρυσμένων περιοχών. Μεγάλο και δυνατό σταθερές εγκαταστάσεις, που τροφοδοτούνται από καύσιμο υψηλής θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία μονάδων διανομής αερίου, εξοπλισμό μετεωρολογικών σταθμών κ.λπ.

Για να κρυώσει ο επεξεργαστής

Σχετικά πρόσφατα, αυτές οι μονάδες άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε συστήματα ψύξης CPU προσωπικούς υπολογιστές. Λαμβάνοντας υπόψη τη χαμηλή απόδοση των θερμοστοιχείων, τα οφέλη τέτοιων δομών είναι μάλλον αμφίβολα. Για παράδειγμα, για να ψύξετε μια πηγή θερμότητας 100-170 W (ταιριάζει περισσότερο μοντέρνα μοντέλα CPU), θα χρειαστεί να ξοδέψετε 400-680 W, κάτι που απαιτεί την εγκατάσταση ενός ισχυρού τροφοδοτικού.

Η δεύτερη παγίδα είναι ότι ένας μη φορτωμένος επεξεργαστής θα απελευθερώσει λιγότερη θερμική ενέργεια και η μονάδα μπορεί να την κρυώσει κάτω από το σημείο δρόσου. Ως αποτέλεσμα, θα αρχίσει να σχηματίζεται συμπύκνωση, η οποία είναι εγγυημένη ότι θα βλάψει τα ηλεκτρονικά.

Όσοι αποφασίσουν να δημιουργήσουν ένα τέτοιο σύστημα μόνοι τους θα χρειαστεί να πραγματοποιήσουν μια σειρά υπολογισμών για να επιλέξουν την ισχύ της μονάδας για ένα συγκεκριμένο μοντέλο επεξεργαστή.

Με βάση τα παραπάνω, η χρήση αυτών των μονάδων ως συστήματος ψύξης CPU δεν είναι οικονομικά αποδοτική, επιπλέον, μπορεί να προκαλέσουν αστοχία εξοπλισμός υπολογιστώνεκτός λειτουργίας.

Η κατάσταση είναι εντελώς διαφορετική με τις υβριδικές συσκευές, όπου οι θερμικές μονάδες χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με ψύξη νερού ή αέρα.

Τα υβριδικά συστήματα ψύξης έχουν αποδείξει την αποτελεσματικότητά τους, αλλά το υψηλό κόστος περιορίζει τον κύκλο των θαυμαστών τους.

Κλιματιστικό με βάση στοιχεία Peltier

Θεωρητικά, μια τέτοια συσκευή θα είναι δομικά πολύ πιο απλή από τα κλασικά συστήματα κλιματισμού, αλλά όλα καταλήγουν σε χαμηλή απόδοση. Άλλο είναι να ψύχεις έναν μικρό όγκο ψυγείου, άλλο πράγμα να ψύχεις ένα δωμάτιο ή το εσωτερικό ενός αυτοκινήτου. Ανοιχτά κλιματιστικά θερμοηλεκτρικές μονάδεςθα καταναλώσει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια (3-4 φορές) από τον εξοπλισμό που λειτουργεί με ψυκτικό.

Σχετικά με τη χρήση ως σύστημα αυτοκινήτουτον έλεγχο του κλίματος, τότε η ισχύς μιας τυπικής γεννήτριας δεν θα είναι αρκετή για τη λειτουργία μιας τέτοιας συσκευής. Η αντικατάστασή του με πιο αποδοτικό εξοπλισμό θα οδηγήσει σε σημαντική κατανάλωση καυσίμου, η οποία δεν είναι οικονομικά αποδοτική.

Στα θεματικά φόρουμ, προκύπτουν περιοδικά συζητήσεις για αυτό το θέμα και εξετάζονται διάφορα οικιακά σχέδια, αλλά δεν έχει δημιουργηθεί ακόμη ένα πλήρες πρωτότυπο εργασίας (χωρίς να υπολογίζεται το κλιματιστικό για ένα χάμστερ). Είναι πολύ πιθανό η κατάσταση να αλλάξει όταν οι μονάδες με πιο αποδεκτή απόδοση γίνουν ευρέως διαθέσιμες.

Για ψύξη νερού

Το θερμοηλεκτρικό στοιχείο χρησιμοποιείται συχνά ως ψυκτικό υγρό για ψύκτες νερού. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει: μονάδα ψύξης, ελεγκτή με θερμοστάτη και θερμαντήρα. Αυτή η εφαρμογή είναι πολύ απλούστερη και φθηνότερη από ένα κύκλωμα συμπιεστή· επιπλέον, είναι πιο αξιόπιστη και ευκολότερη στη λειτουργία της. Υπάρχουν όμως και ορισμένα μειονεκτήματα:

• το νερό δεν κρυώνει κάτω από 10-12°C.
• η ψύξη διαρκεί περισσότερο από το αντίστοιχο του συμπιεστή, επομένως, ένα τέτοιο ψυγείο δεν είναι κατάλληλο για γραφείο με μεγάλο αριθμό εργαζομένων.
• η συσκευή είναι ευαίσθητη στην εξωτερική θερμοκρασία, σε ένα ζεστό δωμάτιο το νερό δεν θα κρυώσει στην ελάχιστη θερμοκρασία.
• Δεν συνιστάται η εγκατάσταση σε χώρους με σκόνη, καθώς ο ανεμιστήρας μπορεί να βουλώσει και η μονάδα ψύξης μπορεί να αποτύχει.

Επιτραπέζιο ψυγείο νερού με χρήση στοιχείου Peltier

Στεγνωτήρας αέρα με βάση στοιχεία Peltier

Σε αντίθεση με ένα κλιματιστικό, η εφαρμογή ενός αφυγραντήρα με χρήση θερμοηλεκτρικών στοιχείων είναι αρκετά δυνατή. Ο σχεδιασμός είναι αρκετά απλός και φθηνός. Η μονάδα ψύξης μειώνει τη θερμοκρασία του ψυγείου κάτω από το σημείο δρόσου, ως αποτέλεσμα, η υγρασία που περιέχεται στον αέρα που διέρχεται από τη συσκευή καθιζάνει πάνω του. Το καθιζάνον νερό απορρίπτεται σε ειδική δεξαμενή αποθήκευσης.

Παρά τη χαμηλή απόδοση, σε αυτή την περίπτωση η απόδοση της συσκευής είναι αρκετά ικανοποιητική.

Πώς να συνδεθείτε;

Δεν θα υπάρξουν προβλήματα στη σύνδεση της μονάδας, πρέπει να εφαρμοστεί σταθερή τάση στα καλώδια εξόδου, η τιμή της υποδεικνύεται στο φύλλο δεδομένων του στοιχείου. Το κόκκινο καλώδιο πρέπει να συνδεθεί στο θετικό, το μαύρο καλώδιο στο αρνητικό. Προσοχή! Η αντιστροφή της πολικότητας αντιστρέφει τις θέσεις των ψυχόμενων και θερμαινόμενων επιφανειών.

Πώς να ελέγξετε το στοιχείο Peltier για λειτουργικότητα;

Το πιο απλό και αξιόπιστο τρόπο– απτικός. Είναι απαραίτητο να συνδέσετε τη μονάδα στην κατάλληλη πηγή τάσης και να αγγίξετε τις διαφορετικές πλευρές της. Για ένα στοιχείο εργασίας, ένα από αυτά θα είναι πιο ζεστό, το άλλο πιο κρύο.

Εάν δεν έχετε μια κατάλληλη πηγή στο χέρι, θα χρειαστείτε ένα πολύμετρο και έναν αναπτήρα. Η διαδικασία επαλήθευσης είναι αρκετά απλή:

1. συνδέστε τους ανιχνευτές στους ακροδέκτες της μονάδας.
2. φέρτε τον αναμμένο αναπτήρα σε μία από τις πλευρές.
3. Παρατηρούμε τις ενδείξεις της συσκευής.

Στη μονάδα εργασίας, όταν θερμαίνεται μία από τις πλευρές, δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο θα εμφανιστεί στην οθόνη της συσκευής.

Πώς να φτιάξετε ένα στοιχείο Peltier με τα χέρια σας;

Είναι σχεδόν αδύνατο να φτιάξετε μια σπιτική ενότητα στο σπίτι, ειδικά επειδή δεν έχει νόημα να το κάνετε, δεδομένου του σχετικά χαμηλού κόστους τους (περίπου $4-$10). Αλλά μπορείτε να συναρμολογήσετε μια συσκευή που θα είναι χρήσιμη σε μια πεζοπορία, για παράδειγμα, μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια.

Για να σταθεροποιήσετε την τάση, είναι απαραίτητο να συναρμολογήσετε έναν απλό μετατροπέα στο τσιπ IC L6920.

Η είσοδος ενός τέτοιου μετατροπέα τροφοδοτείται με τάση στην περιοχή 0,8-5,5 V και στην έξοδο θα παράγει ένα σταθερό 5 V, το οποίο είναι αρκετά αρκετό για να επαναφορτίσει τις περισσότερες κινητές συσκευές. Εάν χρησιμοποιείται ένα συμβατικό στοιχείο Peltier, είναι απαραίτητο να περιοριστεί το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας της θερμαινόμενης πλευράς στους 150 °C. Για να αποφύγετε την ταλαιπωρία της παρακολούθησης, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε μια κατσαρόλα με βραστό νερό ως πηγή θερμότητας. Σε αυτήν την περίπτωση, το στοιχείο εγγυάται ότι δεν θερμαίνεται πάνω από 100 °C.

Το θερμοστοιχείο (μονάδα Peltier) λειτουργεί με την αντίστροφη αρχή ενός θερμοστοιχείου - την εμφάνιση διαφοράς θερμοκρασίας όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα.

Πώς λειτουργεί το στοιχείο Peltier;

Είναι πολύ απλό να χρησιμοποιήσετε μια μονάδα Peltier, η αρχή της οποίας είναι να απελευθερώνει ή να απορροφά θερμότητα τη στιγμή της επαφής διαφορετικά υλικάόταν η ροή ενέργειας των ηλεκτρονίων διέρχεται από αυτό πριν και μετά την επαφή, είναι διαφορετική. Αν είναι λιγότερο στην έξοδο, σημαίνει ότι εκεί παράγεται θερμότητα. Όταν τα ηλεκτρόνια που έρχονται σε επαφή αναστέλλονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο, μεταφέρουν κινητική ενέργεια στο κρυσταλλικό πλέγμα, θερμαίνοντάς το. Εάν επιταχυνθούν, απορροφάται θερμότητα. Αυτό συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι μέρος της ενέργειας λαμβάνεται από κρυσταλλικού πλέγματοςκαι κρυώνει.

Σε μεγάλο βαθμό, αυτό το φαινόμενο είναι εγγενές στους ημιαγωγούς, γεγονός που εξηγείται από τη μεγάλη διαφορά στα φορτία.

Η μονάδα Peltier, η εφαρμογή της οποίας είναι το θέμα της ανασκόπησής μας, χρησιμοποιείται στη δημιουργία θερμοηλεκτρικών συσκευών ψύξης (TEC). Το απλούστερο από αυτά αποτελείται από δύο ημιαγωγούς τύπου p και n που συνδέονται σε σειρά μέσω επαφών χαλκού.

Εάν τα ηλεκτρόνια μετακινηθούν από έναν ημιαγωγό "p" στο "n", στην πρώτη ένωση με μια μεταλλική γέφυρα ανασυνδυάζονται, απελευθερώνοντας ενέργεια. Η επόμενη μετάβαση από τον ημιαγωγό "p" στον χάλκινο αγωγό συνοδεύεται από το "τράβηγμα" ηλεκτρονίων μέσω της επαφής από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε απορρόφηση ενέργειας και ψύξη της περιοχής γύρω από την επαφή. Οι διεργασίες συμβαίνουν με παρόμοιο τρόπο στις ακόλουθες μεταβάσεις.

Με την τοποθέτηση θερμαινόμενων και ψυχόμενων επαφών σε διαφορετικά παράλληλα επίπεδα, θα επιτευχθεί μια πρακτική εφαρμογή της μεθόδου. Οι ημιαγωγοί κατασκευάζονται από σελήνιο, βισμούθιο, αντιμόνιο ή τελλούριο. Η μονάδα Peltier φιλοξενεί μεγάλο αριθμό θερμοζευγών τοποθετημένων μεταξύ κεραμικών πλακών νιτριδίου αλουμινίου ή οξειδίου του αλουμινίου.

Παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα του ΤΕΜ

• Τρέχουσα δύναμη.
• Αριθμός θερμοστοιχείων (έως αρκετές εκατοντάδες).
• Τύποι ημιαγωγών.
• Ρυθμός ψύξης.

Μεγαλύτερες τιμές δεν έχουν ακόμη επιτευχθεί λόγω χαμηλής απόδοσης (5-8%) και υψηλού κόστους. Για να λειτουργήσει επιτυχώς ένα TEM, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η αποτελεσματική απομάκρυνση της θερμότητας από τη θερμαινόμενη πλευρά. Αυτό δημιουργεί δυσκολίες στην πρακτική εφαρμογή της μεθόδου. Εάν η πολικότητα αντιστραφεί, η κρύα και η καυτή πλευρά αντιστρέφονται η μία την άλλη.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ενοτήτων

Η ανάγκη για TEM προέκυψε με την εμφάνιση ηλεκτρονικών συσκευών που απαιτούσαν μικροσκοπικά συστήματα ψύξης. Τα πλεονεκτήματα των ενοτήτων είναι τα εξής:

• συμπαγές;
• δεν κινούνται αρθρώσεις?
• η μονάδα Peltier έχει αναστρέψιμη αρχή λειτουργίας κατά την αλλαγή της πολικότητας.
• απλότητα των συνδέσεων καταρράκτη για αυξημένη ισχύ.

Το κύριο μειονέκτημα της μονάδας είναι η χαμηλή απόδοση. Αυτό εκδηλώνεται με υψηλή κατανάλωση ενέργειας για να επιτευχθεί το απαιτούμενο αποτέλεσμα ψύξης. Επιπλέον, έχει υψηλό κόστος.

Εφαρμογή ΤΕΜ

Η μονάδα Peltier χρησιμοποιείται κυρίως για την ψύξη μικροκυκλωμάτων και μικρών εξαρτημάτων. Έγινε μια αρχή για την ψύξη στοιχείων στρατιωτικού εξοπλισμού:

• μικροκυκλώματα?
• ανιχνευτές υπερύθρων.
• στοιχεία λέιζερ?
• κρυσταλλικούς ταλαντωτές.

Η θερμοηλεκτρική μονάδα Peltier άρχισε σταδιακά να χρησιμοποιείται σε οικιακές συσκευές: για τη δημιουργία ψυγείων, κλιματιστικών, γεννητριών και θερμοστατών. Ο κύριος σκοπός του είναι να ψύχει μικρά αντικείμενα.

Ψύξη CPU

Τα κύρια στοιχεία των υπολογιστών βελτιώνονται συνεχώς, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της παραγωγής θερμότητας. Μαζί με αυτά αναπτύσσονται συστήματα ψύξης με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών και σύγχρονων ελέγχων. Η μονάδα Peltier έχει βρει εφαρμογή σε αυτόν τον τομέα κυρίως σε μικροκυκλώματα ψύξης και άλλα εξαρτήματα ραδιοφώνου. Οι παραδοσιακοί ψύκτες δεν μπορούν πλέον να αντεπεξέλθουν στους τρόπους αναγκασμένου overclocking των μικροεπεξεργαστών. Και η αύξηση της συχνότητας των επεξεργαστών καθιστά δυνατή την αύξηση της απόδοσής τους.

Η αύξηση της ταχύτητας του ανεμιστήρα οδηγεί σε σημαντικό θόρυβο. Εξαλείφεται με τη χρήση μιας μονάδας Peltier σε ένα σύστημα συνδυασμένης ψύξης. Με αυτόν τον τρόπο, κορυφαίες εταιρείες κατέκτησαν γρήγορα την παραγωγή αποδοτικών συστημάτων ψύξης, τα οποία άρχισαν να έχουν μεγάλη ζήτηση.

Η θερμότητα συνήθως αφαιρείται από τους επεξεργαστές με ψύκτες. Η ροή αέρα μπορεί να αναρροφάται από το εξωτερικό ή να προέρχεται από το εσωτερικό της μονάδας συστήματος. Το κύριο πρόβλημα είναι ότι η θερμοκρασία του αέρα μερικές φορές είναι ανεπαρκής για την απομάκρυνση της θερμότητας. Ως εκ τούτου, τα TEM άρχισαν να χρησιμοποιούνται για την ψύξη της ροής αέρα που εισέρχεται στο μονάδα του συστήματος, αυξάνοντας έτσι την απόδοση της μεταφοράς θερμότητας. Έτσι, το ενσωματωμένο κλιματιστικό είναι βοηθός στο παραδοσιακό σύστημα ψύξης του υπολογιστή.

Τα θερμαντικά σώματα αλουμινίου συνδέονται και στις δύο πλευρές της μονάδας. Από την πλευρά της ψυχρής πλάκας, ο αέρας ψύξης διοχετεύεται στον επεξεργαστή. Αφού πάρει τη θερμότητα, ένας άλλος ανεμιστήρας τον φυσά έξω από την ψύκτρα της μονάδας.

Το σύγχρονο TEM είναι ελεγχόμενο ηλεκτρονική συσκευήμε αισθητήρα θερμοκρασίας, όπου ο βαθμός ψύξης είναι ανάλογος με τη θέρμανση του επεξεργαστή.

Η ενεργοποίηση της ψύξης του επεξεργαστή δημιουργεί επίσης ορισμένα προβλήματα.

1. Οι απλές μονάδες ψύξης Peltier έχουν σχεδιαστεί για συνεχή λειτουργία. Η χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας μειώνει επίσης τη διάχυση θερμότητας, η οποία μπορεί να προκαλέσει υπερβολική ψύξη του τσιπ και στη συνέχεια να παγώσει τον επεξεργαστή.
2. Εάν η λειτουργία του ψυγείου και του ψυγείου δεν συντονίζονται σωστά, το τελευταίο μπορεί να αλλάξει σε λειτουργία θέρμανσης αντί για ψύξη. Η πρόσθετη πηγή θερμότητας θα προκαλέσει υπερθέρμανση του επεξεργαστή.

Έτσι, για σύγχρονους επεξεργαστέςΧρειαζόμαστε προηγμένες τεχνολογίες ψύξης με έλεγχο της λειτουργίας των ίδιων των μονάδων. Τέτοιες αλλαγές στους τρόπους λειτουργίας δεν συμβαίνουν με κάρτες βίντεο, οι οποίες απαιτούν επίσης εντατική ψύξη. Επομένως, το TEM είναι ιδανικό για αυτούς.

Φτιάξτο μόνος σου ψυγείο αυτοκινήτου

Στα μέσα του περασμένου αιώνα, η εγχώρια βιομηχανία προσπάθησε να κυριαρχήσει στην παραγωγή ψυγείων μικρού μεγέθους με βάση το φαινόμενο Peltier. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες εκείνης της εποχής δεν επέτρεπαν να γίνει αυτό. Στις μέρες μας ο περιοριστικός παράγοντας είναι κυρίως υψηλή τιμή, αλλά οι προσπάθειες συνεχίζονται και η επιτυχία έχει ήδη επιτευχθεί.

Η ευρεία παραγωγή θερμοηλεκτρικών συσκευών σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα μικρό ψυγείο με τα χέρια σας, βολικό για χρήση σε αυτοκίνητα. Η βάση του είναι ένα "σάντουιτς", το οποίο φτιάχνεται ως εξής.

1. Μια στρώση θερμοαγώγιμης πάστας τύπου KPT-8 εφαρμόζεται στο επάνω ψυγείο και η μονάδα Peltier είναι κολλημένη στη μία πλευρά της κεραμικής επιφάνειας.
2. Ομοίως, ένα άλλο ψυγείο είναι προσαρτημένο σε αυτό από την κάτω πλευρά, που προορίζεται για τοποθέτηση στο θάλαμο του ψυγείου.
3. Ολόκληρη η συσκευή συμπιέζεται σφιχτά και στεγνώνει για 4-5 ώρες.
4. Οι ψύκτες είναι εγκατεστημένοι και στα δύο καλοριφέρ: ο επάνω θα αφαιρέσει τη θερμότητα και ο κάτω θα εξισώσει τη θερμοκρασία στο θάλαμο του ψυγείου.

Το σώμα του ψυγείου είναι κατασκευασμένο με θερμομονωτική φλάντζα εσωτερικά. Είναι σημαντικό να κλείνει ερμητικά. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κανονικό πλαστικό κουτί εργαλείων για αυτό.

Τροφοδοσία 12 V παρέχεται από το σύστημα του οχήματος. Μπορεί να γίνει και από δίκτυο 220 V εναλλασσόμενο ρεύμα, με τροφοδοτικό. Χρησιμοποιείται το απλούστερο κύκλωμα μετατροπής AC σε DC. Περιέχει μια ανορθωτική γέφυρα και έναν πυκνωτή που εξομαλύνει τους κυματισμούς. Είναι σημαντικό στην έξοδο να μην υπερβαίνουν το 5% της ονομαστικής τιμής, διαφορετικά η απόδοση της συσκευής μειώνεται. Η μονάδα έχει δύο εξόδους από χρωματιστά σύρματα. Το «συν» συνδέεται πάντα με το κόκκινο και το «πλην» με το μαύρο.

Η ισχύς του TEM πρέπει να αντιστοιχεί στον όγκο του κουτιού. Τα πρώτα 3 ψηφία της σήμανσης υποδεικνύουν τον αριθμό των ζευγών μικροστοιχείων ημιαγωγών μέσα στη μονάδα (49-127 ή περισσότερα). εκφράζεται με τα δύο τελευταία ψηφία της σήμανσης (από 3 έως 15 Α). Εάν η ισχύς δεν είναι αρκετή, πρέπει να κολλήσετε μια άλλη μονάδα στα καλοριφέρ.

Σημείωση! Εάν το ρεύμα υπερβεί την ισχύ του στοιχείου, θα θερμανθεί και στις δύο πλευρές και γρήγορα θα αποτύχει.

Μονάδα Peltier: γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας

Το TEM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλακών και τα θερμοστοιχεία που βρίσκονται μεταξύ τους θα παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα.

Για πρακτική χρήσηχρειάζεστε ένα TEM με τουλάχιστον 5 V. Στη συνέχεια, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για φόρτιση κινητό τηλέφωνο. Λόγω της χαμηλής απόδοσης της μονάδας Peltier, θα χρειαστεί ένας μετατροπέας ενίσχυσης DC τάση. Για τη συναρμολόγηση της γεννήτριας θα χρειαστείτε:

• 2 μονάδες Peltier TEC1-12705 με μέγεθος πλάκας 40x40 mm.
• μετατροπέας EK-1674;
• πλάκες αλουμινίου πάχους 3 mm.
• τηγάνι νερού?
• ανθεκτική στη θερμότητα κόλλα.

Δύο μονάδες τοποθετούνται μεταξύ των πλακών με κόλλα και στη συνέχεια ολόκληρη η δομή στερεώνεται στον πυθμένα του ταψιού. Εάν το γεμίσετε με νερό και το βάλετε σε φωτιά, θα έχετε την απαιτούμενη διαφορά θερμοκρασίας, η οποία παράγει ένα EMF της τάξης του 1,5 V. Συνδέοντας τις μονάδες σε έναν μετατροπέα ενίσχυσης, μπορείτε να αυξήσετε την τάση στα 5 V, που είναι απαραίτητο για τη φόρτιση της μπαταρίας του τηλεφώνου.

Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του νερού και της χαμηλότερης θερμαινόμενης πλάκας, τόσο πιο αποδοτική είναι η γεννήτρια. Επομένως, πρέπει να προσπαθήσουμε να μειώσουμε τη θέρμανση του νερού διαφορετικοί τρόποι: κάντε το να ρέει, αντικαταστήστε το με φρέσκο ​​πιο συχνά, κ.λπ. Ένας αποτελεσματικός τρόπος για να αυξήσετε τη διαφορά θερμοκρασίας είναι να τοποθετήσετε σε καταρράκτη τις μονάδες, όταν τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο. Η αύξηση των συνολικών διαστάσεων της συσκευής σάς επιτρέπει να τοποθετήσετε περισσότερα στοιχεία μεταξύ των πλακών και έτσι να αυξήσετε τη συνολική ισχύ.

Η απόδοση της γεννήτριας θα είναι επαρκής για τη φόρτιση μικρών μπαταριών, τη λειτουργία Λαμπτήρες LEDή ραδιόφωνο. Σημείωση! Για να δημιουργήσετε θερμικές γεννήτριες, θα χρειαστείτε μονάδες ικανές να λειτουργούν στους 300-400 0 C! Τα υπόλοιπα είναι κατάλληλα μόνο για δοκιμαστική δοκιμή.

Σε αντίθεση με άλλα μέσα εναλλακτικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μπορούν να λειτουργήσουν κατά την οδήγηση εάν δημιουργήσετε κάτι σαν καταλυτικό θερμαντήρα.

Εγχώριες μονάδες Peltier

Τα ΤΕΜ δικής τους παραγωγής εμφανίστηκαν στην αγορά μας όχι πολύ καιρό πριν. Είναι πολύ αξιόπιστα και έχουν καλά χαρακτηριστικά. Η μονάδα Peltier, η οποία έχει μεγάλη ζήτηση, έχει διαστάσεις 40x40 mm. Είναι σχεδιασμένο για μέγιστο ρεύμα 6 A και τάση έως 15 V.

Μια εγχώρια μονάδα Peltier μπορεί να αγοραστεί σε χαμηλή τιμή. Στα 85 W, δημιουργεί διαφορά θερμοκρασίας 60 0 C. Μαζί με ένα ψυγείο, είναι σε θέση να προστατεύσει έναν επεξεργαστή από υπερθέρμανση με απαγωγή ισχύος 40 W.

Χαρακτηριστικά ενοτήτων από κορυφαίες εταιρείες

Οι ξένες συσκευές παρουσιάζονται στην αγορά σε μεγαλύτερη ποικιλία. Για την προστασία των επεξεργαστών από κορυφαίες εταιρείες, μια μονάδα PAX56B Peltier χρησιμοποιείται ως ψυγείο, η τιμή της οποίας, μαζί με έναν ανεμιστήρα, είναι 35 $.

Με διαστάσεις 30x30 mm, διατηρεί τη θερμοκρασία του επεξεργαστή όχι μεγαλύτερη από 63 0 C με ισχύ εξόδου 25 W. Για τροφοδοσία, αρκεί μια τάση 5 V και το ρεύμα δεν υπερβαίνει τα 1,5 A.

Η μονάδα PA6EXB Peltier είναι κατάλληλη για την ψύξη του επεξεργαστή, παρέχοντας κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας με ισχύ διασποράς 40 W. Η περιοχή της μονάδας της είναι 40x40 mm και η τρέχουσα κατανάλωση είναι έως και 8 A. Εκτός από τις εντυπωσιακές διαστάσεις της - 60x60x52,5 mm (συμπεριλαμβανομένου του ανεμιστήρα) - η συσκευή απαιτεί ελεύθερο χώρο γύρω της. Η τιμή του είναι $65.

Όταν χρησιμοποιείται μια μονάδα Peltier, τα τεχνικά χαρακτηριστικά της πρέπει να ταιριάζουν με τις ανάγκες των ψυχόμενων συσκευών. Είναι απαράδεκτο να είναι πολύ χαμηλή η θερμοκρασία τους. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συμπύκνωση υγρασίας, η οποία μπορεί να είναι επιβλαβής για τα ηλεκτρονικά.

Οι μονάδες για την κατασκευή γεννητριών, όπως, διακρίνονται από υψηλότερη ισχύ - 72 W και 108 W, αντίστοιχα. Διακρίνονται από σημάνσεις, οι οποίες εφαρμόζονται πάντα στην καυτή πλευρά. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία της θερμής πλευράς είναι 150-160 0 C. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλακών, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση εξόδου. Η συσκευή λειτουργεί σε μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας 600 0 C.

Μπορείτε να αγοράσετε μια μονάδα Peltier φθηνά - περίπου 10 $ ή λιγότερο ανά τεμάχιο, αν κοιτάξετε αρκετά σκληρά. Αρκετά συχνά, οι πωλητές διογκώνουν σημαντικά τις τιμές τους, αλλά μπορείτε να τα βρείτε αρκετές φορές φθηνότερα αν τα αγοράσετε σε προσφορά.

συμπέρασμα

Το φαινόμενο Peltier έχει πλέον βρει εφαρμογή στη δημιουργία μικρών ψυγείων απαραίτητα για τη σύγχρονη τεχνολογία. Η αναστρεψιμότητα της διαδικασίας καθιστά δυνατή την παραγωγή μικροηλεκτρικών σταθμών που έχουν ζήτηση για φόρτιση μπαταριών ηλεκτρονικών συσκευών.

Σε αντίθεση με άλλα μέσα εναλλακτικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μπορούν να λειτουργήσουν κατά την οδήγηση εάν εγκατασταθεί καταλυτικός θερμαντήρας.