عنصر Peltier یک مبدل ترموالکتریک است که در هنگام عبور جریان الکتریکی، اختلاف دما را در سطوح خود ایجاد می کند. اصل کار بر اساس اثر Peltier است - وقوع اختلاف دما در نقطه تماس هادی ها تحت تأثیر جریان الکتریکی.

طراحی و اصل عملکرد عنصر Peltier.

من فکر می کنم که فقط متخصصان فیزیک می توانند بفهمند که عنصر Peltier چگونه عمل می کند. برای پزشکان، نکته اصلی این است که یک واحد ماژول حداقل وجود دارد - یک ترموکوپل، که دو هادی نوع p و n متصل است.

هنگامی که جریان از یک ترموکوپل عبور می کند، گرما در تماس n-p جذب می شود و گرما در تماس p-n آزاد می شود. در نتیجه، بخش نیمه هادی مجاور اتصال n-p سرد می شود و بخش مخالف گرم می شود. اگر قطبیت جریان را معکوس کنید، برعکس، بخش n-p گرم می شود و بخش مخالف سرد می شود.

اثر معکوس نیز وجود دارد. هنگامی که یک طرف ترموکوپل گرم می شود، جریان الکتریکی ایجاد می شود.

برای کاربرد عملیانرژی جذب حرارت یک ترموکوپل کافی نیست. یک ماژول ترموالکتریک از ترموکوپل های زیادی استفاده می کند. از نظر الکتریکی به صورت سری متصل می شوند. و طراحی به گونه ای است که انتقال سرمایش و گرمایش در طرف های مختلف ماژول قرار دارد.

ترموکوپل ها بین دو صفحه سرامیکی نصب می شوند. آنها توسط شینه های مسی به هم متصل می شوند. تعداد ترموکوپل ها می تواند به چند صد نفر برسد. قدرت ماژول به تعداد آنها بستگی دارد.

اختلاف دما بین طرف گرم و سرد ماژول Peltier می تواند به 70 درجه سانتیگراد برسد.

باید بدانید که ماژول ترموالکتریک Peltier دمای یک طرف را نسبت به طرف دیگر کاهش می دهد. آن ها برای اینکه قسمت سرد دمای پایینی داشته باشد، باید گرما را از سطح داغ حذف کرد و دمای آن را کاهش داد.

برای افزایش اختلاف دما، اتصال سری (آبشاری) ماژول ها امکان پذیر است.

کاربرد.

ماژول های ترموالکتریک Peltier مورد استفاده قرار می گیرند:

• در یخچال های کوچک خانگی و ماشین؛
• در کولرهای آبی؛
• در سیستم های خنک کننده دستگاه های الکترونیکی؛
• در ژنراتورهای ترموالکتریک

من آن را با استفاده از عنصر Peltier ساختم.

مزایا و معایب ماژول های Peltier.

مقایسه عناصر Peltier با واحدهای خنک کننده کمپرسور به نوعی اشتباه است. اصلا دستگاه های مختلف- یک سیستم مکانیکی بزرگ با کمپرسور، گاز، مایع و یک جزء نیمه هادی کوچک. و هیچ چیز دیگری برای مقایسه وجود ندارد. بنابراین، مزایا و معایب ماژول های Peltier یک مفهوم بسیار نسبی است. مناطقی وجود دارند که قابل تعویض نیستند و در موارد دیگر استفاده از آنها کاملا غیر عملی است.

مزایای عناصر Peltier عبارتند از:

• عدم وجود قطعات متحرک مکانیکی، گازها، مایعات؛
• عملیات بی صدا؛
• اندازه های کوچک؛
• توانایی تامین سرمایش و گرمایش؛
• امکان تنظیم روان قدرت خنک کننده.

ایرادات:

• راندمان پایین؛
• نیاز به منبع تغذیه؛
• تعداد محدودی از استارت استاپ ها;
• هزینه بالای ماژول های قدرتمند

پارامترهای عناصر پلتیه

• Qmax(W) - ظرفیت خنک کننده، با حداکثر جریان مجاز و اختلاف دما بین دو طرف سرد و گرم برابر با 0. اعتقاد بر این است که تمام انرژی حرارتی تامین شده به سطح سرد بلافاصله و بدون تلفات به سطح گرم منتقل می شود.
• دلتا Tmax(درجه) - حداکثر اختلاف دما بین سطوح ماژول در شرایط ایده آل: دمای سمت گرم 27 درجه سانتیگراد و سمت سرد با انتقال حرارت صفر است.
• ایمکس(A) - جریان ارائه دهنده اختلاف دما دلتا Tmax.
• Umax(V) - ولتاژ، در جریان Imax و اختلاف دما دلتا Tmax.
• مقاومت(اهم) - مقاومت ماژول در برابر جریان مستقیم.
• پلیس(ضریب عملکرد) - ضریب، نسبت توان خنک کننده به توان الکتریکی مصرف شده توسط ماژول. آن ها ظاهر کارایی معمولا 0.3-0.5.

الزامات عملیاتی برای عناصر Peltier.

ماژول های Peltier دستگاه های دمدمی مزاجی هستند. استفاده از آنها با تعدادی الزامات همراه است، عدم رعایت آنها منجر به تخریب یا خرابی ماژول و کاهش کارایی سیستم می شود.

• ماژول ها مقدار قابل توجهی گرما تولید می کنند. برای دفع گرما رادیاتور مناسب باید نصب شود. در غیر این صورت:
  • دستیابی به دمای سمت سرد مورد نظر امکان پذیر نیست زیرا ... عنصر پلتیه دمای یک سطح نسبتا داغ را کاهش می دهد.
  • گرمایش مجاز طرف داغ معمولا + 80 درجه سانتیگراد (در کاربردهای با دمای بالا تا 150 درجه سانتیگراد) است. آن ها ممکن است ماژول به سادگی از کار بیفتد.
  • در دماهای بالا، کریستال های ماژول تخریب می شوند، به عنوان مثال. کارایی و عمر مفید ماژول کاهش می یابد.
• مهم تماس حرارتی قابل اعتماد ماژولبا رادیاتور خنک کننده
• منبع تغذیه ماژول باید تامین شود جریان با ریپل بیش از 5٪. در یک سطح ضربان بالاتر، بازده ماژول، طبق برخی داده ها، 30-40٪ کاهش می یابد.
• استفاده از رگولاتورهای رله برای کنترل عنصر پلتیر جایز نیست.این منجر به تخریب سریع ماژول می شود. هر روشن و خاموش شدن باعث تخریب ترموکوپل های نیمه هادی می شود. به دلیل تغییرات دمایی ناگهانی بین صفحات ماژول، تنش های مکانیکی در محل اتصال با نیمه هادی ها ایجاد می شود. تولید کنندگان عناصر Peltier تعداد چرخه های شروع و توقف ماژول را استاندارد می کنند. برای ماژول های خانگی این حدود 5000 چرخه است. تنظیم کننده رله ماژول Peltier را در 1-2 ماه غیرفعال می کند.
• علاوه بر این، عنصر Peltier رسانایی حرارتی بالایی بین سطوح دارد. در صورت خاموش شدن، گرمای رادیاتور جانبی داغ از طریق ماژول به سمت سرد منتقل می شود.
• غیر قابل قبولبرای تنظیم توان روی عنصر پلتیه، از مدولاسیون PWM استفاده کنید.
• المان پلتیر چگونه باید توسط منبع جریان یا ولتاژ تغذیه شود؟ به طور معمول از یک منبع ولتاژ استفاده می شود. پیاده سازی آن راحت تر است. اما مشخصه جریان-ولتاژ ماژول پلتیر غیرخطی و شیب دار است. آن ها با یک تغییر کوچک در ولتاژ، جریان به طور قابل توجهی تغییر می کند. و علاوه بر این، هنگامی که دمای سطوح ماژول تغییر می کند، مشخصه تغییر می کند. ما باید قدرت را تثبیت کنیم، یعنی حاصل ضرب جریان عبوری از ماژول و ولتاژ دو طرف آن. ظرفیت خنک کنندگی یک عنصر Peltier مستقیماً با توان الکتریکی مرتبط است. البته، این به یک تنظیم کننده نسبتاً پیچیده نیاز دارد.
• ولتاژ ماژول به تعداد ترموکوپل های موجود در آن بستگی دارد. اغلب اینها 127 ترموکوپل هستند که مربوط به ولتاژ 16 ولت است. توسعه دهندگان عنصر توصیه می شود تا 12 ولت را تامین کنید، یا 75٪ Umax. این ولتاژ کارایی بهینه ماژول را تضمین می کند.
• ماژول ها به صورت هرمتیک مهر و موم شده اند و حتی می توان از آنها در آب استفاده کرد.
• قطبیت ماژول با رنگ سیم ها - سیاه و قرمز - نشان داده می شود. به طور معمول، سیم قرمز (مثبت) در سمت راست، نسبت به سمت سرد قرار دارد.

من یخچالی ساخته ام که تمام این الزامات را برآورده می کند. او:

• برای عنصر Peltier با امواج بیش از 2٪ قدرت تولید می کند.
• روی ماژول تثبیت می شود قدرت الکتریکی، یعنی حاصل ضرب جریان و ولتاژ
• فعال سازی روان ماژول را تضمین می کند.
• کنترل دما بر اساس اصل کنترل آنالوگ، یعنی. تغییر آرام در قدرت در عنصر Peltier.
• کنترل کننده برای یخچال طراحی شده است، بنابراین ریاضیات کنترل کننده ها اینرسی خنک شدن هوا در محفظه را در نظر می گیرد.
• کنترل دمای سمت داغ ماژول و کنترل فن را فراهم می کند.
• این دارای راندمان بالا و عملکرد گسترده است.

ماژول ترموالکتریک Peltier TEC1-12706.

این رایج ترین نوع عنصر Peltier است. در بسیاری استفاده می شود لوازم خانگی. گران نیست، با پارامترهای خوب. گزینه خوبیهبرای ساخت یخچال های کم مصرف، کولرهای آبی و غیره.

من ویژگی های ماژول TEC1-12706 را از اسناد سازنده - شرکت HB به روسی ترجمه می کنم.

پارامترهای فنی TEC1-12706.

ویژگی های گرافیکی

0 دسته بندی: . می توانید آن را نشانه گذاری کنید.

بسیاری در مورد عناصر "جادویی" Peltier شنیده اند - هنگامی که جریان از آنها عبور می کند، یک طرف سرد و طرف دیگر گرم می شود. این نیز در جهت مخالف عمل می کند - اگر یک طرف گرم شود و طرف دیگر خنک شود، برق تولید می شود. اثر پلتیه از سال 1834 شناخته شده است، اما تا به امروز ما همچنان از محصولات نوآورانه مبتنی بر آن خوشحال هستیم (فقط باید به یاد داشته باشید که هنگام تولید برق، مانند پنل های خورشیدی- نقطه حداکثر قدرت وجود دارد و اگر دور از آن کار کنید، راندمان تولید بسیار کاهش می یابد).

که در اخیراچینی ها سوزن را فشار داده اند و اینترنت را با ماژول های نسبتا ارزان خود پر کرده اند، بنابراین آزمایش با آنها دیگر پول زیادی نمی گیرد. چینی‌ها قول می‌دهند که حداکثر اختلاف دما بین دو طرف گرم و سرد بین 60-67 درجه باشد. هوم... اگه 5 المان بگیریم و پشت سر هم وصل کنیم باید 20C-67*5 = -315 درجه بگیریم! اما چیزی به من می گوید که همه چیز به این سادگی نیست ...

نظریه مختصر

عناصر کلاسیک "چینی" Peltier 127 عنصر هستند که به صورت سری به هم متصل شده و به یک سرامیک لحیم شده اند. تخته مدار چاپی"از Al2O3. بر این اساس، اگر ولتاژ کاری 12 ولت باشد، هر عنصر تنها 94 میلی ولت را تشکیل می دهد. عناصری با تعداد عناصر متوالی متفاوت و بر این اساس ولتاژ متفاوتی وجود دارد (مثلاً 5 ولت).

باید به یاد داشته باشیم که یک عنصر Peltier یک مقاومت نیست، مقاومت آن غیر خطی است، بنابراین اگر 12 ولت را اعمال کنیم - ممکن است 6 آمپر دریافت نکنیم (برای یک عنصر 6 آمپر) - جریان ممکن است بسته به دما تغییر کند (اما نه خیلی زیاد ). همچنین، در 5 ولت (یعنی کمتر از مقدار اسمی)، جریان 2.5 آمپر نیست، بلکه کمتر خواهد بود.

علاوه بر این، مقدار حرارت منتقل شده به شدت به اختلاف دمای بین سطوح بستگی دارد. با اختلاف 60-67 درجه سانتیگراد، انتقال حرارت به 0 تمایل دارد و با اختلاف صفر - 51 وات برای یک عنصر 12 * 6 = 72 وات. بدیهی است که این دیگر امکان اتصال به این آسانی عناصر را در یک سری امکان پذیر نمی کند - هر یک از عناصر بعدی باید از نظر اندازه کوچکتر از عنصر قبلی باشد، در غیر این صورت سردترین عنصر سعی می کند گرمای بیشتری (72 وات) نسبت به عنصر عنصر تولید کند. مرحله بعدی می تواند با اختلاف دمای مورد نظر (1 -51 وات) از خود عبور کند.

عناصر پلتیر با لحیم کاری کم ذوب با نقطه ذوب 138 درجه سانتیگراد مونتاژ می شوند - بنابراین اگر عنصر به طور تصادفی بدون خنک شدن و گرم شدن بیش از حد باقی بماند، کافی است یکی از کنتاکت های 127 * 2 را لحیم کنید تا عنصر را در محل دفن زباله بیندازید. خوب، عناصر بسیار شکننده هستند - هم سرامیک ها و هم خود عناصر خنک کننده - من به طور تصادفی 2 عنصر را به دلیل خمیر حرارتی که محکم خشک شده بود، "درازا" پاره کردم:

بیایید تلاش کنیم

بنابراین، یک عنصر کوچک 5V * 2A است، یک عنصر بزرگ 12 * 9A است. کولر با لوله های حرارتی، دمای اتاق. نتیجه: -19 درجه. عجیبه... 20-67-67 = -114 ولی رقت انگیز -19 بود...

ایده این است که همه چیز را در هوای یخ زده بیرون بیاوریم، اما یک مشکل وجود دارد - یک خنک کننده لوله حرارتی فقط در صورتی به خوبی خنک می شود که دمای طرف "گرم" و "سرد" کولر در طرف مقابل مایع گاز قرار گیرد. انتقال فاز پرکننده لوله در مورد ما، این بدان معنی است که کولر، در اصل، قادر به خنک کردن چیزی زیر +20 درجه سانتیگراد نیست (زیرا فقط دیواره های نازک لوله های حرارتی در زیر کار می کنند). ما باید به اصول اولیه بازگردیم - به یک سیستم خنک کننده تمام مسی. و به طوری که عملکرد محدود کولر بر اندازه گیری ها تأثیر نمی گذارد، یک صفحه مسی کیلوگرمی - یک ذخیره کننده گرما اضافه می کنیم.

نتیجه تکان دهنده است - همان -19 با هر دو مرحله یک و دو. دمای محیط - 10-. آن ها با بار صفر ما به سختی 9 درجه اختلاف ایجاد کردیم.

توپخانه سنگین را بیرون بیاورید

معلوم شد که سردخانه شماره 7 از من دور نیست و تصمیم گرفتم با یک جعبه مقوایی به آنجا بروم. او با 5 کیلوگرم یخ خشک (دمای تصعید -78 درجه سانتیگراد) بازگشت. ما ساختار مس را در آنجا پایین می آوریم - جریان را وصل می کنیم - در 12 ولت دما بلافاصله شروع به افزایش می کند ، در 5 ولت 1 درجه در ثانیه کاهش می یابد و سپس به سرعت بالا می رود. تمام امیدها بر باد رفت...

نتیجه گیری و ویدئو برای دسر

کارایی عناصر مرسوم Peltier چینی در دماهای زیر صفر به سرعت کاهش می یابد. و در حالی که هنوز می توان یک قوطی کولا را با کارایی ظاهری خنک کرد، دمای زیر 20- را نمی توان بدست آورد. و مشکل با عناصر خاص نیست - من عناصر را امتحان کردم مدل های مختلفاز 3 فروشنده مختلف - رفتار یکسان است. به نظر می رسد که مراحل برودتی به عناصری از مواد دیگر نیاز دارند (و شاید هر مرحله به ماده عنصر متفاوتی نیاز دارد).

خوب، با باقیمانده یخ خشک می توانید کارهای زیر را انجام دهید:

PS. و اگر یخ خشک را با الکل ایزوپروپیل مخلوط کنید، نیتروژن مایع برای "فقیر" دریافت می کنید - یخ زدن و شکستن گل ها و غیره به همان اندازه سرگرم کننده است. فقط به این دلیل که الکل در تماس با پوست نمی جوشد، سرمازدگی بسیار آسان تر است.

عنصر Peltier یک مبدل ترموالکتریک ویژه است که طبق اصل Peltier به همین نام - وقوع اختلاف دما در هنگام تامین جریان الکتریکی - کار می کند. که در زبان انگلیسیاغلب به عنوان TEC شناخته می شود که به معنای خنک کننده ترموالکتریک است.

عنصر پلتیر چگونه کار می کند؟

عملکرد یک عنصر پلتیه بر اساس تماس دو ماده رسانا است که دارای سطوح مختلف انرژی الکترونی در نوار رسانایی هستند. هنگامی که جریان الکتریکی از طریق چنین اتصالی اعمال می شود، الکترون انرژی بالایی به دست می آورد، به منظور انتقال به باند رسانایی با انرژی بالاتر نیمه هادی دیگر. در لحظه جذب این انرژی، ناحیه خنک کننده هادی خنک می شود. اگر جریان در جهت مخالف جریان یابد، این منجر به گرم شدن نقطه تماس و اثر حرارتی معمول می شود.

اگر از یک طرف اتلاف گرما خوب باشد، به عنوان مثال، هنگام استفاده از سیستم های رادیاتور، سمت سرد می تواند دمای بسیار پایینی را فراهم کند که ده ها درجه کمتر از دمای جهان اطراف خواهد بود. مقدار جریان متناسب با درجه خنک کننده است. اگر قطبیت جریان الکتریکی را تغییر دهید، طرفین (گرم و سرد) به سادگی مکان خود را تغییر می دهند.

در تماس با یک سطح فلزی، عنصر Peltier آنقدر کوچک می شود که در پس زمینه گرمایش اهمی و سایر اثرات هدایت حرارتی تقریبا غیرممکن است. به همین دلیل است که در عمل از دو نیمه هادی استفاده می شود.

تعداد ترموکوپل ها می تواند بسیار متنوع باشد - از 1 تا 100، به همین دلیل می توان یک عنصر پلتیه را با تقریباً هر ظرفیت تبرید ساخت.

استفاده عملی

امروزه عناصر پلتیه به طور فعال برای:

1. یخچال و فریزر؛
2. دستگاه های تهویه مطبوع؛
3. کولرهای خودرو؛
4. کولرهای آبی
5. کارت گرافیک کامپیوتر;

عنصر Peltier به طور گسترده در سیستم های تبرید مختلف از جمله یخچال و تهویه مطبوع استفاده می شود. توانایی آن برای رسیدن به دمای بسیار پایین آن را به یک راه حل عالی برای خنک کردن وسایل الکتریکی یا تجهیزات فنی که در معرض گرما هستند تبدیل می کند. امروزه، توسعه دهندگان از عناصر Peltier در سیستم های صوتی و صوتی استفاده می کنند، جایی که آنها به عنوان یک خنک کننده معمولی عمل می کنند. عدم وجود صداهای شدید باعث می شود فرآیند خنک سازی تقریباً بی صدا باشد، که یک مزیت عالی عنصر است.

امروزه این فناوری به دلیل وجود آن بسیار محبوب شده است اتلاف گرما قدرتمند. علاوه بر این، عناصر مدرن پلتیه دارای ابعاد بسیار فشرده هستند و رادیاتورهای آنها قادر به حفظ دمای مورد نظر برای مدت طولانی هستند. یکی دیگر از مزایای عناصر پلتیر دوام آنها است، زیرا... آنها از عناصر جامد و ثابت تشکیل شده اند که احتمال خرابی را کاهش می دهد. طراحی رایج ترین نوع بسیار ساده به نظر می رسد و شامل دو هادی مسی با تماس ها و سیم های اتصال و همچنین یک عنصر عایق است که از فولاد ضد زنگ یا مواد سرامیکی ساخته شده است.

با توجه به سادگی طراحی، ساختن یک عنصر Peltier با دستان خود در خانه اصلاً دشوار نیست. قابل استفاده است برای یخچال یا وسایل دیگر. قبل از شروع کار، باید دو صفحه فلزی و سیم کشی با مخاطبین را آماده کنید. در ابتدا هادی هایی را که باید در پایه المنت نصب شوند آماده کنید. به عنوان یک قاعده، هادی هایی با علامت "PP" استفاده می شود.

همچنین ارزش دارد که از قبل از نیمه هادی ها در خروجی مراقبت کنید. آنها برای انتقال گرما به صفحه بالایی استفاده خواهند شد. در هنگام نصب از آهن لحیم کاری استفاده کنید. در مرحله آخر باید دو سیم را وصل کنید. اولی در پایه نصب می شود و در نزدیکی بیرونی ترین هادی محکم ثابت می شود. مهم است که اطمینان حاصل شود که هرگونه تماس با صفحه حذف شده است.

هادی دوم در بالا وصل شده است. به همان روش اول ثابت می شود - به بیرونی ترین هادی. برای بررسی عملکرد دستگاه، باید از تستر استفاده کنید. به سادگی دو سیم را به دستگاه وصل کنید و ولتاژ را بررسی کنید. انحراف ولتاژ خواهد بود جایی در حدود 23 ولت باشد.

چگونه عناصر پلتیه را برای یخچال بسازیم؟

ساختن عناصر پلتیر برای یخچال خودتان آسان و سریع است. اولین چیزی که باید قبل از کار به آن توجه کنید جنس صفحه است. باید سرامیک بادوام باشد. در مورد هادی ها، آنها باید آماده شوند حداقل 20 قطعه، که امکان دستیابی به حداکثر اختلاف دما را فراهم می کند. با محاسبه صحیح می توان بازده را تا 70 درصد افزایش داد.

خیلی به قدرت تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد. اگر یخچال بر اساس فریون مایع کار می کند، هرگز مشکلی با برق وجود نخواهد داشت. المنت پلتیر که با دست ساخته شده است مستقیماً در کنار اواپراتور نصب می شود که همراه با موتور نصب می شود. برای چنین نصبی باید استانداردترین مجموعه ابزار و واشر را تهیه کنید. آنها از رله شروع به عنصر مدل اعمال خواهند شد. با این راه حل، خنک سازی در قسمت پایین دستگاه بسیار سریعتر اتفاق می افتد.

شایان ذکر است که قبل از ساختن یک عنصر Peltier برای یخچال با دستان خود، باید تعداد کافی هادی های الکتریکی را ذخیره کنید. به منظور دستیابی به تفاوت دما هنگام توسعه یک عنصر با دستان خود، از حداقل 16 سیم استفاده کنید. حتماً عایق باکیفیت برای آنها تهیه کنید و تنها پس از آن به کمپرسور وصل کنید. پس از اطمینان از مطمئن بودن و ایمن بودن اتصال بین سیم ها، می توانید نسبت به اتصال آنها اقدام کنید. پس از اتمام نصب، قدرت ولتاژ حد مجاز را دوباره با استفاده از تستر بررسی کنید. اگر عملکرد المنت مختل شده باشد، ابتدا ترموستات را تحت تأثیر قرار می دهد. گاهی اوقات اتصال کوتاه می کند.

علاوه بر یخچال و فریزر، عناصر Peltier نیز به طور فعال در خنک کننده های خودرو استفاده می شود. با کیفیت بسازید یخچال ماشینانجام آن توسط خودتان نیز بسیار ساده است. برای این کار باید یک صفحه سرامیکی خوب با ضخامت حداقل 1.1 میلی متر پیدا کنید. سیم ها باید غیر ماژولار باشند. به عنوان هادی، بهتر است از سیم های مسی با پهنای باند استفاده کنید نه کمتر از 4 آمپر.

در این راستا حداکثر انحراف دما به ده درجه خواهد رسید که طبیعی تلقی می شود. در موارد مکرر از هادی هایی با علامت "PR20" استفاده می شود که توانسته اند خود را با حداکثر قابلیت اطمینان و پایداری عملکرد متمایز کنند. علاوه بر این، آنها برای انواع مختلفمخاطب. هنگام اتصال دستگاه به خازن، باید از آهن لحیم کاری استفاده کنید.

چگونه المنت پلتیر برای کولر آب آشامیدنی بسازیم؟

کولر آب آشامیدنی وسیله ای بسیار مهم و ضروری است که آب آشامیدنی را به موقع خنک یا گرم می کند. به سرعت فرآیند خنک سازی، می توانید عنصر Peltier را اعمال کنید. می توانید آن را به سادگی برای یخچال یا کولر ماشین درست کنید:

• به عنوان یک صفحه، شما باید به طور انحصاری از یک سطح سرامیکی استفاده کنید.
• این دستگاه از حداقل 12 هادی استفاده می کند که می توانند مقاومت بالایی را تحمل کنند.
• برای اتصال، باید از دو سیم (ترجیحا مسی) استفاده کنید. المنت در پایین کولر نصب شده است. علاوه بر این، ممکن است با پوشش دستگاه تماس پیدا کند. اما به منظور جلوگیری از ممکن است اتصال کوتاهتمام سیم کشی ها را به مشبک یا محفظه ثابت کنید.

عنصر DIY Peltier برای تهویه مطبوع

اگر ما در مورد یک عنصر Peltier برای تهویه مطبوع صحبت می کنیم، آن را فقط می توان از هادی "PR12" ساخت. واقعیت این است که این نوع هادی می تواند دمای غیرعادی را به خوبی تحمل کند و قادر است تا ولتاژ 23 ولت را تحویل دهد. مقاومت باید در 3 اهم نوسان داشته باشد. حداکثر اختلاف دما به 10 درجه و راندمان 65 درصد خواهد رسید. هادی مورد نیاز به صف شدن.

شایان ذکر است که عنصر Peltier می تواند به عنوان خنک کننده برای کارت گرافیک رایانه شخصی عمل کند. برای ساخت یک کولر باید 14 هادی، ترجیحا از مس استفاده کنید. برای اتصال یک عنصر Peltier به یک کارت گرافیک رایانه شخصی، باید از یک هادی غیر مدولار استفاده کنید. خود دستگاه در کنار خنک کننده داخلی کارت گرافیک نصب شده است. می توانید از گوشه های فلزی کوچک برای بستن و از مهره های معمولی برای ثابت استفاده کنید.

اگر در حین کار متوجه هر گونه صداهای شدید یا سایر صداهای غیرطبیعی شدید، ارزش بررسی عملکرد سیم کشی و بازرسی هر هادی را دارد.

تجهیزات برودتی به قدری در زندگی ما جا افتاده است که حتی تصور اینکه چگونه می‌توانیم بدون آن مدیریت کنیم، دشوار است. اما طرح های کلاسیک مبرد مناسب نیستند استفاده از موبایلبه عنوان مثال، به عنوان یک کیف کولر مسافرتی.

برای این منظور از تاسیساتی استفاده می شود که در آنها اصل عملکرد بر اساس اثر پلتیه است. اجازه دهید به طور خلاصه در مورد این پدیده صحبت کنیم.

آن چیست؟

این اصطلاح به یک پدیده ترموالکتریک اشاره دارد که در سال 1834 توسط طبیعت شناس فرانسوی ژان چارلز پلتیه کشف شد. ماهیت اثر آزاد شدن یا جذب گرما در ناحیه ای است که در آن هادی های نامشابه که جریان الکتریکی از آن عبور می کند در تماس هستند.

مطابق با تئوری کلاسیک، توضیح زیر برای این پدیده وجود دارد: جریان الکتریکی الکترون‌ها را بین فلزات منتقل می‌کند، که بسته به اختلاف پتانسیل تماس در هادی‌های ساخته شده از مواد مختلف، می‌تواند حرکت آنها را تسریع یا کند کند. بر این اساس با افزایش انرژی جنبشی به انرژی حرارتی تبدیل می شود.

بر روی هادی دوم، یک فرآیند معکوس مشاهده می شود که مطابق با قانون اساسی فیزیک نیاز به پر کردن انرژی دارد. این به دلیل ارتعاش حرارتی رخ می دهد که باعث خنک شدن فلزی می شود که هادی دوم از آن ساخته شده است.

فن آوری های مدرن امکان تولید عناصر نیمه هادی - ماژول ها را با حداکثر اثر ترموالکتریک فراهم می کند. منطقی است که به طور خلاصه در مورد طراحی آنها صحبت کنیم.

طراحی و اصل عملیات

ماژول‌های مدرن ساختاری متشکل از دو صفحه عایق (معمولاً سرامیکی) هستند که ترموکوپل‌هایی که به‌صورت سریال به هم متصل شده‌اند، بین آنها قرار دارند. یک نمودار ساده از چنین عنصری را می توان در شکل زیر مشاهده کرد.

نام گذاری ها:

• الف – کنتاکت‌هایی برای اتصال به منبع تغذیه؛
• ب - سطح داغ عنصر؛
• ج - سمت سرد؛
• د - هادی های مسی؛
• E - نیمه هادی مبتنی بر اتصال p.
• F – نیمه هادی نوع n.

طراحی به گونه ای ساخته شده است که هر طرف ماژول یا p-n یا در تماس باشد انتقال n-p(بسته به قطبیت). مخاطبین p-nگرم کردن، n-p - سرد کردن (شکل 3 را ببینید). بر این اساس، اختلاف دما (DT) در طرفین عنصر رخ می دهد. برای یک ناظر، این اثر مانند انتقال انرژی حرارتی بین دو طرف ماژول به نظر می رسد. قابل ذکر است که تغییر قطبیت برق منجر به تغییر سطوح گرم و سرد می شود.

برنج. 3. الف – طرف گرم عنصر حرارتی، ب – طرف سرد

مشخصات فنی

ویژگی های ماژول های ترموالکتریک با پارامترهای زیر توصیف می شود:

• ظرفیت خنک کننده (Q max)، این مشخصه بر اساس حداکثر جریان مجاز و اختلاف دما بین دو طرف ماژول، اندازه گیری شده بر حسب وات تعیین می شود.
• حداکثر اختلاف دما بین دو طرف عنصر (DT max)، پارامتر برای شرایط ایده آل داده شده است، واحد اندازه گیری درجه است.
• جریان مجاز مورد نیاز برای اطمینان از حداکثر اختلاف دما - I max;
• حداکثر ولتاژ U max مورد نیاز برای جریان I max برای رسیدن به اختلاف پیک DT max .
• مقاومت داخلی ماژول - مقاومت، نشان داده شده در اهم.
• ضریب کارایی - COP (مخفف انگلیسی - ضریب عملکرد)، در اصل این کارایی دستگاه است که نسبت خنک کننده به مصرف برق را نشان می دهد. برای عناصر ارزان قیمت این پارامتر در محدوده 0.3-0.35 است، برای مدل های گران تر به 0.5 نزدیک می شود.

علامت گذاری

بیایید ببینیم که چگونه علامت گذاری های معمولی ماژول با استفاده از مثال شکل 4 رمزگشایی می شوند.

شکل 4. ماژول Peltier با علامت TEC1-12706

علامت گذاری به سه گروه معنی دار تقسیم می شود:

1. تعیین عنصر دو حرف اول همیشه بدون تغییر هستند (TE) که نشان می دهد این یک عنصر حرارتی است. مورد بعدی اندازه را نشان می دهد، ممکن است حروف "C" (استاندارد) و "S" (کوچک) وجود داشته باشد. آخرین عدد نشان می دهد که چند لایه (آبشار) در عنصر وجود دارد.
2. تعداد ترموکوپل های ماژول نشان داده شده در عکس 127 عدد می باشد.
3. جریان نامی بر حسب آمپر است، برای ما 6 آمپر است.

علامت گذاری سایر مدل های سری TEC1 به همین ترتیب خوانده می شود، به عنوان مثال: 12703، 12705، 12710 و غیره.

کاربرد

علیرغم راندمان نسبتا کم، عناصر ترموالکتریک به طور گسترده در اندازه گیری، محاسبات و لوازم خانگی استفاده می شود. ماژول ها یک عنصر عملیاتی مهم دستگاه های زیر هستند:

• واحدهای تبرید سیار;
• ژنراتورهای کوچک برای تولید برق؛
• سیستم های خنک کننده در رایانه های شخصی؛
• کولرهای خنک کننده و گرمایش آب؛
• رطوبت گیر و غیره

اجازه دهید مثال های مفصلی از استفاده از ماژول های ترموالکتریک ارائه دهیم.

یخچال با استفاده از عناصر Peltier

واحدهای تبرید ترموالکتریک از نظر عملکرد به طور قابل توجهی نسبت به کمپرسور و آنالوگ های جذب پایین تر هستند. اما آنها دارای مزایای قابل توجهی هستند که استفاده از آنها را در شرایط خاص توصیه می کند. این مزایا عبارتند از:

• سادگی طراحی؛
• مقاومت در برابر لرزش؛
• عدم وجود عناصر متحرک (به جز فن در حال دمیدن رادیاتور)؛
• سطح سر و صدای کم؛
• ابعاد کوچک؛
• توانایی کار در هر موقعیتی؛
• عمر طولانی؛
• مصرف انرژی پایین

این ویژگی ها برای نصب موبایل ایده آل هستند.

عنصر پلتیه به عنوان یک مولد برق

ماژول‌های ترموالکتریک می‌توانند به عنوان ژنراتور برق عمل کنند، اگر یکی از طرف‌های آنها در معرض گرمایش اجباری قرار گیرد. هر چه اختلاف دما بین طرفین بیشتر باشد، جریان تولید شده توسط منبع بیشتر است. متأسفانه، حداکثر دما برای ژنراتور حرارتی محدود است، نمی تواند بالاتر از نقطه ذوب لحیم کاری استفاده شده در ماژول باشد. نقض این شرط منجر به خرابی عنصر می شود.

برای تولید انبوه ژنراتورهای حرارتی از ماژول های مخصوص با لحیم نسوز استفاده می شود که می توان آنها را تا دمای 300 درجه سانتی گراد گرم کرد. در عناصر معمولی، به عنوان مثال، TEC1 12715، حد 150 درجه است.

از آنجایی که راندمان چنین وسایلی کم است، تنها در مواردی استفاده می شود که امکان استفاده از منبع انرژی الکتریکی کارآمدتر وجود نداشته باشد. با این حال، ژنراتورهای حرارتی 5-10 وات در بین گردشگران، زمین شناسان و ساکنان مناطق دور افتاده مورد تقاضا هستند. بزرگ و قدرتمند تاسیسات ثابتکه با سوخت با دمای بالا تغذیه می شود، برای تامین انرژی واحدهای توزیع گاز، تجهیزات ایستگاه های هواشناسی و غیره استفاده می شود.

برای خنک کردن پردازنده

اخیراً، استفاده از این ماژول ها در سیستم های خنک کننده CPU آغاز شده است کامپیوترهای شخصی. با توجه به راندمان پایین عناصر حرارتی، مزایای چنین سازه هایی نسبتاً مشکوک است. به عنوان مثال، برای خنک کردن یک منبع حرارتی 100-170 وات (بیشتر مناسب است مدل های مدرن CPU)، شما باید 400-680 وات هزینه کنید، که نیاز به نصب یک منبع تغذیه قدرتمند دارد.

دومین مشکل این است که یک پردازنده بدون بار انرژی حرارتی کمتری آزاد می کند و ماژول می تواند آن را در زیر نقطه شبنم خنک کند. در نتیجه، تراکم شروع به شکل گیری می کند، که تضمین می شود به الکترونیک آسیب برساند.

کسانی که تصمیم به ایجاد چنین سیستمی به تنهایی دارند باید یک سری محاسبات را برای انتخاب قدرت ماژول برای یک مدل پردازنده خاص انجام دهند.

با توجه به موارد فوق، استفاده از این ماژول ها به عنوان سیستم خنک کننده CPU مقرون به صرفه نیست، علاوه بر این، می تواند باعث خرابی شود. تجهیزات کامپیوترخراب.

وضعیت در مورد دستگاه های هیبریدی کاملاً متفاوت است، جایی که ماژول های حرارتی همراه با خنک کننده آب یا هوا استفاده می شوند.

سیستم‌های خنک‌کننده هیبریدی کارایی خود را ثابت کرده‌اند، اما هزینه بالا، دایره تحسین‌کنندگان آن‌ها را محدود می‌کند.

تهویه مطبوع بر اساس عناصر Peltier

از نظر تئوری، چنین دستگاهی از نظر ساختاری بسیار ساده تر از سیستم های کنترل آب و هوای کلاسیک خواهد بود، اما همه اینها به عملکرد پایین منتهی می شود. خنک کردن حجم کمی از یخچال یک چیز است، خنک کردن یک اتاق یا فضای داخلی یک ماشین چیز دیگری است. دستگاه های تهویه مطبوع که از ماژول های ترموالکتریک استفاده می کنند نسبت به تجهیزاتی که با مبرد کار می کنند، برق بیشتری (3-4 برابر) مصرف می کنند.

با توجه به استفاده به عنوان سیستم خودروکنترل آب و هوا، پس قدرت یک ژنراتور استاندارد برای کار با چنین دستگاهی کافی نخواهد بود. جایگزینی آن با تجهیزات کارآمدتر منجر به مصرف سوخت قابل توجهی می شود که مقرون به صرفه نیست.

در انجمن های موضوعی، به طور دوره ای بحث هایی در مورد این موضوع مطرح می شود و طرح های مختلف خانگی در نظر گرفته می شود، اما یک نمونه اولیه کار کامل هنوز ایجاد نشده است (بدون احتساب تهویه مطبوع برای همستر). زمانی که ماژول هایی با کارایی قابل قبول تر در دسترس قرار گیرند، کاملاً ممکن است که وضعیت تغییر کند.

برای خنک کردن آب

عنصر ترموالکتریک اغلب به عنوان خنک کننده برای کولرهای آبی استفاده می شود. طراحی شامل: یک ماژول خنک کننده، یک کنترل کننده با ترموستات و یک بخاری است. این پیاده‌سازی بسیار ساده‌تر و ارزان‌تر از مدار کمپرسور است، علاوه بر این، قابل اعتمادتر و کارکرد آسان‌تر است. اما معایب خاصی نیز وجود دارد:

• آب کمتر از 10-12 درجه سانتیگراد خنک نمی شود.
• خنک سازی بیشتر از همتای کمپرسور خود طول می کشد، بنابراین چنین کولری برای دفتر کار مناسب نیست مقدار زیادکارگران؛
• دستگاه به دمای خارجی حساس است، در یک اتاق گرم، آب به حداقل دما خنک نمی شود.
• نصب در اتاق های گرد و غبار توصیه نمی شود، زیرا ممکن است فن مسدود شود و ماژول خنک کننده ممکن است از کار بیفتد.

کولر آبی رومیزی با استفاده از عنصر Peltier

خشک کن هوا بر اساس عناصر Peltier

بر خلاف تهویه مطبوع، اجرای رطوبت گیر با استفاده از عناصر ترموالکتریک کاملا امکان پذیر است. طراحی بسیار ساده و ارزان است. ماژول خنک کننده دمای رادیاتور را در زیر نقطه شبنم کاهش می دهد و در نتیجه رطوبت موجود در هوای عبوری از دستگاه روی آن می نشیند. آب ته نشین شده به یک مخزن ذخیره مخصوص تخلیه می شود.

با وجود راندمان پایین، در این مورد راندمان دستگاه کاملا رضایت بخش است.

چگونگی اتصال؟

در اتصال ماژول هیچ مشکلی وجود نخواهد داشت؛ باید یک ولتاژ ثابت به سیم های خروجی اعمال شود؛ مقدار آن در برگه اطلاعات عنصر نشان داده شده است. سیم قرمز باید به مثبت و سیم سیاه به منفی وصل شود. توجه! معکوس کردن قطبیت، موقعیت سطوح سرد شده و گرم شده را معکوس می کند.

چگونه عنصر Peltier را برای عملکرد بررسی کنیم؟

ساده ترین و راه قابل اعتماد- لمسی. لازم است ماژول را به منبع ولتاژ مناسب وصل کرده و اضلاع مختلف آن را لمس کنید. برای یک عنصر کار، یکی از آنها گرمتر و دیگری سردتر خواهد بود.

اگر منبع مناسبی در دسترس ندارید، به یک مولتی متر و یک فندک نیاز دارید. فرآیند تأیید بسیار ساده است:

1. پروب ها را به پایانه های ماژول وصل کنید.
2. فندک روشن را به یکی از طرفین بیاورید.
3. خوانش های دستگاه را مشاهده می کنیم.

در ماژول کار با گرم شدن یکی از طرفین جریان الکتریکی ایجاد می شود که بر روی نمایشگر دستگاه نمایش داده می شود.

چگونه یک عنصر Peltier را با دستان خود بسازیم؟

ساخت یک ماژول خانگی در خانه تقریبا غیرممکن است، به خصوص که با توجه به هزینه نسبتا پایین آنها (حدود 4 تا 10 دلار) هیچ فایده ای برای انجام این کار وجود ندارد. اما می توانید دستگاهی را جمع آوری کنید که در پیاده روی مفید باشد، به عنوان مثال، یک ژنراتور ترموالکتریک.

برای تثبیت ولتاژ، لازم است یک مبدل ساده روی تراشه آی سی L6920 مونتاژ شود.

ولتاژی در محدوده 0.8-5.5 ولت به ورودی چنین مبدلی عرضه می شود؛ در خروجی آن 5 ولت پایدار تولید می کند که برای شارژ بیشتر کافی است. دستگاه های تلفن همراه. در صورت استفاده از عنصر مرسوم Peltier، لازم است محدوده دمای عملیاتی سمت گرم شده را به 150 درجه سانتیگراد محدود کنید. برای جلوگیری از دردسر ردیابی، بهتر است از یک قابلمه آب جوش به عنوان منبع حرارت استفاده کنید. در این حالت، المنت تضمین می‌شود که بیش از 100 درجه سانتیگراد گرم نشود.

ترموکوپل (ماژول Peltier) بر اساس اصل معکوس ترموکوپل کار می کند - ظاهر یک اختلاف دما در هنگام جریان الکتریکی.

عنصر پلتیر چگونه کار می کند؟

استفاده از یک ماژول Peltier بسیار ساده است که اصل آن آزاد کردن یا جذب گرما در لحظه تماس است مواد مختلفوقتی جریان انرژی الکترون ها قبل و بعد از تماس از آن عبور می کند، متفاوت است. اگر در خروجی کمتر باشد، به این معنی است که گرما در آنجا تولید می شود. هنگامی که الکترون های در تماس توسط یک میدان الکتریکی مهار می شوند، انرژی جنبشی را به شبکه کریستالی منتقل می کنند و آن را گرم می کنند. اگر سرعت بگیرند، گرما جذب می شود. این به دلیل این واقعیت است که بخشی از انرژی از آن گرفته می شود شبکه کریستالیو خنک می شود

این پدیده تا حد زیادی در نیمه هادی ها ذاتی است که با تفاوت زیاد بارها توضیح داده می شود.

ماژول Peltier که کاربرد آن موضوع بررسی ما است، در ایجاد دستگاه های خنک کننده ترموالکتریک (TEC) استفاده می شود. ساده ترین آنها شامل دو نیمه هادی نوع p و n است که به صورت سری از طریق کنتاکت های مسی به هم متصل شده اند.

اگر الکترون ها از یک نیمه هادی "p" به "n" حرکت کنند، در اولین اتصال با یک پل فلزی دوباره ترکیب می شوند و انرژی آزاد می کنند. انتقال بعدی از نیمه هادی "p" به هادی مسی با "کشش" الکترون ها از طریق تماس توسط یک میدان الکتریکی همراه است. این فرآیند منجر به جذب انرژی و خنک شدن ناحیه اطراف تماس می شود. فرآیندها به روشی مشابه در انتقال های زیر رخ می دهند.

با قرار دادن کنتاکت های گرم شده و سرد شده در سطوح مختلف موازی، اجرای عملی روش حاصل می شود. نیمه هادی ها از سلنیوم، بیسموت، آنتیموان یا تلوریم ساخته می شوند. ماژول Peltier تعداد زیادی ترموکوپل را در بین صفحات سرامیکی نیترید آلومینیوم یا اکسید آلومینیوم قرار می دهد.

عوامل موثر بر کارایی TEM

• قدرت فعلی
• تعداد ترموکوپل (تا چند صد).
• انواع نیمه هادی ها
• میزان سرمایش

مقادیر بزرگتر به دلیل راندمان کم (5-8٪) و هزینه بالا هنوز به دست نیامده است. برای اینکه یک TEM با موفقیت کار کند، لازم است از حذف موثر گرما از سمت گرم شده اطمینان حاصل شود. این مشکل در اجرای عملی روش ایجاد می کند. اگر قطبیت معکوس شود، دو طرف سرد و گرم یکدیگر را معکوس می کنند.

مزایا و معایب ماژول ها

نیاز به TEM ها با ظهور دستگاه های الکترونیکی که به سیستم های خنک کننده مینیاتوری نیاز داشتند، بوجود آمد. مزایای ماژول ها به شرح زیر است:

• فشردگی؛
• بدون مفاصل متحرک؛
• ماژول Peltier دارای یک اصل عملیاتی برگشت پذیر هنگام تغییر قطبیت است.
• سادگی اتصالات آبشاری برای افزایش قدرت

نقطه ضعف اصلی ماژول راندمان پایین است. این خود را در مصرف انرژی بالا برای دستیابی به اثر خنک کننده مورد نیاز نشان می دهد. علاوه بر این، هزینه بالایی نیز دارد.

کاربرد TEM

ماژول Peltier در درجه اول برای خنک کردن ریز مدارها و قطعات کوچک استفاده می شود. شروعی برای خنک کردن عناصر تجهیزات نظامی انجام شد:

• ریز مدارها؛
• آشکارسازهای مادون قرمز؛
• عناصر لیزری؛
• نوسانگرهای کریستالی

ماژول ترموالکتریک Peltier به تدریج شروع به استفاده در لوازم خانگی کرد: برای ایجاد یخچال، تهویه مطبوع، ژنراتور و ترموستات. هدف اصلی آن خنک کردن اجسام کوچک است.

خنک کننده CPU

اجزای اصلی رایانه ها به طور مداوم در حال بهبود هستند که منجر به افزایش تولید گرما می شود. همراه با آنها، سیستم های خنک کننده با استفاده از فناوری های نوآورانه و کنترل های مدرن در حال توسعه هستند. ماژول Peltier در این زمینه در درجه اول در ریزمدارهای خنک کننده و سایر اجزای رادیویی کاربرد پیدا کرده است. خنک کننده های سنتی دیگر نمی توانند با حالت های اورکلاک اجباری ریزپردازنده ها کنار بیایند. و افزایش فرکانس پردازنده ها باعث افزایش کارایی آنها می شود.

افزایش سرعت فن باعث ایجاد نویز قابل توجهی می شود. با استفاده از یک ماژول Peltier در یک سیستم خنک کننده ترکیبی حذف می شود. به این ترتیب، شرکت‌های پیشرو به سرعت بر تولید سیستم‌های خنک‌کننده کارآمد، که تقاضای زیادی داشت، تسلط یافتند.

گرما معمولاً توسط خنک کننده ها از پردازنده ها خارج می شود. جریان هوا می تواند از بیرون مکیده شود یا از داخل واحد سیستم وارد شود. مشکل اصلی این است که گاهی اوقات دمای هوا برای حذف گرما کافی نیست. بنابراین، TEM ها شروع به استفاده برای خنک کردن جریان هوای ورودی کردند واحد سیستم، در نتیجه راندمان انتقال حرارت را افزایش می دهد. بنابراین، تهویه مطبوع داخلی دستیار سیستم خنک کننده سنتی رایانه است.

رادیاتورهای آلومینیومی به دو طرف ماژول متصل می شوند. از سمت صفحه سرد، هوای خنک کننده به پردازنده پمپ می شود. بعد از اینکه گرما را گرفت، یک فن دیگر آن را از طریق هیت سینک صفحه داغ ماژول خارج می کند.

TEM مدرن کنترل می شود دستگاه الکترونیکیبا یک سنسور دما، که در آن درجه خنک کننده متناسب با گرمایش پردازنده است.

فعال کردن خنک کننده پردازنده نیز مشکلاتی را ایجاد می کند.

1. ماژول های خنک کننده ساده Peltier برای عملکرد مداوم طراحی شده اند. مصرف انرژی کمتر همچنین باعث کاهش اتلاف گرما می شود که می تواند باعث سرد شدن بیش از حد تراشه و متعاقباً یخ زدن پردازنده شود.
2. اگر عملکرد کولر و یخچال به درستی هماهنگ نباشند، ممکن است دومی به جای خنک کردن، به حالت گرمایش تغییر کند. منبع گرمای اضافی باعث داغ شدن بیش از حد پردازنده می شود.

بنابراین، برای پردازنده های مدرنما به فناوری های خنک کننده پیشرفته با کنترل عملکرد خود ماژول ها نیاز داریم. چنین تغییراتی در حالت های عملکرد با کارت های ویدئویی اتفاق نمی افتد، که همچنین نیاز به خنک کننده شدید دارند. بنابراین، TEM برای آنها ایده آل است.

یخچال ماشین را خودتان انجام دهید

در اواسط قرن گذشته، صنعت داخلی سعی کرد بر تولید یخچال های کوچک بر اساس اثر پلتیه تسلط یابد. فن آوری های موجود در آن زمان اجازه انجام این کار را نمی داد. امروزه عامل محدود کننده عمدتاً است قیمت بالا، اما تلاش ها ادامه دارد و موفقیت قبلاً حاصل شده است.

تولید گسترده دستگاه های ترموالکتریک به شما امکان می دهد یک یخچال کوچک با دستان خود ایجاد کنید که برای استفاده در اتومبیل راحت است. اساس آن یک "ساندویچ" است که به شرح زیر ساخته می شود.

1. لایه ای از خمیر رسانای گرما نوع KPT-8 روی رادیاتور بالایی اعمال می شود و ماژول Peltier به یک طرف سطح سرامیکی چسبانده می شود.
2. به طور مشابه، یک رادیاتور دیگر از سمت پایین به آن وصل شده است که برای قرار دادن در محفظه یخچال در نظر گرفته شده است.
3. کل دستگاه به مدت 4-5 ساعت فشرده شده و خشک می شود.
4. کولرها روی هر دو رادیاتور نصب می شوند: رادیاتور بالایی گرما را حذف می کند و پایینی دمای اتاق یخچال را برابر می کند.

بدنه یخچال با یک واشر عایق حرارت در داخل ساخته شده است. مهم این است که محکم بسته شود. برای این کار می توانید از جعبه ابزار پلاستیکی معمولی استفاده کنید.

برق 12 ولت از سیستم خودرو تامین می شود. از شبکه 220 ولتی نیز می توان آن را انجام داد جریان متناوب، دارای منبع تغذیه ساده ترین مدار تبدیل AC به DC استفاده می شود. این شامل یک پل یکسو کننده و یک خازن صاف کننده امواج است. مهم است که در خروجی از 5٪ از ارزش اسمی تجاوز نکنند، در غیر این صورت راندمان دستگاه کاهش می یابد. ماژول دارای دو خروجی از سیم های رنگی است. یک "بعلاوه" همیشه به قرمز و یک "منهای" به سیاه متصل است.

توان TEM باید با حجم جعبه مطابقت داشته باشد. 3 رقم اول علامت گذاری تعداد جفت ریز عناصر نیمه هادی داخل ماژول (49-127 یا بیشتر) را نشان می دهد. با دو رقم آخر علامت گذاری (از 3 تا 15 A) بیان می شود. اگر برق کافی نیست، باید ماژول دیگری را روی رادیاتورها بچسبانید.

توجه داشته باشید! اگر جریان از توان عنصر بیشتر شود، از هر دو طرف گرم می شود و به سرعت از کار می افتد.

ماژول Peltier: مولد انرژی الکتریکی

از TEM می توان برای تولید برق استفاده کرد. برای این کار لازم است بین صفحات اختلاف دما ایجاد شود و ترموکوپل های قرار گرفته در بین آنها جریان الکتریکی تولید می کنند.

برای استفاده عملیشما به یک TEM با حداقل 5 ولت نیاز دارید. سپس می توانید از آن برای شارژ استفاده کنید تلفن همراه. با توجه به راندمان پایین ماژول Peltier، یک مبدل تقویت کننده مورد نیاز خواهد بود ولتاژ DC. برای مونتاژ ژنراتور به موارد زیر نیاز دارید:

• 2 ماژول Peltier TEC1-12705 با اندازه صفحه 40x40 میلی متر.
• مبدل EK-1674;
• صفحات آلومینیومی 3 میلی متر ضخامت؛
• تابه آب؛
• چسب مقاوم در برابر حرارت

دو ماژول بین صفحات با چسب قرار داده می شود و سپس کل ساختار در کف تابه ثابت می شود. اگر آن را با آب پر کنید و روی آتش بگذارید، اختلاف دمای مورد نیاز را به دست می آورید که EMF حدود 1.5 ولت تولید می کند. با اتصال ماژول ها به مبدل تقویت کننده، می توانید ولتاژ را تا 5 ولت افزایش دهید. برای شارژ باتری گوشی لازم است

هر چه اختلاف دما بین آب و صفحه گرمایش کمتر بیشتر باشد، ژنراتور کارآمدتر است. بنابراین باید سعی کنیم گرمایش آب را کاهش دهیم راه های مختلفیک راه موثر برای افزایش اختلاف دما، آبشاری کردن ماژول ها، زمانی که آنها یکی بر روی دیگری قرار می گیرند، می باشد. افزایش ابعاد کلی دستگاه به شما امکان می دهد المان های بیشتری را بین صفحات قرار دهید و در نتیجه قدرت کلی را افزایش دهید.

عملکرد ژنراتور برای شارژ باتری های کوچک کافی است لامپ های ال ای دییا رادیو توجه داشته باشید! برای ایجاد ژنراتورهای حرارتی، به ماژول هایی نیاز دارید که در دمای 300-400 0 درجه سانتیگراد کار کنند! بقیه فقط برای آزمایش آزمایشی مناسب هستند.

برخلاف دیگر وسایل تولید برق جایگزین، اگر چیزی مانند بخاری کاتالیزوری ایجاد کنید، می‌توانند هنگام رانندگی کار کنند.

ماژول های Peltier داخلی

TEMهای تولیدی خودشان نه چندان دور در بازار ما ظاهر شدند. آنها بسیار قابل اعتماد هستند و دارند ویژگی های خوب. ماژول Peltier که تقاضای زیادی دارد دارای ابعاد 40x40 میلی متر است. برای حداکثر جریان 6 آمپر و ولتاژ تا 15 ولت طراحی شده است.

یک ماژول Peltier داخلی را می توان با قیمت پایین خریداری کرد. در 85 وات، اختلاف دما 60 0 درجه سانتیگراد ایجاد می کند. همراه با یک خنک کننده، قادر است پردازنده را از گرمای بیش از حد با اتلاف توان 40 وات محافظت کند.

ویژگی های ماژول های شرکت های پیشرو

دستگاه های خارجی با تنوع بیشتری در بازار ارائه می شوند. برای محافظت از پردازنده ها در برابر شرکت های پیشرو، از ماژول PAX56B Peltier به عنوان یخچال استفاده می شود که قیمت آن به همراه یک فن، 35 دلار است.

با ابعاد 30x30 میلی متر، دمای پردازنده را بیش از 63 0 درجه سانتیگراد با توان خروجی 25 وات حفظ می کند. برای منبع تغذیه، ولتاژ 5 ولت کافی است و جریان از 1.5 آمپر تجاوز نمی کند.

ماژول PA6EXB Peltier برای خنک کردن پردازنده مناسب است و شرایط دمایی معمولی را با قدرت اتلاف 40 وات فراهم می کند. مساحت ماژول آن 40x40 میلی متر است و مصرف فعلی آن تا 8 A است. دستگاه علاوه بر ابعاد چشمگیر آن - 60x60x52.5 میلی متر (از جمله فن) - به فضای خالی در اطراف آن نیاز دارد. قیمت آن 65 دلار است.

هنگامی که ماژول Peltier استفاده می شود، مشخصات فنیباید نیازهای دستگاه های خنک شده را برآورده کند. این غیرقابل قبول است که دمای آنها بسیار پایین باشد. این می تواند منجر به تراکم رطوبت شود که می تواند برای الکترونیک مضر باشد.

ماژول های تولید ژنراتورها، مانند، با قدرت بالاتر - به ترتیب 72 وات و 108 وات متمایز می شوند. آنها با علامت گذاری متمایز می شوند که همیشه روی قسمت داغ اعمال می شود. حداکثر دمای مجاز طرف داغ 150-160 0 درجه سانتیگراد است. هر چه اختلاف دمای بین صفحات بیشتر باشد ولتاژ خروجی بیشتر می شود. این دستگاه با حداکثر اختلاف دمای 600 درجه سانتیگراد کار می کند.

شما می توانید یک ماژول Peltier را ارزان بخرید - در حدود 10 دلار یا کمتر برای هر قطعه، اگر به اندازه کافی سخت نگاه کنید. اغلب، فروشندگان به طور قابل توجهی قیمت های خود را افزایش می دهند، اما اگر آنها را در فروش خریداری کنید، می توانید آنها را چندین برابر ارزان تر پیدا کنید.

نتیجه

اکنون اثر پلتیه در ساخت یخچال های کوچک ضروری برای فناوری مدرن کاربرد پیدا کرده است. برگشت پذیری این فرآیند امکان تولید ایستگاه های ریز نیرو را فراهم می کند که برای شارژ باتری دستگاه های الکترونیکی مورد تقاضا هستند.

برخلاف سایر وسایل تولید برق جایگزین، در صورت نصب بخاری کاتالیزوری، می توانند در حین رانندگی کار کنند.