펠티에 모듈은 가열 요소(인큐베이터...), 냉각 요소(냉장고...), 전기 생성(발전기...), 펠티에 모듈의 4가지 방식으로 사용할 수 있습니다. 물을 생성할 수 있는 요소입니다. 이것이 내 기사의 내용입니다.

펠티에 소자열전 변환기는 전류가 흐를 때 온도 차이가 발생하는 펠티에 효과(Peltier Effect)를 기반으로 작동 원리를 적용한 열전 변환기입니다. 영어 문헌에서 펠티에 소자는 TEC(English Thermoelectric Cooler - 열전 냉각기)로 지정됩니다.

펠티에 효과의 반대 효과를 제벡 효과라고 합니다.

동작 원리

펠티에 소자의 작동은 전도대에서 전자 에너지 수준이 서로 다른 두 전도성 물질의 접촉을 기반으로 합니다. 이러한 물질의 접촉을 통해 전류가 흐를 때 전자는 다른 반도체의 더 높은 에너지 전도대로 이동하기 위해 에너지를 획득해야 합니다. 이 에너지가 흡수되면 반도체 사이의 접촉점은 냉각된다. 전류가 반대 방향으로 흐르면 일반적인 열 효과 외에도 반도체 사이의 접점이 가열됩니다.

금속이 접촉하면 펠티에 효과가 너무 작아서 저항 가열 및 열전도 현상의 배경에서 눈에 띄지 않습니다. 따라서 실제 응용에서는 두 반도체 사이의 접촉이 사용됩니다.

펠티에 소자는 하나 이상의 작은 반도체 평행육면체 쌍(한 쌍의 n형과 p형)(일반적으로 텔루르화 비스무트, Bi2Te3 및 게르마나이드 실리콘)으로 구성되며 금속 브리지를 사용하여 쌍으로 연결됩니다. 금속 점퍼는 동시에 열 접점 역할을 하며 비전도성 필름이나 세라믹 판으로 절연됩니다. 평행 육면체 쌍은 여러 쌍의 반도체가 직렬 연결되는 방식으로 연결됩니다. 다른 유형상단에는 하나의 연결 시퀀스(n->p)가 있고 하단에는 반대(p->n) 연결 시퀀스가 ​​있습니다. 전류는 모든 평행육면체를 통해 순차적으로 흐른다. 전류의 방향에 따라 위쪽 접점은 냉각되고 아래쪽 접점은 가열됩니다. 또는 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 전기펠티에 소자의 한 쪽에서 반대쪽으로 열을 전달하여 온도차를 만듭니다.

예를 들어 라디에이터와 팬을 사용하여 펠티에 소자의 가열측을 냉각하면 차가운측의 온도가 더욱 낮아집니다. 단일 스테이지 소자에서는 소자 유형과 전류 값에 따라 온도 차이가 약 70°C에 도달할 수 있습니다.

장점과 단점

펠티에 소자의 장점은 크기가 작고, 움직이는 부품이 없으며, 가스와 액체도 없다는 점입니다. 전류의 방향을 반대로 함으로써 냉각과 가열이 모두 가능합니다. 이를 통해 온도 조절 장치 온도보다 높거나 낮은 주변 온도에서 온도 조절이 가능합니다. 또 다른 장점은 기계적인 부품이 없고 소음이 없다는 점입니다.

펠티에 소자의 단점은 프레온을 사용하는 압축기 냉동 장치보다 효율이 낮아 눈에 띄는 온도 차이를 달성하기 위해 전력 소비가 높다는 것입니다. 그럼에도 불구하고 열 효율을 높이기 위한 개발이 진행 중이며 펠티에 소자는 기술 분야에서 폭넓게 응용되고 있습니다. 추가 장치 0°C 이하의 온도를 실현할 수 있습니다.

고효율 펠티에 소자를 구성할 때의 주요 문제점은 물질의 자유 전자가 전류와 열의 동시에 운반자라는 것입니다. 펠티에 소자의 재료는 상호 배타적인 두 가지 특성을 동시에 가져야 합니다. 즉, 전류를 잘 전도하지만 열을 잘 전도하지 못합니다.

펠티에 셀 배터리에서는 이론적으로 섭씨 70도 이상의 매우 큰 온도 차이를 달성할 수 있으므로 에너지 소비도 줄일 수 있는 펄스 온도 제어 방법을 사용하는 것이 더 좋습니다. 이 경우 전류 리플을 완화하여 펠티에 소자의 수명을 연장하는 것이 바람직합니다.

열전모듈 적용: 물 냉각기, 컴퓨터용 냉각 시스템 또는 다양한 소형 장치의 미세 회로, 전기 열 발생기, 비디오 카드 냉각, 북쪽 또는 남쪽 브리지, 자동차 냉장고, 공기 냉각기, Arduino, CCD 매트릭스 및 적외선 광검출기 냉각용, 전기 열 발생기, 온도 조절기, 과학 실험실 장비, 열 교정기, 열 안정기. 일반적으로 60도 이상의 온도차를 달성해야 하는 경우.

펠티에 플레이트 치수 및 소비 특성

펠티에 플레이트의 치수 및 소비 특성(소비 전력, 전압, 전류, 최대 온도차) 이러한 열전 발전기의 표시는 사이트마다 다를 수 있으며 모두 제조업체에 따라 다릅니다(예: TEG1-241-1.4-1.2, 국내 CP1.4-127-06L, TB-127-1.4-1.5 Frost-72). , SP1848-27145, Seebeck 열발생기 TEP1-142T300). 결과적으로 특성은 크게 다르지 않지만 일부 지표는 크게 다르지 않습니다.

Qmax	Umax	아이맥스	dTmax	치수, (mm)
(W)	(안에)	(ㅏ)	(빗발)	ㅏ	비	시간
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 냉장고(펠티에 모듈)

미니 냉장고를 만들려면 펠티에 소자(부품이 무엇인지, 어떻게 작동하는지 아래에서 확인하세요)와 라디에이터 2개를 찾거나 구입해야 합니다.

바로 이 펠티에 소자를 깨진 컴퓨터에서 떼어냈는데, 프로세서와 쿨러 사이에 있었습니다. 오래된 열 페이스트를 닦아냈습니다. 간단히 말해서, 이 펠티에 요소를 적용하면 직류다음과 같이 작동하기 시작합니다. 한쪽이 가열되기 시작하고 다른 쪽이 냉각되기 시작합니다. 전원의 극성을 변경하면 요소의 측면이 반대 방식으로 작동합니다!

다음으로 불필요한 앰프에서 두 개의 거대한 라디에이터를 가져왔습니다. 그런 다음 라디오 상점에서 구입한 새 열 페이스트로 요소에 윤활유를 바르고 라디에이터 사이에 펠티에 요소를 고정했습니다. 이 경우 열 페이스트 사용은 필수입니다!
와이어를 요소에 연결했습니다. USB 케이블컴퓨터에 연결했습니다. 하나의 라디에이터가 가열되기 시작했고 두 번째 라디에이터가 냉각되기 시작했습니다! 그래서 모든 것이 정상입니다!

냉장고를 접착하는 데 사용한 재료는 압축 폼이나 다공성 플라스틱과 비슷합니다. 일반적으로 재료는 무엇이든 될 수 있으며 주요 품질은 단열입니다.
유리는 유기물이어서 매우 약해 보이지만 실제로는 내구성이 뛰어난 소재입니다.
접착제 - 초강력 접착제.

그런 다음 편의상 자석 걸쇠를 만들었습니다.
결과는 괜찮았습니다. 생수 한 병이 거기에 쉽게 들어갈 수 있었습니다.

발전기 - 펠티에 소자를 사용하여 전기 생성

이 발전기의 장점:

— 연료는 타거나 가열되는 모든 것입니다.
— USB 출력 5V, 500mA.
— 태양, 바람 등에 의존하지 않습니다.
- 심플하고 강인한 디자인으로 오랫동안 지속됩니다.
— 휴대폰을 충전하는 동안 음식을 요리할 수 있습니다.
- 다양성.
— 누구나 저녁 1시에 집에서 조립할 수 있습니다(AvtoVAZ 직원도 =)).
- 저렴한 디자인.

내가 발명한 것이 아니고 내 것보다 훨씬 더 나은 상업용 사본이 있습니다. 예를 들어 BioLite CampStove의 가격은 7900 루블입니다. 내 사본은 이 기사를 작성하고 추가 실험을 위해 급하게 작성되었습니다.

기본은 Peltier 요소입니다. 정수기, 휴대용 냉장고에 사용되는 열전모듈로, 프로세서 냉각에도 사용된다. 전압을 가하면 한쪽은 냉각되고 다른 쪽은 가열됩니다. 반대로 한쪽 면을 가열해 전기를 생산하게 됩니다.

주요 원리는 한쪽은 가열되고 다른 쪽은 변하지 않는다는 것입니다. 최대 효율을 위해서는 섭씨 100도의 온도 차이가 필요합니다.

시작하자!


우리는 다음이 필요합니다:
— 펠티에 소자, TEC1-12710을 사용했습니다.
- 컴퓨터에서 불필요한 전원 공급
누구든지, 심지어 불에 타서 몸만 빼고 다 타버린 사람이라도
- 전압 조정기
DC-DC 부스트 모듈, 입력 전압 1-5V, 출력은 항상 5V입니다.
— 라디에이터(더 클수록 좋습니다), 5V 쿨러를 사용하는 것이 좋습니다. 라디에이터가 점차 가열됩니다. 겨울에는 라디에이터를 얼음 위에 놓을 수 있으므로 문제가 되지 않습니다.
— 열 페이스트
- 도구 세트

TEC1-12710 모듈, 정격 10A(이하). 그러나 더 강력한 것들은 더 커질 것입니다. 전류가 높을수록 더 효율적이고 비용이 많이 듭니다. 나는 약 250 루블에 Aliexpress에서 구입했습니다. 전자 제품 매장에서는 약 1,500 루블이 소요됩니다.

모듈은 최대 전압 12V로 설계되어 있지만, 반대 방향으로 사용하면 효율이 낮아 그다지 출력이 나지 않습니다. 전류를 수신합니다.

5V가 안정적으로 유지되고 기기가 안전하게 충전되기 위해서는 승압 안정 장치가 필요합니다. 펠티에 소자에 아직 1V만 있으면 5V를 생성하기 시작합니다. 모듈의 LED가 켜져 있으면 모든 충전 준비가 완료되었음을 알 수 있습니다.


직접 조립할 수 있지만 중국인을 신뢰하기로 결정했습니다. 그들은 80 루블의 USB 출력이 있는 기성품 모듈을 제공합니다. 같은 사이트에서.

전원 공급 장치를 분해해 보겠습니다. 더 나은 공기 순환을 위해 구멍을 추가로 만들어야 했습니다(전원 공급 장치가 매우 오래되었습니다).

주요 원리는 공기가 아래에서 흡입되어 상단을 통해 나가는 것입니다. 간단히 말해서 일반 스토브를 만들어야합니다. 필요한 경우 나무 조각을 던질 수 있는 구멍과 물을 끓일 수 있는 냄비나 머그잔을 놓을 수 있는 받침대를 제공하는 것을 잊지 마세요.


다음으로 먼저 열 페이스트를 고르게 도포한 후 라디에이터가 있는 펠티에 모듈을 평평한 벽에 부착해야 합니다. 접촉이 촘촘할수록 좋습니다. 모델이 쓰여진 쪽은 차갑고 라디에이터를 적용하는 쪽입니다. 혼합하면 모듈에서 전압이 출력되지 않으므로 이 경우 전선만 교체하면 됩니다.


부스트 컨버터를 납땜하고 숨길 위치를 찾습니다. 일반적으로 전선에 매달아 둘 수 있지만 반드시 열 수축을 가하는 등의 절연이 필요합니다.

모든 것을 하나로 모으자. 이것이 당신이 얻어야 할 것입니다:

어떻게 작동하나요?

우리는 일반적으로 나뭇가지, 나무 조각 등 내부에서 타는 모든 것을 던집니다. 그런 다음 불을 붙입니다. 불은 스토브의 벽과 이 벽 중 하나에 있는 펠티에 요소를 가열합니다. 라디에이터에 있는 요소의 다른 쪽은 외부 온도를 유지합니다. 온도차가 클수록 전력은 커지지만, 너무 과하게 사용하지 마십시오.

최대 효율은 이미 100도 차이로 달성되었습니다. 시간이 지남에 따라 라디에이터가 뜨거워지기 시작하므로 냉각이 필요합니다. 눈을 던지거나, 물을 붓거나, 라디에이터를 얼음이나 물 위에 놓거나, 그 위에 찬물 머그잔을 올려 놓을 수 있습니다. 많은 옵션이 있습니다. 가장 간단한 것은 쿨러입니다. 전력의 일부가 소모되지만 냉각으로 인해 전체 결과는 변하지 않습니다.


요소를 고온에 노출시키지 마십시오. 타거나 타버릴 수 있습니다. 문서에는 최대 온도가 180°C로 나와 있지만 냉각이 잘되고 간단한 장작을 사용하면 아무 일도 일어나지 않으므로 너무 걱정할 필요가 없습니다.

게으르지 않고 모든 일을 올바르게 수행하면 음식을 데우고, 끓이고, 물을주고, 장치를 동시에 충전 할 수있는 간단한 나무 분쇄기를 얻을 수 있습니다.

정전이 발생한 경우 집 안에 촛불을 놓아두면 사용할 수 있습니다. 그런데 LED를 연결하면 촛불 자체보다 빛이 훨씬 밝아집니다.

타는 것을 발견할 수 있는 모든 장소에는 전기와 열이 있으며, 불에 비해 연료를 적게 사용하여 편리하게 음식을 조리할 수 있습니다.

첫 번째 테스트!

일을 마치고 숲에 들어갔더니 해가 거의 졌고, 수목은 젖어 있었지만 난로는 100% 성과를 거두었습니다.

결과는 내 모든 기대를 뛰어 넘었습니다. 나무 조각이 타자마자 표시등이 켜지고 휴대폰을 연결하자 충전이 시작되었습니다. 충전은 안정적이었습니다.

변환기는 전혀 긴장하지 않았습니다. 노트북용 냉각 패드도 가져갔는데 쿨러 2개와 LED가 있어서 꽤 많이 소모할 것 같습니다. 연결했는데 모든 것이 회전하고 빛나고 바람이 불었습니다. USB 선풍기도 가져다가 마지막에 석탄만 남았을 때 연결했어요. 모든 것이 잘 돌아가고 있는데 무엇을 더 시도해야 할지조차 모르겠습니다.

결과:

모든 것이 훌륭하게 작동하며 성별 암페어를 제공합니다. 그래도 쿨러가 필요하니까... 30분 안에 라디에이터는 약 40도까지 가열되며 여름에는 더욱 높아질 것입니다. 몸을 돌려보세요.

불꽃이 높이 솟아 오르는데 개인적으로 그런 불은 필요하지 않습니다. 구멍 중 일부를 덮어 더 천천히 타도록하겠습니다.

나는 모든 것을 새로운 일을 할 것이고, 깡통으로 만든 표준 목재 분쇄기를 기초로 삼을 것이지만 더 두꺼운 금속과 직사각형 모양으로 만들 것입니다. 적당한 모양의 쿨러가 포함된 좋은 라디에이터를 구입하고, 들고 다닐 때 공간을 덜 차지하도록 접이식 버전을 만들어 보겠습니다.

펠티에 모듈을 이용한 식수 생산

열전대(펠티에 모듈)는 열전대의 반대 원리, 즉 전류가 흐를 때 온도 차이가 나타나는 방식으로 작동합니다.

펠티에 소자는 어떻게 작동하나요?

접촉 순간에 열을 방출하거나 흡수하는 원리인 펠티에 모듈을 사용하는 것은 매우 간단합니다. 다른 재료접촉 전후에 전자의 에너지 흐름이 통과하면 다릅니다. 출구 쪽이 적다면 그곳에서 열이 발생한다는 의미입니다. 접촉 중인 전자가 전기장에 의해 억제되면 결정 격자에 운동 에너지가 전달되어 가열됩니다. 가속되면 열이 흡수됩니다. 이는 에너지의 일부가 다음에서 가져오기 때문에 발생합니다. 결정 격자그리고 그것은 냉각됩니다.

대체로 이러한 현상은 반도체에 내재되어 있으며 이는 전하의 큰 차이로 설명됩니다.

우리가 검토 주제로 삼고 있는 애플리케이션인 펠티에 모듈은 열전 냉각 장치(TEC)를 만드는 데 사용됩니다. 그 중 가장 간단한 것은 구리 접점을 통해 직렬로 연결된 두 개의 p형 및 n형 반도체로 구성됩니다.

전자가 반도체 "p"에서 "n"으로 이동하면 금속 브리지와의 첫 번째 접합에서 재결합하여 에너지를 방출합니다. 반도체 "p"에서 구리 도체로의 다음 전이에는 전기장에 의한 접촉을 통해 전자가 "당겨지는" 과정이 수반됩니다. 이 과정은 접촉 주변 영역의 에너지 흡수 및 냉각으로 이어집니다. 프로세스는 다음 전환에서 비슷한 방식으로 발생합니다.

서로 다른 평행 평면에 가열 및 냉각 접점을 배치하면 이 방법의 실제 구현이 가능해집니다. 반도체는 셀레늄, 비스무트, 안티몬 또는 텔루르로 만들어집니다. 펠티에 모듈에는 질화알루미늄 또는 산화알루미늄 세라믹판 사이에 배치된 다수의 열전대가 들어 있습니다.

TEM의 효율성에 영향을 미치는 요인

• 현재 강도.
• 열전대 수(최대 수백 개)
• 반도체의 종류.
• 냉각 속도.

낮은 효율성(5~8%)과 높은 비용으로 인해 더 큰 값은 아직 달성되지 않았습니다. TEM이 성공적으로 작동하려면 가열된 면에서 효과적인 열 제거가 필요합니다. 이로 인해 해당 방법을 실제로 구현하는 데 어려움이 발생합니다. 극성이 바뀌면 차가운 쪽과 뜨거운 쪽이 서로 반대가 됩니다.

모듈의 장점과 단점

소형 냉각 시스템이 필요한 전자 장치의 출현으로 TEM의 필요성이 높아졌습니다. 모듈의 장점은 다음과 같습니다.

• 소형화;
• 움직이는 관절이 없습니다.
• 펠티에 모듈에는 극성을 변경할 때 가역적인 작동 원리가 있습니다.
• 전력 증가를 위한 캐스케이드 연결의 단순성.

모듈의 가장 큰 단점은 효율성이 낮다는 것입니다. 이는 필요한 냉각 효과를 달성하기 위해 높은 전력 소비로 나타납니다. 게다가 비용도 많이 든다.

TEM의 응용

펠티에 모듈은 주로 미세 회로 및 소형 부품 냉각에 사용됩니다. 군사 장비의 요소 냉각이 시작되었습니다.

• 미세회로;
• 적외선 탐지기;
• 레이저 요소;
• 수정 발진기.

Peltier 열전 모듈은 냉장고, 에어컨, 발전기 및 온도 조절 장치를 만드는 등 가전 제품에 점차적으로 사용되기 시작했습니다. 주요 목적은 작은 물체를 냉각시키는 것입니다.

CPU 냉각

컴퓨터의 주요 구성 요소는 지속적으로 개선되고 있으며 이로 인해 발열이 증가합니다. 이들과 함께 혁신적인 기술과 현대적인 제어 장치를 사용하여 냉각 시스템이 개발되고 있습니다. 펠티에 모듈은 주로 마이크로 회로 및 기타 무선 구성 요소 냉각에 사용됩니다. 기존 쿨러는 더 이상 마이크로프로세서의 강제 오버클럭 모드에 대처할 수 없습니다. 그리고 프로세서의 빈도를 높이면 성능이 향상됩니다.

팬 속도를 높이면 소음이 크게 발생합니다. 통합 냉각 시스템에서 Peltier 모듈을 사용하여 이를 제거합니다. 이러한 방식으로 선두 기업들은 수요가 높아지기 시작한 효율적인 냉각 시스템의 생산을 신속하게 마스터했습니다.

열은 일반적으로 냉각기에 의해 프로세서에서 제거됩니다. 공기 흐름은 외부에서 흡입되거나 시스템 장치 내부에서 들어올 수 있습니다. 가장 큰 문제는 공기 온도가 때때로 열 제거에 충분하지 않다는 것입니다. 따라서 TEM은 실내로 유입되는 공기 흐름을 냉각하는 데 사용되기 시작했습니다. 시스템 장치, 이로써 열 전달 효율이 증가합니다. 따라서 내장형 에어컨은 기존 컴퓨터 냉각 시스템의 보조 장치입니다.

모듈 양쪽에는 알루미늄 라디에이터가 부착되어 있습니다. 냉각판 측면에서 냉각 공기가 프로세서로 펌핑됩니다. 열이 흡수된 후 다른 팬이 모듈의 핫플레이트 방열판을 통해 열을 불어냅니다.

최신 TEM이 제어됩니다. 전자 기기냉각 정도는 프로세서의 가열에 비례하는 온도 센서를 사용합니다.

프로세서 냉각을 활성화하면 몇 가지 문제가 발생합니다.

1. 단순한 Peltier 냉각 모듈은 지속적인 작동을 위해 설계되었습니다. 전력 소비가 낮아지면 열 발산도 줄어 칩이 과냉각되어 프로세서가 동결될 수 있습니다.
2. 냉각기와 냉장고의 작동이 제대로 조정되지 않으면 후자가 냉각 대신 난방 모드로 전환될 수 있습니다. 추가 열원으로 인해 프로세서가 과열될 수 있습니다.

따라서 최신 프로세서모듈 자체의 작동을 제어할 수 있는 고급 냉각 기술이 필요합니다. 이러한 작동 모드 변경은 집중적인 냉각이 필요한 비디오 카드에서는 발생하지 않습니다. 따라서 TEM은 그들에게 이상적입니다.

DIY 자동차 냉장고

지난 세기 중반, 국내 산업은 펠티에 효과를 기반으로 소형 냉장고 생산을 마스터하려고 노력했습니다. 당시의 기존 기술로는 이것이 가능하지 않았습니다. 요즘 제한 요인은 주로 높은 가격, 그러나 시도는 계속되어 이미 성공을 거두었습니다.

열전 장치의 광범위한 생산을 통해 자동차에서 사용하기에 편리한 소형 냉장고를 손으로 만들 수 있습니다. 그 기초는 다음과 같이 만들어진 "샌드위치"입니다.

1. 열 전도성 페이스트 유형 KPT-8 층이 상부 라디에이터에 도포되고 펠티에 모듈이 세라믹 표면의 한쪽에 접착됩니다.
2. 마찬가지로 냉장고 실에 배치하기 위해 아래쪽에 또 다른 라디에이터가 부착됩니다.
3. 전체 장치를 단단히 압축하고 4~5시간 동안 건조합니다.
4. 냉각기는 두 라디에이터 모두에 설치됩니다. 상단은 열을 제거하고 하단은 냉장고실의 온도를 균등화합니다.

냉장고 본체 내부에는 단열 개스킷이 내장되어 있습니다. 단단히 닫히는 것이 중요합니다. 이를 위해 일반 플라스틱 도구 상자를 사용할 수 있습니다.

차량 시스템에서 12V 전원이 공급됩니다. 220V 네트워크에서도 가능합니다. 교류, 전원 공급 장치 포함. 가장 간단한 AC-DC 변환 회로가 사용됩니다. 여기에는 정류기 브리지와 리플 평활 커패시터가 포함되어 있습니다. 출력 시 공칭 값의 5%를 초과하지 않는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 장치의 효율성이 감소합니다. 모듈에는 색상 전선으로 만들어진 두 개의 출력이 있습니다. "플러스"는 항상 빨간색에 연결되고 "마이너스"는 검정색에 연결됩니다.

TEM의 전력은 상자의 부피와 일치해야 합니다. 표시의 처음 3자리 숫자는 모듈 내부의 반도체 미세 요소 쌍 수(49-127 이상)를 나타냅니다. 표시의 마지막 두 자리(3~15A)로 표시됩니다. 전력이 충분하지 않으면 라디에이터에 다른 모듈을 접착해야 합니다.

메모! 전류가 요소의 전력을 초과하면 양쪽이 가열되어 빠르게 고장납니다.

펠티에 모듈: 전기 에너지 발생기

TEM은 전기를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 이렇게 하려면 플레이트 사이에 온도 차이를 만들어야 하며, 플레이트 사이에 위치한 열전대는 전류를 생성합니다.

을 위한 실제 사용최소 5V의 TEM이 필요합니다. 그런 다음 이를 사용하여 충전할 수 있습니다. 휴대전화. 펠티에 모듈의 효율성이 낮기 때문에 DC-DC 부스트 컨버터가 필요합니다. 발전기를 조립하려면 다음이 필요합니다.

• 2개의 펠티에 모듈 TEC1-12705(플레이트 크기 40x40mm);
• 변환기 EK-1674;
• 3mm 두께의 알루미늄 판;
• 물팬;
• 내열성 접착제.

두 개의 모듈을 접착제로 플레이트 사이에 배치한 다음 전체 구조를 팬 바닥에 고정합니다. 물로 채우고 불에 태우면 필요한 온도 차이가 발생하여 1.5V 정도의 EMF가 생성됩니다. 모듈을 부스트 컨버터에 연결하면 전압을 5V로 높일 수 있습니다. 휴대폰 배터리를 충전하는 데 필요합니다.

물과 하부 가열판 사이의 온도 차이가 클수록 발전기의 효율이 높아집니다. 그러므로 우리는 물의 가열을 줄이려고 노력해야 합니다. 다른 방법들: 흐름을 유지하고, 새 모듈로 더 자주 교체하십시오. 온도 차이를 높이는 효과적인 방법은 모듈을 다른 모듈 위에 계단식으로 쌓는 것입니다. 장치의 전체 크기를 늘리면 플레이트 사이에 더 많은 요소를 배치할 수 있으므로 전체 전력이 증가합니다.

발전기의 성능은 소형 배터리를 충전하고 작동하기에 충분합니다. LED 램프아니면 라디오. 메모! 열 발생기를 만들려면 300-400°C에서 작동할 수 있는 모듈이 필요합니다! 나머지는 시험 테스트에만 적합합니다.

다른 대체 발전 수단과 달리 촉매 히터와 같은 장치를 만들면 운전 중에도 작동할 수 있습니다.

국내 펠티에 모듈

자체 생산 TEM은 얼마 전에 우리 시장에 나타났습니다. 그들은 신뢰성이 높고 좋은 특성. 수요가 많은 펠티에 모듈의 크기는 40x40mm입니다. 최대 전류 6A, 전압 최대 15V용으로 설계되었습니다.

국산 펠티에 모듈을 저렴한 가격에 구매하실 수 있습니다. 85W에서는 60°C의 온도 차이가 발생합니다. 쿨러와 함께 40W의 전력 손실로 프로세서가 과열되지 않도록 보호할 수 있습니다.

선도기업 모듈의 특징

외국 장치는 더욱 다양하게 시장에 출시됩니다. 선도 기업으로부터 프로세서를 보호하기 위해 PAX56B Peltier 모듈이 냉장고로 사용되며, 팬 포함 가격은 35달러입니다.

30x30mm 크기로 25W의 전력 출력으로 프로세서 온도를 63 0C 이하로 유지합니다. 전원 공급 장치의 경우 5V의 전압이면 충분하며 전류는 1.5A를 초과하지 않습니다.

PA6EXB 펠티에 모듈은 프로세서 냉각에 매우 적합하여 40W의 소비 전력으로 정상 온도 조건을 제공합니다. 모듈의 면적은 40x40mm이고 전류 소비량은 최대 8A입니다. 인상적인 크기(60x60x52.5mm(팬 포함)) 외에도 장치 주변에 여유 공간이 필요합니다. 가격은 65달러입니다.

펠티에 모듈을 사용하는 경우, 명세서이는 냉각 장치의 요구 사항을 충족해야 합니다. 온도가 너무 낮다는 것은 용납되지 않습니다. 이로 인해 습기 응결이 발생하여 전자 제품에 해로울 수 있습니다.

발전기 제조용 모듈은 각각 72W 및 108W의 더 높은 전력으로 구별됩니다. 항상 뜨거운 면에 적용되는 표시로 구별됩니다. 뜨거운 면의 최대 허용 온도는 150~160°C입니다. 플레이트 간의 온도 차이가 클수록 출력 전압이 높아집니다. 장치는 600°C의 최대 온도차에서 작동합니다.

잘 찾아보면 개당 약 10달러 이하로 펠티에 모듈을 저렴하게 구입할 수 있습니다. 판매자는 가격을 크게 부풀리는 경우가 많지만 세일할 때 구매하면 몇 배 더 저렴하게 찾을 수 있습니다.

결론

펠티에 효과는 이제 현대 기술에 필요한 소형 냉장고 제작에 적용됩니다. 공정의 가역성으로 인해 전자 장치의 배터리 충전에 필요한 소형 발전소를 생산할 수 있습니다.

다른 대체 발전 방식과 달리 촉매히터를 장착하면 주행 중에도 작동이 가능하다.

펠티에 소자는 일반적으로 온도 차이로 작동할 수 있는 변환기라고 합니다. 이는 접점을 통해 도체를 통해 전류를 흐르게 함으로써 발생합니다. 이를 위해 요소에 특수 플레이트가 제공됩니다. 열은 한쪽에서 다른 쪽으로 전달됩니다.

오늘날 이 기술은 주로 상당한 열 전달 능력으로 인해 수요가 높습니다. 또한, 장치는 컴팩트함을 자랑할 수 있습니다. 많은 모델에 설치된 라디에이터는 약합니다. 이는 열 흐름이 매우 빠르게 냉각되기 때문입니다. 결과적으로 원하는 온도가 지속적으로 유지됩니다.

이 요소에는 움직이는 부분이 없습니다. 장치는 절대적으로 조용하게 작동하며 이는 확실한 이점입니다. 또한 매우 오랫동안 사용할 수 있으며 고장이 거의 발생하지 않는다고 말해야합니다. 가장 간단한 유형은 접점과 연결 와이어가 있는 구리 도체로 구성됩니다. 또한 냉각측에는 절연체가 있습니다. 일반적으로 세라믹이나

펠티에 소자가 필요한 이유는 무엇입니까?

펠티에 소자는 냉장고를 만드는 데 가장 자주 사용됩니다. 일반적으로 우리는 예를 들어 도로 위의 운전자가 사용할 수 있는 소형 모델에 대해 이야기하고 있습니다. 그러나 이것이 장치 적용 범위의 끝은 아닙니다. 안에 최근에 Peltier 요소는 음향 및 음향 장비에 적극적으로 설치되기 시작했습니다. 거기에서 그들은 냉각기의 기능을 수행할 수 있습니다.

그 결과, 장치 증폭기는 소음 없이 냉각됩니다. 휴대용 압축기의 경우 Peltier 소자는 필수 불가결합니다. 과학 산업에 관해 이야기하면 과학자들은 이러한 장치를 사용하여 레이저를 냉각시킵니다. 이 경우 LED 연구파의 상당한 안정화를 달성할 수 있습니다.

펠티에 모델의 단점

이렇게 간단하고 효과적인 장치에는 단점이 없는 것처럼 보이지만 몇 가지 단점이 있습니다. 우선 전문가들은 모듈의 침투력이 낮다는 점을 즉각 지적했습니다. 이는 그 사람이 갖게 될 것임을 나타냅니다. 특정 문제, 400V 전압의 네트워크에서 작동하는 장치를 냉각하려는 경우. 이 경우 특수 유전체 페이스트가 부분적으로 이 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 그러나 전류 항복은 여전히 ​​높으며 펠티에 소자의 권선은 이를 견디지 ​​못할 수 있습니다.

또한 이러한 모델은 정밀 전자 장치에 사용하는 것이 권장되지 않습니다. 소자의 디자인에는 금속판이 포함되어 있으므로 트랜지스터의 감도가 저하될 수 있습니다. 펠티에 소자의 마지막 단점은 효율이 낮다는 것입니다. 이러한 장치는 상당한 온도 차이를 달성할 수 없습니다.

레귤레이터용 모듈

자신의 손으로 조정기용 펠티에 요소를 만드는 것은 매우 간단합니다. 이렇게 하려면 두 개의 금속판을 미리 준비하고 접점이 있는 배선을 준비해야 합니다. 우선, 설치를 위해 베이스에 배치할 도체를 준비합니다. 일반적으로 "PP" 표시가 있는 제품을 구매합니다.

또한, 정상적인 온도 제어를 위해서는 출력부에 반도체가 제공되어야 합니다. 열을 상판으로 빠르게 전달하려면 필요합니다. 모든 요소를 ​​설치하려면 납땜 인두를 사용해야 합니다. 자신의 손으로 펠티에 소자를 완성하려면 마지막으로 두 개의 전선을 연결하십시오. 첫 번째는 하단 베이스에 장착되고 가장 바깥쪽 도체에 고정됩니다. 플레이트와의 접촉을 피해야 합니다.

다음으로 두 번째 와이어를 상단 부분에 연결합니다. 가장 바깥쪽 요소에도 고정이 수행됩니다. 장치의 기능을 확인하기 위해 테스터가 사용됩니다. 이렇게 하려면 두 개의 전선을 장치에 연결해야 합니다. 결과적으로 전압 편차는 약 23V가 되어야 합니다. 이 상황에서는 레귤레이터의 전력에 따라 많은 것이 달라집니다.

서미스터가 있는 냉장고

서미스터가 있는 냉장고용 펠티에 소자를 직접 손으로 만드는 방법은 무엇입니까? 이 질문에 답하려면 해당 플레이트가 세라믹에서만 선택된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이 경우 약 20개의 도체가 사용됩니다. 이는 온도차가 더 커지도록 필요합니다. 최대 70%까지 늘릴 수 있습니다. 이 경우 계산하는 것이 중요합니다.

이것은 장비의 힘에 따라 이루어질 수 있습니다. 이 경우 액체 프레온을 사용하는 냉장고가 이상적입니다. 펠티에 소자 자체는 모터 옆에 있는 증발기 근처에 설치됩니다. 설치하려면 표준 도구 세트와 개스킷이 필요합니다. 시동 릴레이로부터 모델을 보호하기 위해 필요합니다. 따라서 장치 하단의 냉각이 훨씬 빠르게 발생합니다.

자신의 손으로 온도 차이(펠티에 효과)를 얻으려면 최소한 16개의 도체가 필요할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 압축기에 연결될 전선을 안정적으로 절연하는 것입니다. 모든 일을 올바르게 수행하려면 먼저 냉장고 건조기를 분리해야 합니다. 이 후에야 모든 연락처를 연결할 수 있습니다. 설치가 완료되면 테스터를 사용하여 전압 제한을 확인해야 합니다. 요소가 오작동하면 온도 조절 장치가 가장 먼저 영향을 받습니다. 어떤 경우에는 발생합니다.

냉장고 15V용 모델

작은 모듈을 사용하여 직접 손으로 펠티에 냉장고를 만들 수 있으며, 모듈은 주로 라디에이터 근처에 부착됩니다. 안전하게 고정하기 위해 전문가는 모서리를 사용합니다. 요소가 필터에 기대어서는 안 되며 이 점을 고려해야 합니다.

자신의 손으로 펠티에 열전 모듈을 완성하기 위해 바닥 플레이트는 주로 스테인리스 스틸로 선택됩니다. 도체는 일반적으로 "PR20"이라는 표시와 함께 사용됩니다. 최대 3A의 부하를 견딜 수 있습니다. 최대 온도 편차는 10도에 도달할 수 있습니다. 이 경우 효율은 75%가 될 수 있다.

24V 냉장고의 펠티에 소자

펠티에 소자를 사용하면 밀봉이 좋은 도체만으로 손으로 냉장고를 만들 수 있습니다. 동시에 냉각을 위해 3열로 쌓아야 합니다. 시스템의 작동 전류는 4A로 유지되어야 합니다. 일반 테스터를 사용하여 확인할 수 있습니다.

소자에 세라믹판을 사용하는 경우 최대 온도 편차는 15도에서 달성할 수 있습니다. 커패시터에 대한 전선은 개스킷을 배치한 후에만 설치됩니다. 다양한 방법으로 장치 벽에 부착할 수 있습니다. 이 상황에서 가장 중요한 것은 30도 이상의 온도에 민감한 접착제를 사용하지 않는 것입니다.

자동차 쿨러용 펠티에 소자

자신의 손으로 고품질 자동 냉장고를 만들기 위해 두께가 1.1mm 이하인 판으로 펠티에 모듈 (모듈)을 선택합니다. 비모듈식 와이어를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 작동에는 구리 도체가 필요합니다. 용량은 최소 4A 이상이어야 합니다.

따라서 최대 온도 편차는 10도에 도달하며 이는 정상적인 것으로 간주됩니다. 도체는 "PR20" 표시와 함께 가장 자주 사용됩니다. 그들은 최근에 더욱 안정적인 모습을 보여주었습니다. 또한 다양한 접점에도 적합합니다. 납땜 인두는 장치를 커패시터에 연결하는 데 사용됩니다. 릴레이 블록 가스켓에서만 고품질 설치가 가능합니다. 이 경우 차이는 최소화됩니다.

식수 냉각기용 요소를 만드는 방법은 무엇입니까?

쿨러용 DIY 펠티에 모듈(요소)은 매우 간단합니다. 세라믹 판만 선택하는 것이 중요합니다. 장치에는 최소 12개의 도체가 사용되므로 저항이 높게 유지됩니다. 요소 연결은 일반적으로 납땜을 사용하여 수행됩니다. 장치에 연결하려면 두 개의 전선이 있어야 합니다. 요소는 쿨러 바닥에 부착되어야 합니다. 이 경우 장치 덮개에 닿을 수 있습니다. 경우를 제외하기 위해 단락, 그릴이나 하우징의 모든 배선을 고정하는 것이 중요합니다.

에어컨

펠티에 모듈(요소)은 클래스 "PR12" 도체만을 사용하여 에어컨용으로 직접 손으로 제작되었습니다. 그들은 주로 낮은 온도에 잘 대처하기 때문에 이 작업을 위해 선택됩니다. 이 모델은 최대 23V의 전압을 생성할 수 있습니다. 저항 표시기는 3Ω 수준입니다. 온도차는 최대 10도에 달하며 효율은 65%다. 도체는 시트 사이에 한 행에만 놓을 수 있습니다.

발전기 제조

펠티에 모듈(요소)을 사용하여 직접 발전기를 만들 수 있습니다. 장치 성능이 총 10% 향상됩니다. 이는 모터의 냉각 성능이 향상되어 달성됩니다. 이 장치는 최대 30A의 부하를 견딜 수 있습니다. 도체 수가 많기 때문에 저항은 4Ω이 될 수 있습니다. 시스템의 온도 편차는 약 13도입니다. 모듈은 로터에 직접 부착됩니다. 이렇게 하려면 먼저 중앙 샤프트를 분리해야 합니다. 많은 경우 고정자는 간섭하지 않습니다. 인덕터에서 회 전자 권선이 가열되는 것을 방지하기 위해 세라믹 판이 사용됩니다.

컴퓨터의 비디오 카드 냉각

비디오 카드를 식히려면 최소한 14개의 도체를 준비해야 합니다. 구리 모델을 선택하는 것이 가장 좋습니다. 열전도 계수가 상당히 높습니다. 장치를 보드에 연결하려면 비모듈형 와이어가 사용됩니다. 모델은 비디오 카드 쿨러 근처에 장착됩니다. 이를 확보하기 위해 일반적으로 작은 것이 사용됩니다.

문제를 해결하려면 일반 견과류를 사용할 수 있습니다. 작동 중 과도한 소음이 발생하는 것은 장치가 제대로 작동하지 않음을 나타냅니다. 이 경우 배선의 무결성을 확인해야 합니다. 도체도 검사해야합니다.

에어컨용 펠티에 소자

에어컨 용 고품질 펠티에 요소를 손으로 만들기 위해 이중 플레이트가 사용됩니다. 최소 두께는 1mm 이상이어야 합니다. 이 경우 15도 정도의 온도 편차를 기대할 수 있습니다. 모듈 장착 후 에어컨 성능은 평균 20% 향상된다. 이 상황의 대부분은 주변 온도에 따라 달라집니다. 주전원 전압의 안정성도 고려해야 합니다. 약간의 간섭이 있어도 장치는 약 4A의 부하를 견딜 수 있습니다.

도체를 납땜할 때 도체를 서로 너무 가까이 배치해서는 안 됩니다. 자신의 손으로 펠티에 모듈을 올바르게 완성하려면 입력 및 출력 접점을 두 플레이트 중 하나에만 설치해야 합니다. 이 경우 장치는 더욱 컴팩트해집니다. 이 상황에서 심각한 실수는 모듈을 장치에 직접 연결하는 것입니다. 이로 인해 요소가 불가피하게 손상될 수 있습니다.

커패시터에 모듈 설치

직접 설치하려면 커패시터의 전력을 평가하는 것이 중요합니다. 20V를 초과하지 않는 경우 "PR30" 또는 "PR26"이라고 표시된 도체를 사용하여 요소를 장착해야 합니다. 펠티에 모듈(소자)을 커패시터에 직접 고정하려면 작은 금속 모서리를 사용하십시오.

양쪽에 4개씩 설치하는 것이 가장 좋습니다. 성능 측면에서 커패시터는 궁극적으로 10%를 추가할 수 있습니다. 열 손실에 대해 이야기하면 미미할 것입니다. 장치의 효율은 평균 80%입니다. 을 위한 고전압 커패시터모듈은 계산되지 않습니다. 이 경우 많은 수의 도체가 도움이 되지 않습니다.

냉동 장비는 우리 삶에 너무나 확고하게 자리 잡았기 때문에 냉동 장비 없이는 어떻게 관리할 수 있을지 상상조차 하기 어렵습니다. 그러나 고전적인 냉매 디자인은 다음 용도에는 적합하지 않습니다. 모바일 사용, 예를 들어 여행용 쿨러백으로 사용됩니다.

이를 위해 작동 원리가 펠티에 효과에 기초한 설비가 사용됩니다. 이 현상에 대해 간단히 이야기해 보겠습니다.

그것은 무엇입니까?

이 용어는 1834년 프랑스 박물학자 장 샤를 펠티에(Jean-Charles Peltier)가 발견한 열전 현상을 가리킨다. 효과의 본질은 전류가 통과하는 서로 다른 도체가 접촉하는 영역에서 열의 방출 또는 흡수입니다.

고전 이론에 따르면 이 현상에 대해 다음과 같은 설명이 있습니다. 전류는 금속 간에 전자를 전달하며, 이는 서로 다른 재료로 만들어진 도체의 접촉 전위차에 따라 전자의 움직임을 가속화하거나 느리게 할 수 있습니다. 따라서 운동에너지가 증가하면 열에너지로 변환됩니다.

두 번째 도체에서는 물리학의 기본 법칙에 따라 에너지 보충이 필요한 역과정이 관찰됩니다. 이는 열 진동으로 인해 발생하며, 이로 인해 두 번째 도체가 만들어지는 금속이 냉각됩니다.

현대 기술을 통해 최대 열전 효과를 갖는 반도체 소자 모듈을 생산할 수 있습니다. 그들의 디자인에 대해 간략하게 이야기하는 것이 합리적입니다.

설계 및 작동 원리

최신 모듈은 두 개의 절연판(보통 세라믹)과 그 사이에 직렬로 연결된 열전쌍으로 구성된 구조입니다. 이러한 요소의 단순화된 다이어그램은 아래 그림에서 찾을 수 있습니다.

명칭:

• A - 전원 연결용 접점
• B – 요소의 뜨거운 표면;
• C – 차가운 쪽;
• D – 구리 도체;
• E – p-접합 기반 반도체;
• F – n형 반도체.

모듈의 각 측면이 p-n 또는 접촉되도록 설계되었습니다. n-p 전환(극성에 따라 다름). 연락처 p-n가열, n-p – 냉각(그림 3 참조). 이에 따라 소자 측면에 온도차(DT)가 발생하게 됩니다. 관찰자에게 이 효과는 모듈 측면 사이의 열 에너지 전달처럼 보입니다. 전원 극성을 변경하면 뜨겁고 차가운 표면이 변경된다는 점은 주목할 만합니다.

쌀. 3. A – 열전소자의 뜨거운 쪽, B – 차가운 쪽

명세서

열전 모듈의 특성은 다음 매개변수로 설명됩니다.

• 냉각 용량(Q max), 이 특성은 최대 허용 전류와 모듈 측면 사이의 온도 차이(와트 단위로 측정)를 기준으로 결정됩니다.
• 요소 측면 사이의 최대 온도 차이(DT max), 매개변수는 이상적인 조건에 대해 제공되며 측정 단위는 도입니다.
• 최대 온도차를 보장하는 데 필요한 허용 전류 – I max;
• 전류 Imax가 피크 차이 DTmax에 도달하는 데 필요한 최대 전압 Umax;
• 모듈의 내부 저항 – 저항(Ω)으로 표시됩니다.
• 효율 계수 - COP(영어 약어 - 성능 계수)는 본질적으로 장치의 효율이며 전력 소비에 대한 냉각 비율을 나타냅니다. 저렴한 요소의 경우 이 매개변수는 0.3-0.35 범위에 있고, 더 비싼 모델의 경우 0.5에 접근합니다.

마킹

그림 4의 예를 사용하여 일반적인 모듈 표시가 어떻게 해독되는지 살펴보겠습니다.

그림 4. TEC1-12706으로 표시된 펠티에 모듈

표시는 세 가지 의미 있는 그룹으로 나뉩니다.

1. 요소 지정. 처음 두 글자는 항상 변하지 않으며(TE) 이는 열전소자임을 나타냅니다. 다음은 크기를 나타내며 "C"(표준) 및 "S"(소형) 문자가 있을 수 있습니다. 마지막 숫자는 요소에 있는 레이어(계단식) 수를 나타냅니다.
2. 사진에 표시된 모듈의 열전대 수는 127입니다.
3. 정격 전류는 암페어 단위이며 우리의 경우 6A입니다.

TEC1 시리즈의 다른 모델 표시도 같은 방식으로 읽습니다(예: 12703, 12705, 12710 등).

애플리케이션

효율이 다소 낮음에도 불구하고 열전소자는 측정, 컴퓨팅, 가전제품에 널리 사용됩니다. 모듈은 다음 장치의 중요한 작동 요소입니다.

• 이동식 냉동 장치;
• 전기를 생산하는 소형 발전기;
• 개인용 컴퓨터의 냉각 시스템;
• 물을 냉각하고 가열하는 냉각기;
• 제습기 등

열전 모듈의 사용에 대한 자세한 예를 들어 보겠습니다.

펠티에 소자를 이용한 냉장고

열전 냉동 장치는 압축기 및 흡수 장치에 비해 성능이 현저히 떨어집니다. 그러나 특정 조건에서는 사용이 권장되는 상당한 이점이 있습니다. 이러한 이점은 다음과 같습니다.

• 디자인의 단순성;
• 진동 저항;
• 움직이는 요소가 없습니다 (라디에이터를 부는 팬 제외).
• 낮은 소음 수준;
• 작은 크기;
• 어떤 위치에서든 일할 수 있는 능력;
• 긴 서비스 수명;
• 낮은 에너지 소비.

이러한 특성은 모바일 설치에 이상적입니다.

발전기로서의 펠티에 소자

열전 모듈은 한쪽 면이 강제 가열되면 발전기로 작동할 수 있습니다. 측면 사이의 온도 차이가 클수록 소스에서 생성되는 전류가 높아집니다. 불행하게도 열 발생기의 최대 온도는 제한되어 있어 모듈에 사용되는 납땜의 녹는점보다 높을 수 없습니다. 이 조건을 위반하면 요소가 고장납니다.

열 발생기의 대량 생산에는 내화 납땜이 포함된 특수 모듈이 사용되며, 300°C의 온도까지 가열할 수 있습니다. 예를 들어 TEC1 12715와 같은 일반 요소에서는 한계가 150도입니다.

이러한 장치는 효율이 낮기 때문에 보다 효율적인 전기 에너지원을 사용할 수 없는 경우에만 사용됩니다. 그러나 관광객, 지질학자 및 외딴 지역 거주자 사이에서는 5-10W 열 발생기가 수요가 있습니다. 크고 강력한 고정 설비는 고온 연료로 구동되며 가스 분배 장치, 기상 관측소 장비 등에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

프로세서를 식히려면

비교적 최근에 이러한 모듈이 CPU 냉각 시스템에 사용되기 시작했습니다. 개인용 컴퓨터. 열전소자의 낮은 효율성을 고려하면 이러한 구조의 이점은 다소 의심스럽습니다. 예를 들어, 100-170W 열원을 냉각하려면(대부분의 경우에 적합함) 현대 모델 CPU)의 경우 400-680W를 소비해야 하며 이를 위해서는 강력한 전원 공급 장치를 설치해야 합니다.

두 번째 함정은 언로드된 프로세서가 더 적은 열 에너지를 방출하므로 모듈이 이슬점 이하로 냉각할 수 있다는 것입니다. 결과적으로 응결이 발생하기 시작하여 전자 장치가 손상될 수 있습니다.

이러한 시스템을 스스로 만들기로 결정한 사람들은 특정 프로세서 모델에 대한 모듈의 성능을 선택하기 위해 일련의 계산을 수행해야 합니다.

위의 내용을 토대로 이러한 모듈을 CPU 냉각 시스템으로 사용하는 것은 비용 효율적이지 않으며, 또한 고장을 일으킬 수 있습니다. 컴퓨터 장비서비스가 중단되었습니다.

열 모듈이 수냉 또는 공냉과 함께 사용되는 하이브리드 장치의 경우 상황은 완전히 다릅니다.

하이브리드 냉각 시스템은 그 효과가 입증되었지만 높은 비용으로 인해 팬의 범위가 제한됩니다.

펠티에 소자 기반 에어컨

이론적으로 이러한 장치는 기존의 실내 온도 조절 시스템보다 구조적으로 훨씬 간단하지만 성능은 모두 낮습니다. 소량의 냉장고를 식히는 것과 방이나 자동차 내부를 식히는 것은 또 다른 일입니다. 열전 모듈을 사용하는 에어컨은 냉매를 사용하는 장비보다 더 많은 전력(3~4배)을 소비합니다.

다음과 같이 사용하는 것에 관하여 자동차 시스템온도 조절을 사용하면 표준 발전기의 전력으로는 그러한 장치를 작동하기에 충분하지 않습니다. 보다 효율적인 장비로 교체하면 상당한 연료 소비가 발생하므로 비용 효율적이지 않습니다.

주제별 포럼에서는 이 주제에 대한 토론이 주기적으로 발생하고 다양한 집에서 만든 디자인이 고려되지만 본격적인 작업 프로토타입은 아직 생성되지 않았습니다(햄스터용 에어컨은 제외). 보다 수용 가능한 효율성을 갖춘 모듈이 널리 보급되면 상황이 바뀔 가능성이 높습니다.

냉각수용

열전소자는 수냉식 냉각기의 냉각수로 자주 사용됩니다. 설계에는 냉각 모듈, 온도 조절 장치로 제어되는 컨트롤러 및 히터가 포함됩니다. 이 구현은 압축기 회로보다 훨씬 간단하고 저렴할 뿐만 아니라 더 안정적이고 작동하기 쉽습니다. 그러나 다음과 같은 단점도 있습니다.

• 물은 10-12°C 이하로 냉각되지 않습니다.
• 냉각은 압축기보다 시간이 오래 걸리므로 이러한 냉각기는 다음과 같은 사무실에 적합하지 않습니다. 큰 금액노동자;
• 장치는 외부 온도에 민감합니다. 따뜻한 방에서는 물이 최소 온도까지 냉각되지 않습니다.
• 팬이 막히거나 냉각 모듈이 고장날 수 있으므로 먼지가 많은 공간에 설치하는 것은 권장되지 않습니다.

펠티에 소자를 사용한 탁상형 냉수기

펠티에 소자 기반의 공기 건조기

에어컨과 달리 제습기를 구현한 열전소자꽤 가능합니다. 디자인이 상당히 심플하고 가격도 저렴합니다. 냉각 모듈은 라디에이터의 온도를 이슬점 아래로 낮추어 결과적으로 장치를 통과하는 공기에 포함된 습기가 침전됩니다. 침전된 물은 특수 저장탱크로 배출됩니다.

낮은 효율성에도 불구하고 이 경우 장치의 효율성은 상당히 만족스럽습니다.

연결하는 방법?

모듈 연결에는 문제가 없으며 출력 와이어에 전원을 공급해야 합니다. 일정한 압력, 해당 값은 요소의 데이터 시트에 표시됩니다. 빨간색 선은 양극에, 검은색 선은 음극에 연결해야 합니다. 주목! 극성을 바꾸면 냉각된 표면과 가열된 표면의 위치가 바뀐다.

Peltier 요소의 기능을 확인하는 방법은 무엇입니까?

가장 간단하고 믿을 수 있는 방법– 촉각. 모듈을 적절한 전압 소스에 연결하고 다른 측면을 만져야 합니다. 작동 요소의 경우 그 중 하나는 더 따뜻하고 다른 하나는 더 차갑습니다.

적절한 소스가 없다면 멀티미터와 라이터가 필요합니다. 확인 과정은 매우 간단합니다.

1. 프로브를 모듈 단자에 연결합니다.
2. 불이 켜진 라이터를 한쪽으로 가져오세요.
3. 우리는 장치의 판독 값을 관찰합니다.

작업 모듈에서는 측면 중 하나가 가열되면 전류가 생성되어 장치 디스플레이에 표시됩니다.

자신의 손으로 펠티에 요소를 만드는 방법은 무엇입니까?

집에서 직접 모듈을 만드는 것은 거의 불가능합니다. 특히 상대적으로 저렴한 비용(약 $4-$10)을 고려하면 그렇게 할 필요가 없기 때문입니다. 그러나 열전 발전기와 같이 하이킹에 유용한 장치를 조립할 수 있습니다.

전압을 안정화하려면 L6920 IC 칩에 간단한 변환기를 조립해야 합니다.

이러한 변환기의 입력에는 0.8-5.5V 범위의 전압이 공급되며 출력에서는 대부분의 재충전에 충분한 안정적인 5V를 생성합니다. 모바일 장치. 기존 펠티에 소자를 사용하는 경우 가열측의 작동 온도 범위를 150°C로 제한해야 합니다. 추적의 번거로움을 피하려면 끓는 물이 담긴 냄비를 열원으로 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우 요소는 100°C 이상으로 가열되지 않습니다.

글쎄, 모든 그래프가 그려지고 모든 테이블이 채워졌으므로 이제 꿈을 꿀 수 있습니다. 일반적으로 하이킹 시 에너지 소비량을 최대로 추정하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
GPS 내비게이터 - 0.3W x 10h = 하루 3W*h;
카메라(Canon DSLR) - 4일 동안 8Wh 배터리 = 하루 2Wh;
비디오 카메라(여행의 흥미로운 순간을 포착하기 위한 비디오 녹화기, 하루 약 1시간 분량의 비디오) - 하루 1.6Wh
휴대전화- 하루 약 0.2W*h;
LED 손전등저녁에 주차장을 밝히기 위해 - 하루 2W*h.
우리가 얻는 총계: 하루에 3 + 2 + 1.6 + 0.2 + 2 = 8.8Wh. 이러한 장치의 배터리를 충전할 때 발생하는 손실과 예상치 못한 비용을 고려하면 이 수치를 하루 10Wh로 쉽게 반올림할 수 있습니다. 이는 대략 AA NiMH 배터리 3개(각각 3.2Wh)에 해당합니다. 우리는 이것이 창의적 충동을 제한하지 않고 이전에 계획된 경로를 따라 편안하게 여행할 수 있는 전기량이라고 가정합니다. 이 계산은 솔로 나들이나 두 사람이 함께 하는 그룹에 대해 어느 정도 정확합니다. 사람이 더 많으면 휴대폰이든 다른 카메라든 각 사람마다 추가 소비자가 추가됩니다. 각 "추가" 참가자에 대해 1Wh를 안전하게 추가할 수 있다고 생각합니다. 즉, 6인 그룹의 경우 편안한 에너지 소비 수준은 14Wh 또는 약 4.5AA 배터리가 될 것입니다. 하이킹이 10일 동안 지속된다고 가정하면 2인 그룹의 경우 100Wh의 에너지가 필요하며 이는 총 무게가 31 x 31.5 = 976.5g인 NiMH 배터리 31개입니다. 즉, 거의 1kg의 배터리입니다. 알카라인 배터리를 사용하는 경우 가장 좋은 배터리는 2.2Wh를 제공하며 45개가 필요합니다. 무게는 모르겠지만, 한 개에 25g이라고 해도 합치면 1kg이 넘습니다. 6인 그룹의 경우 총 전력량은 140Wh입니다. 이는 무게가 1386g인 배터리 44개 또는 이보다 더 많은 배터리 64개에 해당합니다. 모델러가 사용하는 것과 같은 LiPo 배터리를 가져가는 경우 2인용 배터리는 무게가 100Wh ¼ 160Wh/kg = 0.625kg 또는 625g입니다. 6인 그룹의 경우 LiPo 배터리 질량 875g이 됩니다.
이제 열 발생기의 상황이 어떻게 진행되고 있는지 알아 보겠습니다. TEC1-12709 모듈(또는 모듈)이 있고 150°C 이하로 가열하고 15°C의 온도로 스트림으로 냉각한다고 가정해 보겠습니다. 즉, 차가운 쪽에서는 20°C가 됩니다. 온도차는 150 - 20 = 130 °C입니다. 이러한 온도차 값에 대해서는 효율성 표시기가 없으므로 계산해야 합니다. TEC1-12709의 효율 대 전류 그래프에서 두 가지 최대값(예: 평균 온도 차이 71°C의 경우 13.6mW/°C, 87°C의 경우 15.7mW/°C)을 사용하여 계산합니다. 온도차가 87 - 71 = 16 °C 증가하면 효율이 증가합니다. 이는 2.1mW/°C로 밝혀졌습니다. 그런 다음 비례적으로 차이가 16°C 증가하면 효율이 2.1mW/°C 증가하고, 차이가 130 - 87 = 43°C 증가하면 효율이 다음과 같이 증가합니다. (43 x 2.1) ¼ 16 = 5.6mW/°C. 이는 130°C의 온도 차이에서의 효율이 15.7 + 5.6 = 21.3mW/°C와 동일하다는 것을 의미합니다. 결과적으로 21.3 x 130 = 2769mW 또는 2.8W를 얻습니다. 일부 비디오 실험에서 2개의 모듈이 4~6W를 생성했다는 사실로 판단하면 이 값은 현실에 매우 가깝습니다. 하나의 모듈을 사용하여 10Wh의 에너지를 얻으려면 발전기는 10 ¼ 2.8 = 3.57시간, 14Wh - 5시간 동안 작동해야 합니다. 즉, 2개의 펠티에 소자로 구성된 열발생기를 사용하면 대규모 그룹에서도 전기를 생성하는 데 시간이 오래 걸리지 않습니다.
이 방법을 사용하여 캠핑하는 동안 전기를 생산할 때 유일한 주요 문제는 차가운 쪽의 열 방출입니다. 물은 열용량이 높기 때문에 가장 좋고 가장 최적의 것은 수냉입니다. 이와 관련하여 수상 관광객은 자전거 타는 사람보다 운이 좋습니다. 그들의 운송 방법은 특히 물과 연결되어 있으며 발전기의 설계를 통해 생각하면 (아직 산업 규모로 생각하고 구현하지 않은 이유가 매우 이상합니다) , 그러면 운전 중에 전기를 생산할 수 있습니다. 발전기는 부분적으로 물에 잠기고 부분적으로는 표면에 떠 있습니다. 연료는 소모되면서 용광로에 장입되고, 외부의 물로 모든 것이 냉각됩니다. 휴게소에서 연료를 모아서 준비합니다.
장작과 솔방울을 모으는 데 신경 쓰고 싶지 않다면 가스 렌지 디자인을 생각해 볼 수 있습니다. 여기서 약간의 계산을 해 볼 가치가 있습니다. 그래서 우리는:
450g의 연료를 사용하는 가스 버너용 액화 가스 실린더;
구성: 이소부탄 - 72%, 프로판 - 22%, 부탄 - 6%, 중량 기준으로 각각 324g, 99g 및 27g입니다.
이들 가스의 발열량은 각각 49.22 MJ/kg, 48.34 MJ/kg 및 49.34 MJ/kg입니다.
곱셈과 덧셈을 하면 하나의 액화 가스 실린더에 22.07 MJ가 있습니다. 발전기 효율을 1%로 가정하면 220kJ, 즉 61.3Wh의 전력을 얻습니다. 그것을 무엇과 비교할 수 있습니까? 예를 들어, 19개의 NiMH AA 배터리가 있습니다. 많지도 않고 꽤 비싸고 휘발유도 싸지 않습니다.
휘발유를 사용하는 것은 비용이 많이 들기 때문에 휘발유와 같은 액체연료를 사용하는 것도 가능하다. 저렴한 촉매버너용 촉매를 찾기 위해 인터넷을 조금 뒤졌으나 중크롬산암모늄에서 얻은 산화크롬(VI) 외에는 아무것도 찾을 수 없었다. 예, 모든 것이 그렇게 순조롭게 진행되는 것은 아니지만 원하는 경우 일정량의 실험을 통해 여기에서도 안정적이고 긍정적인 결과를 얻을 수 있습니다. 중국산 촉매 가열 패드는 미량의 백금족 원소를 사용했을 가능성이 높습니다. 이 가열 패드와 같은 촉매가 있으면 좋겠지만 펠티에 소자의 경우에는 더 큽니다. 그 결과 작고 가벼운 발전기가 탄생하게 됩니다. 휘발유의 발열량은 44.5MJ/kg, 밀도 0.74kg/l입니다. 휘발유 1리터에서 33MJ의 에너지를 얻습니다. 1% 효율에서는 330kJ 또는 91.6Wh의 전기(AA 배터리 28개)입니다. 더 많은 예산 옵션이 있지만 자연에서 사용할 수 있는 것을 수집하고 준비합니다. 무료연료는 당연히 더 수익성이 높으며, 연료가 별로 없습니다. 불쾌한 특징, 상점에서 구매하는 재고에 내재되어 있습니다. 가장 부적절한 순간에 소진되지 않습니다.