Peltier modul se može koristiti u 4 različite sheme: kao grijaći element (u inkubatorima...), kao rashladni element (u hladnjacima...), za proizvodnju električne energije (generator...), a također i korištenjem Peltierovog modula. element možete generirati vodu. O tome će biti moj članak.

Peltierov element je termoelektrični pretvarač, čiji se princip rada temelji na Peltierovom efektu - pojavi temperaturne razlike pri protjecanju električne struje. U literaturi na engleskom jeziku Peltierovi elementi označeni su TEC (od engleskog Thermoelectric Cooler - termoelektrični hladnjak).

Učinak suprotan od Peltierovog efekta naziva se Seebeckov efekt.

Princip rada

Rad Peltierovih elemenata temelji se na kontaktu dva vodljiva materijala s različitim razinama energije elektrona u vodljivom pojasu. Kada struja teče kroz kontakt takvih materijala, elektron mora steći energiju kako bi se pomaknuo u vodljivi pojas više energije drugog poluvodiča. Kada se ta energija apsorbira, kontaktna točka između poluvodiča se hladi. Kada struja teče u suprotnom smjeru, dodirna točka između poluvodiča se zagrijava, uz uobičajeni toplinski učinak.

Kada metali dođu u kontakt, Peltierov učinak je toliko malen da je neprimjetan u pozadini ohmičkog zagrijavanja i fenomena toplinske vodljivosti. Stoga se u praktičnim primjenama koristi kontakt između dva poluvodiča.

Peltierov element sastoji se od jednog ili više parova malih poluvodičkih paralelopipeda - jednog n-tipa i jednog p-tipa u paru (obično bizmutov telurid, Bi2Te3 i silicijev germanid), koji su u paru spojeni pomoću metalnih mostova. Metalni skakači istovremeno služe kao toplinski kontakti i izolirani su nevodljivim filmom ili keramičkom pločom. Parovi paralelopipeda spojeni su na način da se stvara serijski spoj mnogih parova poluvodiča s različiti tipovi vodljivosti, tako da je na vrhu jedan niz veza (n->p), a na dnu suprotan (p->n). Električna struja teče uzastopno kroz sve paralelopipede. Ovisno o smjeru struje, gornji kontakti se hlade, a donji griju - ili obrnuto. Tako struja prenosi toplinu s jedne strane Peltierovog elementa na suprotnu i stvara temperaturnu razliku.

Ako hladite grijaću stranu Peltierovog elementa, na primjer pomoću radijatora i ventilatora, tada temperatura hladne strane postaje još niža. U jednostupanjskim elementima, ovisno o vrsti elementa i vrijednosti struje, temperaturna razlika može doseći približno 70 °C.

Prednosti i nedostatci

Prednost Peltierovog elementa je njegova mala veličina, nepostojanje pokretnih dijelova, kao i plinova i tekućina. Promjenom smjera struje moguće je i hlađenje i grijanje - to omogućuje termostat na temperaturama okoline i iznad i ispod temperature termostata. Još jedna prednost je odsutnost mehaničkih dijelova i odsutnost buke.

Nedostatak Peltierovog elementa je njegova niža učinkovitost od kompresorskih rashladnih uređaja koji koriste freon, što dovodi do velike potrošnje energije za postizanje osjetne temperaturne razlike. Unatoč tome, u tijeku su razvoji za povećanje toplinske učinkovitosti, a Peltierovi elementi su našli široku primjenu u tehnologiji, jer bez ikakvih dodatni uređaji Moguće je ostvariti temperature ispod 0 °C.

Glavni problem u konstruiranju Peltierovih elemenata s visokom učinkovitošću je taj što su slobodni elektroni u tvari istovremeno nositelji i električne struje i topline. Materijal za Peltierov element mora istodobno imati dva međusobno isključiva svojstva - dobro provodi električnu struju, ali slabo provodi toplinu.

U Peltierovim ćelijskim baterijama moguće je postići teoretski vrlo veliku temperaturnu razliku, više od 70 Celzijevih stupnjeva, stoga je bolje koristiti pulsnu metodu kontrole temperature, zahvaljujući kojoj se također može smanjiti potrošnja energije. U ovom slučaju, poželjno je izgladiti strujne valove kako bi se produžio životni vijek Peltierovog elementa.

Primjena termoelektričnog modula: u hladnjacima za vodu, rashladnim sustavima za računala ili mikro krugovima raznih uređaja male veličine, u električnim toplinskim generatorima, hlađenju video kartica, sjevernim ili južnim mostovima, auto hladnjaci, hladnjaci zraka, Arduino, za hlađenje CCD matrica i infracrvenih fotodetektora, u električnim toplinskim generatorima, u termostatima, u znanstvenim laboratorijskim instrumentima, toplinskim kalibratorima, toplinskim stabilizatorima. Općenito, tamo gdje je potrebno postići temperaturne razlike veće od 60 stupnjeva.

Dimenzije Peltier ploče i potrošne karakteristike

Dimenzije Peltierovih ploča i karakteristike potrošnje (potrošnja struje, napon, struja, maksimalna temperaturna razlika). Oznake ovih termoelektričnih generatora mogu biti različite na različitim mjestima, sve ovisi o proizvođaču (na primjer: TEG1-241-1.4-1.2; CP1.4-127-06L domaći; TB-127-1.4-1.5 Frost-72 ; SP1848-27145; Seebeckov termogenerator TEP1-142T300). Karakteristike se pak neće mnogo razlikovati, ali neki se pokazatelji ne razlikuju značajno.

Qmax	Umax	Imax	dTmax	Dimenzije, (mm)
(W)	(U)	(A)	(pozdrav)	A	B	H
36,0	16,1	3,6	71	30,0	30,0	3,6
36,0	16,1	3,6	71	40,0	40,0	3,6
62,0	16,3	6,2	72	40,0	40,0	3,9
65,0	16,7	6,3	74	40,0	40,0	3,9
80,0	16,1	8,0	71	40,0	40,0	3,4
80,0	16,1	8,0	71	48,0	48,0	3,4
94,0	24,9	6,1	70	40,0	40,0	3,9
115,0	24,6	7,6	69	40,0	40,0	3,6
120,0	24,6	7,9	69	40,0	40,0	3,4
131,0	24,6	8,6	69	40,0	40,0	3,3
172,0	24,6	11,3	69	40,0	40,0	3,2
156,0	15,7	16,1	70	48,0	48,0	3,4
223,0	15,5	23,4	68	55,0	59,0	3,3
310,0	24,6	20,6	69	62,0	62,0	3,2

DIY USB hladnjak (Peltier modul)

Za izradu našeg mini hladnjaka potrebno je pronaći ili kupiti Peltier element (što je to i kako radi možete pročitati u nastavku) i dva radijatora.

Baš ovaj Peltierov element, iščupao sam ga iz pokvarenog računala, stajao je između procesora i hladnjaka. Očistio sam s njega staru termalnu pastu. Ukratko - ovaj Peltierov element kada se na njega primijeni istosmjerna struja počinje raditi na sljedeći način: jedna strana se počinje zagrijavati, a druga se počinje hladiti; ako promijenite polaritet izvora napajanja, tada će se strane elementa ponašati suprotno!

Zatim sam uzeo dva masivna radijatora iz nepotrebnog pojačala. Zatim sam element podmazao novom termalnom pastom, koju sam kupio u radio trgovini, i stegnuo Peltier element između radijatora. Korištenje termalne paste u ovom slučaju je obavezno!
Spojio je žice na element iz USB kabl i uključio ga u računalo - jedan radijator se počeo zagrijavati, a drugi se počeo hladiti! Dakle, sve je u redu!

Materijal koji sam koristio za lijepljenje hladnjaka sličan je komprimiranoj pjeni ili poroznoj plastici. Općenito, materijal može biti bilo što, njegova glavna kvaliteta je toplinska izolacija.
Staklo je organsko i izgleda prilično krhko, ali zapravo je materijal izdržljiv.
Ljepilo - superljepilo.

Zatim sam, radi praktičnosti, napravio magnetsku kopču.
Ispalo je dobro - tu je lako stala boca mineralne vode.

Generator - proizvodnja električne energije pomoću Peltierovog elementa

Prednosti ovog generatora:

— Gorivo je sve što gori ili grije.
— USB izlaz 5 volti, 500 mA.
— Ne ovisi o suncu, vjetru itd.
- Jednostavan i snažan dizajn koji može trajati vječno.
— Na njemu možete kuhati hranu dok se telefon puni.
- Svestranost.
— Svatko ga može sastaviti kod kuće za 1 večer (čak i zaposlenik AvtoVAZ-a =)).
- Jeftin dizajn.

Nisam ja to izmislio, postoje komercijalni primjerci koji su puno bolji od mojih. Na primjer, BioLite CampStove, njegova cijena je 7900 rubalja. Moja kopija je napravljena u žurbi za pisanje ovog članka i daljnje eksperimente.

Osnova je Peltierov element. Ovo je termoelektrični modul koji se koristi u vodenim hladnjacima i prijenosnim hladnjacima, a koristi se i za hlađenje procesora. Kada se na njega dovede napon, jedna strana se hladi, a druga zagrijava. Naprotiv, grijat ćemo jednu stranu za proizvodnju električne energije.

Glavni princip je da se jedna strana zagrijava, a druga ostaje nepromijenjena, za maksimalnu učinkovitost potrebna vam je temperaturna razlika od 100 stupnjeva Celzijusa.

Započnimo!


Mi ćemo trebati:
— Peltier element, koristio sam TEC1-12710
- Nepotrebno napajanje iz računala
Bilo tko, pa i onaj koji je izgorio, a sve je izgorjelo osim tijela
- Regulator napona
DC-DC Boost modul, ulazni napon 1-5 volti, izlaz uvijek 5V.
— Radijator (što veći to bolji), po mogućnosti s hladnjakom od 5V, jer Radijator će se postupno zagrijavati. Zimi to nije problem, jer radijator možete staviti na led.
— Termalna pasta
- Set alata

TEC1-12710 modul, nazivni na 10 A (manje ili više). Ali moćniji će biti veći. Što je struja veća, to je učinkovitiji i skuplji. Kupio sam ga na Aliexpressu za oko 250 rubalja. U našim trgovinama elektronike to košta oko 1500 rubalja.

Modul je dizajniran za maksimalni napon od 12V, ali ne daje toliko zbog niske učinkovitosti kada ga koristimo u suprotnom smjeru, tj. primati struju.

Da bi bilo stabilnih 5 volti i da bi se uređaji sigurno punili potreban vam je pojačani stabilizator. Počinje proizvoditi 5 V kada je na Peltier elementu još samo 1 V. Da je sve spremno za punjenje možete znati po upaljenoj LED diodi na modulu.


Možete sami sastaviti, ali odlučio sam vjerovati Kinezima, oni nude gotov modul s USB izlazom za 80 rubalja. na istoj stranici.

Razbijmo naše napajanje. Morao sam napraviti dodatne rupe za bolju cirkulaciju zraka (napajanje je bilo jako staro).

Glavni princip je da se zrak usisava odozdo, a izlazi kroz vrh. Jednostavno rečeno, trebate napraviti običnu peć. Ne zaboravite osigurati rupu za bacanje iverja i stalak za lonac ili šalicu za kipuću vodu, ako vam je potrebna.


Zatim morate pričvrstiti Peltier modul s radijatorom na ravni zid, nakon što prvo ravnomjerno nanesete toplinsku pastu. Što je kontakt čvršći, to bolje. Strana na kojoj je ispisan model je hladna, na tu stranu postavljamo radijator. Ako pomiješate, modul neće dati napon; u ovom slučaju samo trebate zamijeniti žice.


Lemimo pojačivač i pronalazimo gdje ga sakriti. Općenito ga možete ostaviti da visi na žicama, ali svakako ga morate izolirati, na primjer staviti termoskupljajuće sredstvo.

Spojimo sve zajedno. Ovo je ono što biste trebali dobiti:

Kako radi?

Bacamo grane, sječku, općenito sve što gori unutra. Zatim ga osvijetlimo. Vatra zagrijava stijenke peći i Peltierov element koji se nalazi na jednoj od tih stijenki. Druga strana elementa, koja se nalazi na radijatoru, ostaje na vanjskoj temperaturi. Što je veća temperaturna razlika, to je veća snaga, ali nemojte pretjerivati.

Maksimalna učinkovitost postiže se već s razlikom od 100 stupnjeva. Tijekom vremena, radijator se počinje zagrijavati i trebat će ga ohladiti. Možete bacati snijeg, polijevati ga vodom, staviti radijator na led ili u vodu ili staviti na njega šalicu hladne vode. Postoji mnogo opcija, najjednostavniji je hladnjak, on će oduzeti dio snage, ali zbog hlađenja ukupni rezultat se neće promijeniti.


NEMOJTE izlagati element visokim temperaturama, može izgorjeti i izgorjeti. U dokumentaciji je naznačena maksimalna temperatura od 180 °C, ali nema razloga za brigu, uz dobro hlađenje i s običnim ogrjevnim drvima neće mu se ništa dogoditi.

Ako niste lijeni i sve napravite kako treba, dobit ćete tako jednostavnu sjeckalicu na kojoj možete grijati hranu, kuhati, vodu i puniti svoje gadgete u isto vrijeme.

Može se koristiti kod kuće ako dođe do nestanka struje stavljanjem svijeće unutra. Usput, ako na njega spojite LED diode, svjetlo će biti mnogo svjetlije nego od same svijeće.

Na bilo kojem mjestu gdje možete pronaći nešto što gori, imat ćete struju, toplinu i mogućnost praktičnog kuhanja hrane, koristeći manje goriva u usporedbi s vatrom.

Prvi testovi!

Poslije posla sam otišao u šumu, sunce je skoro zašlo, grmlje je bilo mokro, ali peć se isplatila 100%.

Rezultat je nadmašio sva moja očekivanja. Odmah nakon što je sječka izgorjela, upalio se indikator, spojio sam telefon i počeo se puniti. Punjenje je bilo stabilno.

Pretvarač se uopće nije naprezao. Uzeo sam sa sobom i rashladnu podlogu za laptop, ima 2 hladnjaka i LED diode, trebao bi potrošiti pristojnu količinu. Spojio sam, sve se vrti, svijetli, vjetrić puše. Uzeo sam i USB ventilator i spojio ga na kraju, kad je ostao samo ugljen. Sve se vrti super, ne znam ni što drugo da probam.

Proizlaziti:

Sve super radi, odaje svoj pol Ampere. Ipak, treba vam hladnjak, jer... u pola sata radijator se zagrijao na 40-ak stupnjeva, ljeti bude i više. Prepustite se vrtnji.

Plamen puca visoko, meni osobno ne treba takva vatra, pokrit ću neke rupe da sporije gori.

Sve ću raditi novo, za osnovu ću uzeti standardnu ​​sjeckalicu koja se pravi od limenih kanti, ali ću je napraviti od debljeg metala i pravokutnog oblika. Kupit ću dobar radijator s hladnjakom odgovarajućeg oblika i pokušati napraviti sklopivu verziju tako da zauzima manje prostora pri nošenju.

Proizvodnja pitke vode pomoću Peltier modula

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

Kako radi 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 poslije kontakta, to je drugačije. Ako je na izlazu manje, znači da se tamo stvara toplina. Kada su elektroni u kontaktu inhibirani električnim poljem, oni prenose kinetičku energiju na kristalnu rešetku, zagrijavajući je. Ako se ubrzavaju, toplina se apsorbira. To se događa zbog činjenice da se dio energije uzima iz kristalna rešetka i hladi se.

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 spojena u seriju preko bakrenih kontakata.

Ako se elektroni kreću od poluvodiča "p" do "n", na prvom spoju s metalnim mostom oni se rekombiniraju, oslobađajući energiju. Sljedeći prijelaz s poluvodiča "p" na bakreni vodič popraćen je "povlačenjem" elektrona kroz kontakt pomoću električnog polja. Ovaj proces dovodi do apsorpcije energije i hlađenja područja oko kontakta. Procesi se odvijaju na sličan način na sljedećim prijelazima.

Postavljanjem grijanih i ohlađenih kontakata u različite paralelne ravnine postići će se praktična provedba metode. Poluvodiči se izrađuju od selena, bizmuta, antimona ili telura. Peltierov modul sadrži veliki broj termoparova smještenih između keramičkih ploča od aluminijevog nitrida ili aluminijevog oksida.

Čimbenici koji utječu na učinkovitost TEM-a

• Snaga struje.
• Broj termoparova (do nekoliko stotina).
• Vrste poluvodiča.
• Brzina hlađenja.

Veće vrijednosti još nisu postignute zbog niske učinkovitosti (5-8%) i visoke cijene. Za uspješan rad TEM-a potrebno je osigurati učinkovito odvođenje topline s grijane strane. To stvara poteškoće u praktičnoj provedbi metode. Ako je polaritet obrnut, hladna i vruća strana međusobno se mijenjaju.

Prednosti i nedostaci modula

Potreba za TEM-ovima pojavila se s pojavom elektroničkih uređaja koji su zahtijevali minijaturne rashladne sustave. Prednosti modula su sljedeće:

• kompaktnost;
• nema pokretnih zglobova;
• Peltier modul ima reverzibilni princip rada pri promjeni polariteta;
• jednostavnost kaskadnog povezivanja za povećanu snagu.

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

Primjena TEM-a

Peltier modul se prvenstveno koristi za hlađenje mikro krugova i malih dijelova. Započelo se s rashladnim elementima vojne opreme:

• mikrosklopovi;
• infracrveni detektori;
• laserski elementi;
• kristalni oscilatori.

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

CPU hlađenje

Glavne komponente računala stalno se poboljšavaju, što dovodi do povećanja proizvodnje topline. Zajedno s njima razvijaju se rashladni sustavi koji koriste inovativne tehnologije i moderne kontrole. Peltier modul našao je primjenu u ovom području prvenstveno u hlađenju mikro krugova i drugih radio komponenti. Tradicionalni hladnjaci više se ne mogu nositi s forsiranim overclocking modovima mikroprocesora. A povećanje frekvencije procesora omogućuje povećanje njihove performanse.

Povećanje brzine ventilatora rezultira znatnom bukom. To se eliminira korištenjem Peltier modula u kombiniranom sustavu hlađenja. Na taj su način vodeće tvrtke brzo ovladale proizvodnjom učinkovitih rashladnih sustava, koji su počeli biti u velikoj potražnji.

Toplinu s procesora obično odvode hladnjaci. Protok zraka može se usisati izvana ili doći iz unutarnje jedinice sustava. Glavni problem je što je temperatura zraka ponekad nedovoljna za odvođenje topline. Stoga se TEM počeo koristiti za hlađenje protoka zraka koji ulazi u jedinica sustava, čime se povećava učinkovitost prijenosa topline. Stoga je ugrađeni klima uređaj pomoćnik tradicionalnog sustava hlađenja računala.

Aluminijski radijatori pričvršćeni su na obje strane modula. Sa strane hladne ploče, zrak za hlađenje se pumpa u procesor. Nakon što uzme toplinu, drugi ventilator je otpuhuje kroz hladnjak s vrućom pločom modula.

Suvremeni TEM je kontroliran elektronički uređaj sa senzorom temperature, gdje je stupanj hlađenja proporcionalan zagrijavanju procesora.

Aktiviranje hlađenja procesora također stvara neke probleme.

1. Jednostavni Peltierovi rashladni moduli dizajnirani su za kontinuirani rad. Niža potrošnja energije također smanjuje rasipanje topline, što može uzrokovati pretjerano hlađenje čipa i posljedično zamrzavanje procesora.
2. Ako rad hladnjaka i hladnjaka nije pravilno usklađen, potonji se može prebaciti na način grijanja umjesto hlađenja. Dodatni izvor topline uzrokovat će pregrijavanje procesora.

Stoga, za moderni procesori Potrebne su nam napredne tehnologije hlađenja s kontrolom nad radom samih modula. Takve promjene načina rada ne događaju se kod video kartica, koje također zahtijevaju intenzivno hlađenje. Stoga je TEM idealan za njih.

Hladnjak za auto "uradi sam".

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

Rasprostranjena proizvodnja termoelektričnih uređaja omogućuje vam stvaranje malog hladnjaka vlastitim rukama, pogodnog za korištenje u automobilima. Njegova osnova je "sendvič", koji se pravi na sljedeći način.

1. Na gornji radijator nanese se sloj toplinski provodljive paste tipa KPT-8, a na jednu stranu keramičke površine zalijepi se Peltier modul.
2. Slično tome, s donje strane je pričvršćen još jedan radijator, namijenjen za postavljanje u komoru hladnjaka.
3. Cijeli uređaj je čvrsto stisnut i sušen 4-5 sati.
4. Hladnjaci su ugrađeni na oba radijatora: gornji će ukloniti toplinu, a donji će izjednačiti temperaturu u komori hladnjaka.

Kućište hladnjaka je napravljeno s brtvom za toplinsku izolaciju iznutra. Važno je da se dobro zatvori. Za to možete koristiti običnu plastičnu kutiju za alat.

Napon od 12 V napaja se iz sustava vozila. Također se može izvesti iz mreže od 220 V naizmjenična struja, sa napajanjem. Koristi se najjednostavniji krug za pretvorbu izmjenične u istosmjernu struju. Sadrži ispravljački most i kondenzator za izravnavanje valovitosti. Važno je da na izlazu ne prelaze 5% nominalne vrijednosti, inače se smanjuje učinkovitost uređaja. Modul ima dva izlaza izrađena od žica u boji. “Plus” je uvijek povezan s crvenom bojom, a “minus” s crnom.

Snaga TEM-a mora odgovarati volumenu kutije. Prve 3 znamenke oznake označavaju broj pari poluvodičkih mikroelemenata unutar modula (49-127 ili više). izražen sa posljednje dvije znamenke oznake (od 3 do 15 A). Ako snaga nije dovoljna, trebate zalijepiti drugi modul na radijatore.

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

Peltier 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 će generirati električnu struju.

Za praktičnu upotrebu potreban vam je TEM s najmanje 5 V. Zatim ga možete koristiti za punjenje mobitel. Zbog niske učinkovitosti Peltierovog modula bit će potreban DC-DC pretvarač pojačanja. Za sastavljanje generatora trebat će vam:

• 2 Peltier modula TEC1-12705 s pločom veličine 40x40 mm;
• pretvarač EK-1674;
• aluminijske ploče debljine 3 mm;
• posuda za vodu;
• ljepilo otporno na toplinu.

Dva modula se postavljaju između ploča pomoću ljepila, a zatim se cijela konstrukcija fiksira na dno posude. Ako ga napunite vodom i stavite na vatru, dobit ćete potrebnu temperaturnu razliku, koja proizvodi EMF reda veličine 1,5 V. Spajanjem modula na boost pretvarač, možete povećati napon na 5 V, što je potrebno za punjenje baterije telefona.

Što je veća temperaturna razlika između vode i donje grijane ploče, generator je učinkovitiji. Stoga moramo pokušati smanjiti zagrijavanje vode različiti putevi: učinite ga protočnim, češće ga zamijenite svježim, itd. Učinkovit način povećanja temperaturne razlike je kaskadiranje modula, kada se postavljaju jedan na drugi. Povećanje ukupnih dimenzija uređaja omogućuje vam postavljanje više elemenata između ploča i time povećanje ukupne snage.

Učinak generatora bit će dovoljan za punjenje malih baterija, rad LED svjetiljke ili radio. Bilješka! Za izradu toplinskih generatora trebat će vam moduli koji mogu raditi na 300-400 0 C! Ostali su prikladni samo za probno testiranje.

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

Domaći Peltier moduli

TEM vlastite proizvodnje pojavili su se na našem tržištu ne tako davno. Vrlo su pouzdani i imaju dobre karakteristike. Peltier modul, koji je u velikoj potražnji, ima dimenzije 40x40 mm. Dizajniran je za maksimalnu struju od 6 A i napon do 15 V.

Domaći Peltier modul može se kupiti po niskoj cijeni. Sa 85 W stvara temperaturnu razliku od 60 0 C. Zajedno s hladnjakom sposoban je zaštititi procesor od pregrijavanja uz disipaciju snage od 40 W.

Karakteristike modula vodećih tvrtki

Strani uređaji predstavljeni su na tržištu u većoj raznolikosti. Za zaštitu procesora vodećih tvrtki kao hladnjak koristi se modul PAX56B Peltier, čija je cijena, zajedno s ventilatorom, 35 USD.

S dimenzijama od 30x30 mm, održava temperaturu procesora ne višu od 63 0 C uz izlaznu snagu od 25 W. Za napajanje je dovoljan napon od 5 V, a struja ne prelazi 1,5 A.

PA6EXB Peltier modul dobro je prilagođen za hlađenje procesora, osiguravajući normalne temperaturne uvjete sa snagom disipacije od 40 W. Područje 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 Peltierov modul, tehnički podaci mora zadovoljiti potrebe hlađenih uređaja. Nedopustivo 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, odnosno 108 W. Odlikuju se oznakama koje se uvijek stavljaju na vruću stranu. Najveća dopuštena temperatura vruće 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 Peltier modul jeftino - oko 10 dolara ili manje po komadu, ako dovoljno dobro tražite. Nerijetko prodavači znatno napuhaju cijene, ali možete ih naći nekoliko puta jeftinije ako ih kupite na akciji.

Zaključak

Peltierov učinak sada je pronašao primjenu u stvaranju malih hladnjaka potrebnih za modernu tehnologiju. Reverzibilnost procesa omogućuje proizvodnju mikroelektrana koje su tražene za punjenje baterija elektroničkih uređaja.

Za razliku od drugih načina alternativne proizvodnje energije, mogu raditi tijekom vožnje ako je ugrađen katalitički grijač.

Peltierov element obično se naziva pretvarač koji može raditi od temperaturne razlike. To se događa protokom električne struje kroz vodiče kroz kontakte. U tu svrhu u elementima su predviđene posebne ploče. Toplina prelazi s jedne strane na drugu.

Danas je ova tehnologija tražena prvenstveno zbog značajne snage prijenosa topline. Osim toga, uređaji se mogu pohvaliti kompaktnošću. Radijatori instalirani na mnogim modelima su slabi. To je zbog činjenice da se protok topline prilično brzo hladi. Kao rezultat toga, željena temperatura se stalno održava.

Ovaj element nema pokretnih dijelova. Uređaji rade potpuno tiho, što je nesumnjiva prednost. Također treba reći da se mogu koristiti jako dugo, a kvarovi se javljaju izuzetno rijetko. Najjednostavniji tip sastoji se od bakrenih vodiča s kontaktima i spojnim žicama. Dodatno, postoji izolator na strani hlađenja. Obično se izrađuje od keramike ili

Zašto su potrebni Peltierovi elementi?

Peltier elementi se najčešće koriste za izradu hladnjaka. Obično govorimo o kompaktnim modelima koje mogu koristiti, na primjer, vozači na cesti. No, tu nije kraj mogućnosti primjene uređaja. U U zadnje vrijeme Peltierovi elementi počeli su se aktivno ugrađivati ​​u zvučnu i akustičnu opremu. Tamo mogu obavljati funkcije hladnjaka.

Kao rezultat toga, pojačalo uređaja se hladi bez ikakve buke. Za prijenosne kompresore Peltierovi elementi su neizostavni. Ako govorimo o znanstvenoj industriji, znanstvenici koriste ove uređaje za hlađenje lasera. U ovom slučaju moguće je postići značajnu stabilizaciju studijskog vala LED dioda.

Nedostaci Peltierovih modela

Čini se da tako jednostavan i učinkovit uređaj nema nedostataka, ali postoje neki. Prije svega, stručnjaci su odmah primijetili nisku propusnost modula. Ovo ukazuje da će osoba imati određene probleme, ako želi ohladiti uređaj koji radi iz mreže s naponom od 400 V. U ovom slučaju, posebna dielektrična pasta djelomično će pomoći u rješavanju ovog problema. Međutim, trenutni kvar će i dalje biti visok i namot Peltierovog elementa možda ga neće izdržati.

Osim toga, ovi se modeli ne preporučuju za upotrebu u preciznoj elektronici. Budući da dizajn elementa sadrži metalne ploče, osjetljivost tranzistora može biti narušena. Posljednji nedostatak Peltierovog elementa je niska učinkovitost. Ovi uređaji nisu u stanju postići značajnu temperaturnu razliku.

Modul za regulator

Izrada Peltierovog elementa za regulator vlastitim rukama prilično je jednostavna. Da biste to učinili, trebali biste unaprijed pripremiti dvije metalne ploče, kao i ožičenje s kontaktima. Prije svega, vodiči su pripremljeni za ugradnju, koji će se nalaziti u podnožju. Obično se kupuju s oznakom "PP".

Dodatno, za normalnu kontrolu temperature, na izlazu treba osigurati poluvodiče. Oni su neophodni za brzi prijenos topline na gornju ploču. Za ugradnju svih elemenata trebate koristiti lemilo. Da biste dovršili Peltierov element vlastitim rukama, prije svega spojite dvije žice. Prvi je montiran na donjoj bazi i fiksiran na krajnjem vanjskom vodiču. Treba izbjegavati kontakt s pločom.

Zatim pričvrstite drugu žicu na gornji dio. Fiksacija se također provodi na krajnji vanjski element. Za provjeru funkcionalnosti uređaja koristi se tester. Da biste to učinili, potrebno je spojiti dvije žice na uređaj. Kao rezultat toga, odstupanje napona bi trebalo biti približno 23 V. U ovoj situaciji mnogo ovisi o snazi ​​regulatora.

Hladnjaci s termistorom

Kako vlastitim rukama napraviti Peltierov element za hladnjak s termistorom? Odgovarajući na ovo pitanje, važno je napomenuti da su ploče za njega odabrane isključivo od keramike. U ovom slučaju koristi se oko 20 vodiča. To je potrebno kako bi temperaturna razlika bila veća. Možete ga povećati do 70%. U ovom slučaju važno je izračunati

To se može učiniti na temelju snage opreme. Hladnjak koji koristi tekući freon idealan je u ovom slučaju. Sam Peltier element je instaliran u blizini isparivača, koji se nalazi pored motora. Da biste ga instalirali, trebat će vam standardni set alata, kao i brtve. Oni su neophodni kako bi zaštitili model od startnog releja. Tako će se donji dio uređaja hladiti mnogo brže.

Da biste postigli temperaturnu razliku (Peltier efekt) vlastitim rukama, možda će vam trebati najmanje 16 vodiča. Glavna stvar je pouzdano izolirati žice koje će biti spojene na kompresor. Da biste sve učinili ispravno, prvo morate odspojiti sušilicu hladnjaka. Tek nakon toga moguće je povezati sve kontakte. Nakon dovršetka instalacije, granični napon treba provjeriti pomoću ispitivača. Ako element ne radi ispravno, termostat je prvi na udaru. U nekim slučajevima javlja se

Model za hladnjak 15V

Peltier hladnjak možete napraviti vlastitim rukama s malim modulima.Moduli su pričvršćeni uglavnom u blizini radijatora. Kako bi ih sigurno pričvrstili, stručnjaci koriste kutove. Element se ne smije naslanjati na filtar i to treba uzeti u obzir.

Za dovršetak termoelektričnog modula Peltier vlastitim rukama, donja ploča je uglavnom odabrana od nehrđajućeg čelika. Vodiči se u pravilu koriste s oznakom "PR20". Mogu izdržati maksimalno opterećenje od 3 A. Maksimalno odstupanje temperature može doseći 10 stupnjeva. U ovom slučaju, učinkovitost može biti 75%.

Peltier elementi u 24 V hladnjacima

Koristeći Peltierov element, možete napraviti hladnjak vlastitim rukama samo od vodiča s dobrim brtvljenjem. U isto vrijeme, moraju biti složeni u tri reda za hlađenje. Radna struja u sustavu mora se održavati na 4 A. Možete ga provjeriti pomoću konvencionalnog ispitivača.

Ako za element koristite keramičke ploče, maksimalno odstupanje temperature može se postići na 15 stupnjeva. Žice do kondenzatora postavljaju se tek nakon postavljanja brtve. Možete ga pričvrstiti na zid uređaja na različite načine. Glavna stvar u ovoj situaciji je ne koristiti ljepilo, koje je osjetljivo na temperature iznad 30 stupnjeva.

Peltier element za auto hladnjak

Za izradu visokokvalitetnog auto-hladnjaka vlastitim rukama odabire se Peltierov modul (modul) s pločom čija debljina nije veća od 1,1 mm. Najbolje je koristiti nemodularne žice. Za rad će također biti potrebni bakreni vodiči. Njihov kapacitet mora biti najmanje 4A.

Tako će maksimalno odstupanje temperature doseći 10 stupnjeva, to se smatra normalnim. Najčešće se koriste vodiči s oznakom "PR20". Nedavno su se pokazali stabilnijima. Pogodni su i za razne kontakte. Za spajanje uređaja na kondenzator koristi se lemilo. Visokokvalitetna ugradnja moguća je samo na brtvi relejnog bloka. Razlike u ovom slučaju bit će minimalne.

Kako napraviti element za hladnjak pitke vode?

DIY Peltier modul (element) za hladnjak je prilično jednostavan. Za njega je važno odabrati samo keramičke ploče. U uređaju se koristi najmanje 12 vodiča, tako da će otpor biti visok. Spajanje elemenata obično se provodi lemljenjem. Za spajanje na uređaj moraju postojati dvije žice. Element mora biti pričvršćen na dno hladnjaka. U tom slučaju može doći u dodir s poklopcem uređaja. Kako bi se isključili slučajevi kratki spojevi, važno je popraviti sve ožičenje na rešetku ili kućište.

Klima uređaji

Peltier modul (element) izrađen je vlastitim rukama za klima uređaj samo s vodičima klase "PR12". Odabrani su za ovaj zadatak uglavnom zato što dobro podnose niske temperature. Najviše, model je sposoban proizvesti napon od 23 V. Pokazatelj otpora bit će na razini od 3 ohma. Temperaturna razlika doseže najviše 10 stupnjeva, a učinkovitost je 65%. Vodiči se mogu polagati samo u jednom redu između ploča.

Proizvodnja generatora

Možete napraviti generator pomoću Peltierovog modula (elementa) vlastitim rukama. Performanse uređaja povećat će se za ukupno 10%. To se postiže većim hlađenjem motora. Uređaj može izdržati maksimalno opterećenje od 30 A. Zbog velikog broja vodiča, otpor može biti 4 ohma. Odstupanje temperature u sustavu je približno 13 stupnjeva. Modul je pričvršćen izravno na rotor. Da biste to učinili, prvo morate odvojiti središnju osovinu. U mnogim slučajevima stator ne smeta. Kako bi se spriječilo zagrijavanje namota rotora od induktora, koriste se keramičke ploče.

Hlađenje video kartice na računalu

Da biste ohladili video karticu, trebali biste pripremiti najmanje 14 vodiča. Najbolje je odabrati modele od bakra. Njihov koeficijent toplinske vodljivosti je prilično visok. Za spajanje uređaja na ploču koriste se žice nemodularnog tipa. Model je postavljen blizu hladnjaka video kartice. Da bi se to osiguralo, obično se koriste male.

Da biste ih popravili, možete koristiti obične matice. Pojava prekomjerne buke tijekom rada ukazuje na to da uređaj ne radi ispravno. U tom slučaju potrebno je provjeriti cjelovitost ožičenja. Također morate pregledati vodiče.

Peltier element za klima uređaj

Za izradu visokokvalitetnog Peltierovog elementa vlastitim rukama za klima uređaj koriste se dvostruke ploče. Njihova minimalna debljina treba biti najmanje 1 mm. U ovom slučaju možete se nadati temperaturnom odstupanju od 15 stupnjeva. Nakon opremanja modula, učinak klima uređaja povećava se u prosjeku za 20%. Mnogo u ovoj situaciji ovisi o temperaturi okoline. Također treba voditi računa o stabilnosti mrežnog napona. Uz manje smetnje, uređaj može izdržati opterećenje od približno 4 A.

Prilikom lemljenja vodiča, oni se ne smiju postavljati preblizu jedan drugome. Da biste pravilno dovršili Peltier module vlastitim rukama, ulazni i izlazni kontakti moraju biti instalirani samo na jednoj od dvije ploče. U ovom slučaju, uređaj će biti kompaktniji. Ozbiljna pogreška u ovoj situaciji bila bi spojiti modul izravno na jedinicu. To će dovesti do neizbježnog oštećenja elementa.

Ugradnja modula na kondenzator

Da biste ga sami instalirali, važno je procijeniti snagu kondenzatora. Ako ne prelazi 20 V, element treba montirati s vodičima s oznakom "PR30" ili "PR26". Da biste vlastitim rukama pričvrstili Peltierov modul (element) na kondenzator, koristite male metalne uglove.

Najbolje ih je instalirati četiri sa svake strane. Što se tiče performansi, kondenzator u konačnici može dodati plus 10%. Ako govorimo o gubicima topline, oni će biti beznačajni. Učinkovitost uređaja je u prosjeku 80%. Za visokonaponski kondenzatori moduli se ne izračunavaju. U ovom slučaju, čak ni veliki broj vodiča neće pomoći.

Rashladna oprema postala je toliko čvrsto uspostavljena u našim životima da je čak teško zamisliti kako bismo mogli bez nje. Ali klasični dizajni rashladnog sredstva nisu prikladni za mobilna upotreba, na primjer, kao rashladna torba za putovanje.

U tu svrhu koriste se instalacije čiji se princip rada temelji na Peltierovom efektu. Razgovarajmo ukratko o ovom fenomenu.

Što je?

Ovaj pojam odnosi se na termoelektrični fenomen koji je 1834. godine otkrio francuski prirodoslovac Jean-Charles Peltier. Suština efekta je oslobađanje ili apsorpcija topline u području dodira raznorodnih vodiča 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 razlici potencijala u vodičima od različitih materijala. Sukladno tome, s povećanjem kinetičke energije, ona se pretvara u toplinsku energiju.

Na drugom vodiču opaža se obrnuti proces koji zahtijeva nadopunjavanje energije, u skladu s temeljnim zakonom fizike. To se događa zbog toplinske vibracije, koja uzrokuje hlađenje metala od kojeg je napravljen drugi vodič.

Suvremene tehnologije omogućuju proizvodnju poluvodičkih elemenata-modula s maksimalnim termoelektričnim učinkom. 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 spojeni termoparovi. Pojednostavljeni dijagram takvog elementa može se naći na donjoj slici.

Oznake:

• A – kontakti za spajanje na izvor napajanja;
• B – vruća površina elementa;
• C – hladna strana;
• D – bakreni vodiči;
• E – poluvodič na bazi p-spoja;
• F – poluvodič n-tipa.

Dizajn je napravljen na takav način da je svaka strana modula u kontaktu ili p-n ili n-p prijelazi(ovisno o polaritetu). Kontakti p-n zagrijati, n-p – ohladiti (vidi sl. 3). Sukladno tome, na bočnim stranama elementa javlja se temperaturna razlika (DT). Promatraču će ovaj učinak izgledati kao prijenos toplinske energije između stranica modula. Važno je napomenuti da promjena polariteta napajanja dovodi do promjene toplih i hladnih površina.

Riža. 3. A – topla strana termoelementa, B – hladna strana

Tehnički podaci

Karakteristike termoelektričnih modula opisuju sljedeći parametri:

• kapacitet hlađenja (Q max), ova se karakteristika određuje na temelju najveće dopuštene struje i temperaturne razlike između stranica modula, mjereno u Wattima;
• maksimalna temperaturna razlika između stranica elementa (DT max), parametar je dan za idealne uvjete, mjerna jedinica je stupanj;
• dopuštena struja potrebna za osiguranje najveće temperaturne razlike – I max;
• maksimalni napon U max potreban da struja I max dosegne vršnu razliku DT max;
• unutarnji otpor modula – Otpor, naznačen u Ohmima;
• koeficijent učinkovitosti - COP (skraćenica od engleskog - coefficient of performance), u biti to je učinkovitost uređaja, koja 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.

Obilježava

Pogledajmo kako se tipične oznake modula dešifriraju pomoću primjera na slici 4.

Slika 4. Peltierov modul oznake TEC1-12706

Označavanje je podijeljeno u tri smislene skupine:

1. Oznaka elementa. Prva dva slova su uvijek nepromijenjena (TE), što znači da se radi o termoelementu. Sljedeći označava veličinu, mogu postojati slova "C" (standardno) i "S" (malo). Zadnji broj označava koliko slojeva (kaskada) ima element.
2. Broj termoparova u modulu prikazanom na fotografiji je 127.
3. Nazivna struja je u amperima, kod nas je 6 A.

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

Primjena

Unatoč prilično niskoj učinkovitosti, termoelektrični elementi imaju široku primjenu u mjernim, računalnim i kućanskim aparatima. Moduli su važan radni element sljedećih uređaja:

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

Navedimo detaljne primjere korištenja termoelektričnih modula.

Hladnjak s Peltierovim elementima

Termoelektrične rashladne jedinice znatno su inferiorne u izvedbi kompresorskih i apsorpcijskih analoga. Ali oni imaju značajne prednosti, što njihovu upotrebu čini preporučljivom pod određenim uvjetima. Te prednosti uključuju:

• jednostavnost dizajna;
• otpornost na vibracije;
• odsutnost pokretnih elemenata (osim ventilatora koji puše radijator);
• niska razina buke;
• male dimenzije;
• sposobnost rada u bilo kojem položaju;
• dug radni vijek;
• 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 zagrijavanju. Što je veća temperaturna razlika između strana, veća je struja koju stvara izvor. Nažalost, maksimalna temperatura za toplinski generator je ograničena; ne može biti viša od tališta lema koji se koristi u modulu. Kršenje ovog uvjeta dovest će do kvara elementa.

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

Budući da je učinkovitost takvih uređaja niska, koriste se samo u slučajevima kada nije moguće koristiti učinkovitiji izvor električne energije. Međutim, toplinski generatori snage 5-10 W traženi su među turistima, geolozima i stanovnicima udaljenih područja. Velik i moćan stacionarne instalacije, pogonjeni gorivom visoke temperature, koriste se za napajanje jedinica za distribuciju plina, opreme meteoroloških stanica itd.

Za hlađenje procesora

Relativno nedavno, ovi moduli počeli su se koristiti u sustavima hlađenja procesora osobnih računala. S obzirom na nisku učinkovitost termoelemenata, prednosti takvih struktura su prilično upitne. Na primjer, za hlađenje izvora topline od 100-170 W (odgovara većini moderni modeli CPU), morat ćete potrošiti 400-680 W, što zahtijeva ugradnju snažnog napajanja.

Druga zamka je da će neopterećeni procesor oslobađati manje toplinske energije, a modul ga može ohladiti ispod točke rosišta. Kao rezultat toga, počet će se stvarati kondenzacija, koja će zajamčeno oštetiti elektroniku.

Oni koji odluče sami stvoriti takav sustav morat će provesti niz izračuna kako bi odabrali snagu modula za određeni model procesora.

Na temelju gore navedenog, korištenje ovih modula kao sustava za hlađenje procesora nije isplativo; osim toga, mogu uzrokovati kvar računalne opreme izvan službe.

Sasvim drugačija je situacija s hibridnim uređajima, gdje se toplinski moduli koriste zajedno s vodenim ili zračnim hlađenjem.

Hibridni sustavi hlađenja dokazali su svoju učinkovitost, ali visoka cijena ograničava krug njihovih obožavatelja.

Klima uređaj na bazi Peltierovih elemenata

Teoretski, takav će uređaj biti konstruktivno mnogo jednostavniji od klasičnih sustava za kontrolu klime, ali sve se svodi na niske performanse. Jedna je stvar rashladiti mali volumen hladnjaka, a druga stvar rashladiti prostoriju ili unutrašnjost automobila. Klima uređaji koji koriste termoelektrične module trošit će više električne energije (3-4 puta) od opreme koja radi na rashladno sredstvo.

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

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

Za rashladnu vodu

Termoelektrični element se često koristi kao rashladno sredstvo za rashlađivače vode. Dizajn uključuje: rashladni modul, regulator kojim upravlja termostat i grijač. Ova izvedba je mnogo jednostavnija i jeftinija od kompresorskog kruga; osim toga, pouzdanija je i lakša za rukovanje. Ali postoje i određeni nedostaci:

• voda se ne ohladi ispod 10-12 ° C;
• hlađenje traje dulje od kompresorskog kompresora, stoga takav hladnjak nije prikladan za ured s veliki iznos radnici;
• uređaj je osjetljiv na vanjsku temperaturu, u toploj prostoriji voda se neće ohladiti na minimalnu temperaturu;
• Instalacija u prašnjavim prostorijama se ne preporučuje, jer se ventilator može začepiti i rashladni modul može pokvariti.

Stolni hladnjak za vodu koji koristi Peltier element

Sušilo zraka na bazi Peltierovih elemenata

Za razliku od klima uređaja, implementacija odvlaživača na termoelektrični elementi sasvim moguće. Dizajn je prilično jednostavan i jeftin. Modul za hlađenje snižava temperaturu radijatora ispod točke rosišta, zbog čega se vlaga sadržana u zraku koji prolazi kroz uređaj taloži na njemu. Taložena voda se ispušta u poseban spremnik.

Unatoč niskoj učinkovitosti, u ovom slučaju učinkovitost uređaja je sasvim zadovoljavajuća.

Kako se povezati?

Neće biti problema s povezivanjem modula, potrebno je primijeniti napajanje na izlazne žice. stalni pritisak, njegova je vrijednost navedena u podatkovnoj tablici elementa. Crvena žica mora biti spojena na plus, crna žica na minus. Pažnja! Obrnutim polaritetom mijenjaju se položaji ohlađenih i grijanih površina.

Kako provjeriti funkcionalnost Peltierovog elementa?

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

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

1. spojite sonde na stezaljke modula;
2. prinesite upaljeni upaljač na jednu od strana;
3. Promatramo očitanja uređaja.

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

Kako napraviti Peltier element vlastitim rukama?

Gotovo je nemoguće napraviti domaći modul kod kuće, pogotovo zato što to nema smisla, s obzirom na njihovu relativno nisku cijenu (oko 4-10 USD). Ali možete sastaviti uređaj koji će biti koristan na pješačenju, na primjer, termoelektrični generator.

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

Na ulazu takvog pretvarača dovodi se napon u rasponu od 0,8-5,5 V; na izlazu će proizvesti stabilnih 5 V, što je sasvim dovoljno za punjenje većine Mobilni uredaji. Ako se koristi konvencionalni Peltierov element, potrebno je ograničiti raspon radne temperature grijane strane na 150 °C. Kako biste izbjegli gnjavažu s praćenjem, bolje je koristiti lonac kipuće vode kao izvor topline. U tom slučaju zajamčeno je da se element ne zagrijava iznad 100 °C.

Eto, svi grafikoni su nacrtani, sve tablice popunjene, sad možete sanjati. Općenito, ako procijenite potrošnju energije na pješačenju do maksimuma, dobit ćete sljedeće:
GPS navigator - 0,3 W x 10 h = 3 W*h dnevno;
fotoaparat (Canon DSLR) - baterija od 8 Wh za 4 dana = 2 Wh dnevno;
video kamera (video snimač za snimanje zanimljivih trenutaka putovanja, oko 1 sat videa dnevno) - 1,6 Wh dnevno;
mobilni telefon- oko 0,2 W*h dnevno;
led svjetiljka za osvjetljavanje parkirališta u večernjim satima - 2 W*h dnevno.
Ukupno dobijemo: 3 + 2 + 1,6 + 0,2 + 2 = 8,8 Wh dnevno. Uzimajući u obzir gubitke pri punjenju baterija ovih uređaja i neočekivane troškove, ovu brojku možete lako zaokružiti na 10 Wh dnevno, što je otprilike jednako trima AA NiMH baterijama (3,2 Wh svaka). Pretpostavit ćemo da je to količina električne energije koja vam omogućuje udobno putovanje unaprijed planiranom rutom bez ograničavanja kreativnih poriva. Ova računica je više-manje točna za solo izlazak ili grupu od dvoje ljudi. Ako ima više osoba, onda se za svaku osobu dodaje dodatni potrošač, bio to mobitel ili neki drugi fotoaparat. Mislim da za svakog "dodatnog" sudionika možete sigurno dodati 1 Wh, odnosno za grupu od 6 ljudi ugodna razina potrošnje energije bit će 14 Wh ili oko 4,5 AA baterije. Pretpostavimo da planinarenje traje 10 dana, tada će vam za grupu od 2 osobe trebati 100 Wh energije, to je 31 NiMH baterija ukupne težine 31 x 31,5 = 976,5 g. Odnosno, gotovo 1 kg baterija. Ako uzmete alkalne baterije, one najbolje daju 2,2 Wh i trebat će vam ih 45 komada. Ne znam im težinu, ali čak i ako imaju po 25 g, zbroj je veći od kilograma. Za grupu od 6 osoba ukupna količina električne energije je 140 Wh, što je skoro 44 baterije težine 1386 g ili 64 baterije teže još više. Ako sa sobom ponesete LiPo baterije, kakve koriste modelari, tada će za dvije osobe to biti baterija težine 100 Wh ÷ 160 Wh/kg = 0,625 kg ili 625 g. Za grupu od 6 osoba masa LiPo baterije bit će 875 g .
Sada shvatimo kako stvari stoje s termogeneratorom. Recimo da imamo TEC1-12709 modul (ili module), zagrijavamo ga na najviše 150 °C, hladimo ga u struji s temperaturom od 15 °C, odnosno na hladnoj strani bit će 20 °C, temperaturna razlika je 150 - 20 = 130 °C. Za takvu vrijednost temperaturne razlike nemam pokazatelj učinkovitosti, morat ću računati. Uzimamo dvije maksimalne vrijednosti na grafu učinkovitosti u odnosu na struju za TEC1-12709, na primjer 13,6 mW/°C za prosječnu temperaturnu razliku od 71 °C i 15,7 mW/°C za 87 °C i izračunavamo koliko učinkovitost se povećala povećanjem temperaturne razlike za 87 - 71 = 16 °C. Ispada da je 2,1 mW/°C. I onda proporcionalno: ako je povećanje razlike od 16 °C dovelo do povećanja učinkovitosti za 2,1 mW/°C, tada će povećanje razlike za 130 - 87 = 43 °C dovesti do povećanja učinkovitosti za (43 x 2,1) ÷ 16 = 5,6 mW/°C. To znači da će učinkovitost pri temperaturnoj razlici od 130 °C biti jednaka 15,7 + 5,6 = 21,3 mW/°C. Kao rezultat, dobivamo 21,3 x 130 = 2769 mW ili 2,8 W. Ova vrijednost je prilično blizu stvarnosti, sudeći po činjenici da su u nekim video eksperimentima dva modula proizvela 4...6 W. Da bi se pomoću jednog modula dobilo 10 Wh energije, generator mora raditi 10 ÷ 2,8 = 3,57 sati, a za 14 Wh - 5 sati. To jest, ako koristite termogenerator koji se sastoji od 2 Peltier elementa, tada proizvodnja električne energije čak i za veliku grupu ne traje dugo.
Jedini veliki problem kod proizvodnje električne energije tijekom kampiranja ovom metodom je rasipanje topline na hladnoj strani. Najbolje i najoptimalnije je vodeno hlađenje, jer voda ima veliki toplinski kapacitet. U tom pogledu vodeni turisti imaju više sreće od biciklista: njihov način prijevoza povezan je upravo s vodom, a ako razmislite o dizajnu generatora (vrlo je čudno zašto još nije osmišljen i implementiran u industrijskoj mjeri) , tada mogu proizvoditi električnu energiju tijekom vožnje. Generator je djelomično uronjen u vodu, a djelomično pluta na površini. Gorivo se puni u ložište kako se troši, a sve se hladi vodom izvana. Gorivo se prikuplja i priprema na odmorištu.
Ako se ne želite zamarati skupljanjem drva za ogrjev i šišarki, možete razmisliti o dizajnu plinske peći. Vrijedi malo proračunati. Dakle, imamo:
ukapljeni plinski cilindar za plinske plamenike s gorivom težine 450 g;
sastav: izobutan - 72%, propan - 22%, butan - 6%, u odnosu na težinu to je 324 g, 99 g i 27 g;
kalorijske vrijednosti za ove plinove su 49,22 MJ/kg, 48,34 MJ/kg i 49,34 MJ/kg, redom.
Nakon množenja i zbrajanja imamo 22,07 MJ u jednoj boci ukapljenog plina. Uzimamo da je učinkovitost našeg generatora 1%, dakle dobivamo 220 kJ kao električnu energiju, što je 61,3 Wh. S čime to možete usporediti? Pa, na primjer, s 19 NiMH AA baterija. Nije puno i dosta skupo, plin nije jeftin.
Budući da je korištenje plina skupo, možete smisliti nešto koristeći tekuće gorivo, poput benzina. Malo sam pretražio internet u potrazi za jeftinim katalizatorom za katalitičke plamenike, ali nisam uspio pronaći ništa osim krom (VI) oksida dobivenog iz amonijevog dikromata. Da, i nije sve tako glatko s njim, ali ako želite, kroz određenu količinu eksperimentiranja možete postići stabilne pozitivne rezultate i ovdje. Katalitički jastučići za grijanje proizvedeni u Kini najvjerojatnije koriste elemente platinske skupine u tragovima. Kad bi barem postojao katalizator kao u ovoj grijaćoj podlozi, ali veći za Peltier elemente. Rezultat bi bio kompaktan i lagan generator. Kalorična vrijednost benzina je 44,5 MJ/kg, gustoća 0,74 kg/l, iz jedne litre benzina imamo 33 MJ energije, pri 1% učinkovitosti to je 330 kJ ili 91,6 Wh električne energije (28 AA baterija). Više proračunska opcija, ali ipak skupljajte i pripremajte ono što je dostupno u prirodi besplatno gorivo je prirodno isplativije, a nema ga baš neugodna osobina, svojstven onim dionicama koje se kupuju u trgovini - ne ponestaje u najneprikladnijem trenutku.