Peltierjev modul se lahko uporablja v 4 različnih shemah: kot grelni element (v inkubatorjih ...), kot hladilni element (v hladilnikih ...), za pridobivanje električne energije (generator ...) in tudi z uporabo Peltierovega modula. element lahko ustvarite vodo. O tem bo govoril moj članek.

Peltierjev element je termoelektrični pretvornik, katerega princip delovanja temelji na Peltierjevem učinku – nastanku temperaturne razlike ob pretoku električnega toka. V literaturi v angleškem jeziku so Peltierjevi elementi označeni kot TEC (iz angleškega Thermoelectric Cooler - termoelektrični hladilnik).

Nasprotni učinek Peltierovega učinka se imenuje Seebeckov učinek.

Princip delovanja

Delovanje Peltierjevih elementov temelji na stiku dveh prevodnih materialov z različnimi nivoji energije elektronov v prevodnem pasu. Ko tok teče skozi stik takih materialov, mora elektron pridobiti energijo, da se premakne v prevodni pas z višjo energijo drugega polprevodnika. Ko se ta energija absorbira, se stična točka med polprevodniki ohladi. Ko tok teče v nasprotni smeri, se stična točka med polprevodniki segreje, poleg običajnega toplotnega učinka.

Ko kovine pridejo v stik, je Peltierjev učinek tako majhen, da je neopazen v ozadju pojavov ohmičnega segrevanja in toplotne prevodnosti. Zato se v praktičnih aplikacijah uporablja stik med dvema polprevodnikoma.

Peltierjev element je sestavljen iz enega ali več parov majhnih polprevodniških paralelepipedov - enega n-tipa in enega p-tipa v paru (običajno bizmutov telurid, Bi2Te3 in silicijev germanid), ki so povezani v pare s kovinskimi mostovi. Kovinski mostički hkrati služijo kot toplotni kontakti in so izolirani z neprevodno folijo ali keramično ploščo. Pari paralelopipedov so povezani tako, da nastane zaporedna vezava številnih parov polprevodnikov z različni tipi prevodnosti, tako da je na vrhu eno zaporedje povezav (n->p), na dnu pa nasprotno (p->n). Električni tok teče zaporedno skozi vse paralelopipede. Odvisno od smeri toka se zgornji kontakti hladijo, spodnji pa segrevajo - ali obratno. torej elektrika prenaša toploto z ene strani Peltierjevega elementa na nasprotno in ustvarja temperaturno razliko.

Če ohladite grelno stran Peltierjevega elementa, na primer z radiatorjem in ventilatorjem, postane temperatura hladne strani še nižja. Pri enostopenjskih elementih lahko glede na tip elementa in vrednost toka doseže temperaturna razlika približno 70 °C.

Prednosti in slabosti

Prednost Peltierjevega elementa je njegova majhnost, odsotnost gibljivih delov, pa tudi plinov in tekočin. Z obračanjem smeri toka je možno tako hlajenje kot ogrevanje – to omogoča termostat pri temperaturah okolice nad in pod temperaturo termostata. Druga prednost je odsotnost mehanskih delov in odsotnost hrupa.

Pomanjkljivost Peltierjevega elementa je njegov nižji izkoristek kot pri kompresorskih hladilnih enotah s freonom, kar vodi do velike porabe energije za doseganje opazne temperaturne razlike. Kljub temu poteka razvoj za povečanje toplotne učinkovitosti in Peltierjevi elementi so našli široko uporabo v tehnologiji, saj brez dodatne naprave Temperature pod 0 °C se lahko realizirajo.

Glavna težava pri konstruiranju Peltierjevih elementov z visokim izkoristkom je, da so prosti elektroni v snovi hkrati nosilci električnega toka in toplote. Material za Peltierjev element mora imeti hkrati dve medsebojno izključujoči lastnosti - dobro prevaja električni tok, slabo pa toploto.

V Peltierjevih celičnih baterijah je mogoče doseči teoretično zelo veliko temperaturno razliko, več kot 70 stopinj Celzija, zato je bolje uporabiti pulzni način nadzora temperature, zahvaljujoč kateremu lahko zmanjšamo tudi porabo energije. V tem primeru je zaželeno izravnati tokovne valove, da se podaljša življenjska doba Peltierjevega elementa.

Uporaba termoelektričnega modula: v vodnih hladilnikih, hladilnih sistemih za računalnike ali mikrovezjih različnih naprav majhne velikosti, v električnih toplotnih generatorjih, hlajenju video kartic, severnih ali južnih mostovih, avtomobilski hladilniki, zračni hladilniki, Arduino, za hlajenje CCD matrik in infrardečih fotodetektorjev, v električnih toplotnih generatorjih, v termostatih, v znanstvenih laboratorijskih instrumentih, termičnih kalibratorjih, termičnih stabilizatorjih. Na splošno tam, kjer je potrebno doseči temperaturne razlike več kot 60 stopinj.

Dimenzije Peltier plošče in karakteristike porabe

Dimenzije Peltierjevih plošč in odjemne karakteristike (poraba energije, napetost, tok, največja temperaturna razlika). Oznake teh termoelektričnih generatorjev so lahko različne na različnih mestih, vse je odvisno od proizvajalca (na primer: TEG1-241-1.4-1.2; CP1.4-127-06L domači; TB-127-1.4-1.5 Frost-72 ; SP1848-27145; Seebeckov termogenerator TEP1-142T300). Značilnosti se sicer ne bodo veliko razlikovale, nekateri kazalniki pa se bistveno ne razlikujejo.

Qmax	Umax	Imax	dTmax	Mere, (mm)
(W)	(IN)	(A)	(živijo)	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 hladilnik (Peltierjev modul)

Za izdelavo našega mini hladilnika moramo poiskati ali kupiti Peltierjev element (kaj to je in kako deluje si lahko preberete spodaj) in dva radiatorja.

Prav ta Peltierjev element, iztrgal sem ga iz pokvarjenega računalnika, stal je tam med procesorjem in hladilnikom. Z njega sem očistil staro termalno pasto. Na kratko - ta Peltierjev element, ko ga nanesemo enosmerni tok začne delovati na naslednji način: ena stran se začne segrevati, druga pa se začne ohlajati; če spremenite polarnost vira energije, se bodo strani elementa obnašale nasprotno!

Nato sem vzel dva masivna radiatorja iz nepotrebnega ojačevalnika. Nato sem element namazal z novo termalno pasto, ki sem jo kupil v radijski trgovini in Peltierjev element vpenjal med radiatorje. Uporaba termalne paste je v tem primeru obvezna!
Priključite žice na element iz USB kabel in ga priključil na računalnik - en radiator se je začel segrevati, drugi pa ohlajati! Torej, vse je v redu!

Material, ki sem ga uporabil za lepljenje hladilnika, je podoben stisnjeni peni ali porozni plastiki. Na splošno je material lahko karkoli, njegova glavna kakovost je toplotna izolacija.
Steklo je organsko in izgleda precej krhko, v resnici pa je material vzdržljiv.
Lepilo - super lepilo.

Nato sem za udobje naredil magnetno zaponko.
Izkazalo se je dobro - steklenica mineralne vode bi zlahka pristajala tja.

Generator - pridobivanje električne energije s pomočjo Peltierjevega elementa

Prednosti tega generatorja:

— Gorivo je vse, kar gori ali segreva.
— USB izhod 5 voltov, 500 mA.
— Ni odvisen od sonca, vetra itd.
- Preprost in močan dizajn, ki lahko traja večno.
— Na njem lahko kuhate hrano, medtem ko se telefon polni.
- Vsestranskost.
— Vsakdo ga lahko sestavi doma v 1 večeru (tudi uslužbenec AvtoVAZ =)).
- Poceni dizajn.

Nisem si jaz izmislil, obstajajo komercialne kopije, ki so veliko boljše od moje. Na primer, BioLite CampStove, njegova cena je 7900 rubljev. Moja kopija je bila narejena v naglici za pisanje tega članka in nadaljnje poskuse.

Osnova je Peltierjev element. To je termoelektrični modul, ki se uporablja v vodnih hladilnikih in prenosnih hladilnikih, uporablja pa se tudi za hlajenje procesorja. Ko je nanj priključena napetost, se ena stran ohladi, druga pa segreje. Nasprotno, eno stran bomo ogrevali za proizvodnjo električne energije.

Glavno načelo je, da se ena stran segreje, druga pa ostane nespremenjena, za največjo učinkovitost potrebujete temperaturno razliko 100 stopinj Celzija.

Začnimo!


Potrebovali bomo:
— Peltierjev element, uporabil sem TEC1-12710
- Nepotrebno napajanje iz računalnika
Kdorkoli, tudi tisti, ki je zgorel, zgorelo pa je vse razen telesa
- Regulator napetosti
DC-DC Boost modul, vhodna napetost 1-5 voltov, izhod vedno 5 V.
— Radiator (večji kot je boljši), po možnosti s 5V hladilnikom, ker Radiator se bo postopoma segreval. Pozimi to ni problem, saj lahko radiator postavite na led.
— Termalna pasta
- Komplet orodij

Modul TEC1-12710, ocenjen na 10 A (manj ali več). Toda močnejši bodo večji. Višji kot je tok, učinkovitejši in dražji je. Kupil sem ga na Aliexpressu za približno 250 rubljev. V naših trgovinah z elektroniko to stane približno 1500 rubljev.

Modul je zasnovan za največjo napetost 12V, vendar zaradi nizke učinkovitosti ne daje toliko, ko ga uporabljamo v nasprotni smeri, t.j. za sprejem toka.

Da bi bilo stabilnih 5 voltov in da bi se naprave varno polnile, potrebujete stopenjski stabilizator. Ko je na Peltierjevem elementu še samo 1 V, začne proizvajati 5 V. Da je vse pripravljeno za polnjenje, lahko veste po prižgani LED diodi na modulu.


Lahko sestavite svoje, vendar sem se odločil zaupati Kitajcem, ponujajo že pripravljen modul z izhodom USB za 80 rubljev. na istem mestu.

Iztrebimo naš napajalnik. Moral sem narediti dodatne luknje za boljše kroženje zraka (napajalnik je bil zelo star).

Glavno načelo je, da se zrak vsesa od spodaj in izstopi skozi vrh. Preprosto povedano, morate narediti običajno peč. Ne pozabite predvideti luknje za metanje sekancev in stojala za lonec ali skodelico za vrelo vodo, če jo potrebujete.


Nato morate modul Peltier z radiatorjem pritrditi na ravno steno, potem ko najprej enakomerno nanesete termično pasto. Čim tesnejši je stik, tem bolje. Stran, kjer je napisan model, je hladna, na to stran nanesemo radiator. Če pomešate, modul ne bo oddajal napetosti; v tem primeru morate samo zamenjati žice.


Spajkamo ojačevalni pretvornik in najdemo, kam ga skriti. Načeloma ga lahko pustite obešenega na žicah, vendar ga morate nujno izolirati, na primer, nanj nanesti toplotno krčenje.

Sestavimo vse skupaj. To je tisto, kar bi morali dobiti:

Kako deluje?

Notri mečemo veje, sekance, nasploh vse kar gori. Nato ga prižgemo. Ogenj segreje stene peči in Peltierjev element, ki je na eni od teh sten. Druga stran elementa, ki je na radiatorju, ostane na zunanji temperaturi. Večja kot je temperaturna razlika, večja je moč, vendar ne pretiravajte.

Največja učinkovitost je dosežena že z razliko 100 stopinj. Sčasoma se radiator začne segrevati in ga bo treba ohladiti. Lahko mečete sneg, ga polivate z vodo, radiator postavite na led ali v vodo ali pa nanj postavite vrček mrzle vode. Možnosti je veliko, najenostavnejša je hladilnik, ki bo odvzel del moči, vendar se zaradi hlajenja skupni rezultat ne bo spremenil.


Elementa NE izpostavljajte visokim temperaturam, lahko izgori in izgori. V dokumentaciji je navedena najvišja temperatura 180 °C, a skrb ni pretirana, ob dobrem hlajenju in preprostih drvih se mu ne bo nič zgodilo.

Če niste leni in naredite vse pravilno, boste dobili tako preprost sekalnik lesa, na katerem lahko hkrati segrevate hrano, kuhate, zalivate in polnite svoje pripomočke.

Uporablja se lahko doma, če pride do izpada elektrike, tako da notri postavite svečo. Mimogrede, če nanjo priključite LED diode, bo svetloba veliko svetlejša kot iz same sveče.

Na vsakem mestu, kjer lahko najdete nekaj gorečega, boste imeli elektriko, toploto in možnost priročnega kuhanja hrane, pri čemer boste porabili manj goriva v primerjavi z ognjem.

Prvi testi!

Po službi sem šel v gozd, sonce je že skoraj zašlo, grmičevje je bilo mokro, a peč se je 100% izplačala.

Rezultat je presegel vsa moja pričakovanja. Takoj po zgorevanju sekancev se je prižgal indikator, priklopil sem telefon in začel se je polniti. Polnjenje je bilo stabilno.

Pretvornik se sploh ni obremenjeval. S seboj sem vzel tudi hladilno podlogo za prenosnik, ima 2 hladilnika in LED diode, porabi naj kar spodobno. Priklopil sem, vse se vrti, sveti, vetrič pihlja. Vzel sem še USB ventilator in ga priklopil na koncu, ko je ostalo samo še oglje. Vse se vrti super, sploh ne vem, kaj naj še poskusim.

rezultat:

Vse deluje odlično, daje svoj spol Ampere. Kljub temu potrebujete hladilnik, ker ... v pol ure se je radiator ogrel na cca 40 stopinj, poleti bo še več. Pustite se vrteti.

Ogenj gori visoko, jaz osebno ne potrebujem takega ognja, nekaj lukenj bom pokril, da gori počasneje.

Vse bom naredil na novo, za osnovo bom vzel standardni sekalnik lesa, ki je narejen iz pločevink, vendar ga bom naredil iz debelejše kovine in pravokotne oblike. Kupil bom dober radiator s hladilnikom primerne oblike in poskusil narediti zložljivo različico, da bo zavzel manj prostora pri prenašanju.

Pridobivanje pitne vode s pomočjo Peltierjevega modula

Termočlen (Peltierjev modul) deluje po obratnem principu kot termočlen - pojav temperaturne razlike ob pretoku električnega toka.

Kako deluje Peltierjev element?

Povsem preprosto je uporabljati Peltierjev modul, katerega princip je sproščanje ali absorbiranje toplote v trenutku stika. različne materiale ko gre skozenj energijski tok elektronov pred in po stiku, je drugače. Če je na izhodu manj, pomeni, da tam nastaja toplota. Ko elektrone v stiku zavira električno polje, prenesejo kinetično energijo na kristalno mrežo in jo segrejejo. Če pospešijo, se toplota absorbira. To se zgodi zaradi dejstva, da se del energije vzame iz kristalna mreža in se ohladi.

V veliki meri je ta pojav neločljivo povezan s polprevodniki, kar je razloženo z veliko razliko v nabojih.

Modul Peltier, katerega uporaba je tema našega pregleda, se uporablja pri ustvarjanju termoelektričnih hladilnih naprav (TEC). Najenostavnejši med njimi je sestavljen iz dveh polprevodnikov tipa p in n, ki sta zaporedno povezana preko bakrenih kontaktov.

Če se elektroni premaknejo iz polprevodnika "p" v "n", se pri prvem stiku s kovinskim mostom rekombinirajo in pri tem sprostijo energijo. Naslednji prehod iz polprevodnika "p" v bakreni prevodnik spremlja "vlečenje" elektronov skozi kontakt z električnim poljem. Ta proces vodi do absorpcije energije in ohlajanja območja okoli kontakta. Na podoben način potekajo procesi pri naslednjih prehodih.

S postavitvijo ogrevanih in ohlajenih kontaktov v različnih vzporednih ravninah bomo dosegli praktično izvedbo metode. Polprevodniki so narejeni iz selena, bizmuta, antimona ali telurja. Peltierjev modul vsebuje veliko število termoelementov, nameščenih med keramične plošče iz aluminijevega nitrida ali aluminijevega oksida.

Dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost TEM

• Moč toka.
• Število termočlenov (do več sto).
• Vrste polprevodnikov.
• Hitrost hlajenja.

Večje vrednosti še niso bile dosežene zaradi nizke učinkovitosti (5-8%) in visokih stroškov. Za uspešno delovanje TEM je potrebno zagotoviti učinkovit odvod toplote z ogrevane strani. To povzroča težave pri praktičnem izvajanju metode. Če je polarnost obrnjena, se hladna in vroča stran obrneta.

Prednosti in slabosti modulov

Potreba po TEM se je pojavila s prihodom elektronskih naprav, ki so zahtevale miniaturne hladilne sisteme. Prednosti modulov so naslednje:

• kompaktnost;
• brez gibljivih sklepov;
• Peltierjev modul ima reverzibilen princip delovanja pri menjavi polarnosti;
• enostavnost kaskadnih povezav za večjo moč.

Glavna pomanjkljivost modula je nizka učinkovitost. To se kaže v visoki porabi energije za doseganje zahtevanega hladilnega učinka. Poleg tega ima visoke stroške.

Uporaba TEM

Modul Peltier se uporablja predvsem za hlajenje mikrovezij in majhnih delov. Začelo se je s hlajenjem elementov vojaške opreme:

• mikrovezja;
• infrardeči detektorji;
• laserski elementi;
• kristalni oscilatorji.

Termoelektrični modul Peltier se je postopoma začel uporabljati v gospodinjskih aparatih: za izdelavo hladilnikov, klimatskih naprav, generatorjev in termostatov. Njegov glavni namen je hlajenje majhnih predmetov.

CPU hlajenje

Glavne komponente računalnikov se nenehno izboljšujejo, kar vodi v povečanje proizvodnje toplote. Skupaj z njimi se razvijajo hladilni sistemi z uporabo inovativnih tehnologij in sodobnih krmilnikov. Modul Peltier je na tem področju našel uporabo predvsem pri hlajenju mikrovezij in drugih radijskih komponent. Tradicionalni hladilniki se ne morejo več spopasti s prisilnimi načini overclockinga mikroprocesorjev. In povečanje frekvence procesorjev omogoča povečanje njihove zmogljivosti.

Povečanje hitrosti ventilatorja povzroča velik hrup. Odpravlja se z uporabo Peltierjevega modula v kombiniranem hladilnem sistemu. Na ta način so vodilna podjetja hitro obvladala proizvodnjo učinkovitih hladilnih sistemov, po katerih je začelo biti veliko povpraševanje.

Toploto procesorjem običajno odvajajo hladilniki. Zračni tok se lahko vsesa od zunaj ali prihaja iz notranjosti sistemske enote. Glavna težava je, da temperatura zraka včasih ni zadostna za odvajanje toplote. Zato so TEM začeli uporabljati za hlajenje zračnega toka, ki vstopa v sistemska enota, s čimer se poveča učinkovitost prenosa toplote. Tako je vgrajena klimatska naprava pomočnik klasičnega računalniškega hladilnega sistema.

Aluminijasti radiatorji so pritrjeni na obeh straneh modula. S strani hladne plošče se hladilni zrak črpa v procesor. Ko prevzame toploto, jo drugi ventilator odpihne skozi grelno telo modula.

Sodobna TEM je nadzorovana elektronska naprava s temperaturnim senzorjem, kjer je stopnja hlajenja sorazmerna z ogrevanjem procesorja.

Nekaj ​​težav povzroča tudi vklop hlajenja procesorja.

1. Preprosti Peltierjevi hladilni moduli so zasnovani za neprekinjeno delovanje. Nižja poraba energije zmanjša tudi odvajanje toplote, kar lahko povzroči prehladitev čipa in posledično zamrznitev procesorja.
2. Če delovanje hladilnika in hladilnika nista pravilno usklajena, lahko slednji preklopi na gretje namesto na hlajenje. Dodaten vir toplote bo povzročil pregrevanje procesorja.

Tako za sodobni procesorji Potrebujemo napredne hladilne tehnologije z nadzorom nad delovanjem samih modulov. Takšne spremembe v načinih delovanja se ne pojavljajo pri video karticah, ki prav tako zahtevajo intenzivno hlajenje. Zato je TEM idealen zanje.

Avtomobilski hladilnik naredi sam

Sredi prejšnjega stoletja je domača industrija poskušala obvladati proizvodnjo majhnih hladilnikov, ki temeljijo na Peltierjevem učinku. Obstoječe tehnologije tistega časa tega niso omogočale. Dandanes je omejevalni dejavnik predvsem visoka cena, vendar se poskusi nadaljujejo in uspeh je že dosežen.

Razširjena proizvodnja termoelektričnih naprav vam omogoča, da z lastnimi rokami ustvarite majhen hladilnik, primeren za uporabo v avtomobilih. Njegova osnova je "sendvič", ki je narejen na naslednji način.

1. Na zgornji radiator se nanese plast toplotno prevodne paste tipa KPT-8 in na eno stran keramične površine prilepi Peltierjev modul.
2. Podobno je nanj s spodnje strani pritrjen še en radiator, namenjen za postavitev v hladilno komoro.
3. Celotno napravo tesno stisnemo in sušimo 4-5 ur.
4. Hladilniki so nameščeni na obeh radiatorjih: zgornji bo odvajal toploto, spodnji pa bo izenačil temperaturo v hladilni komori.

Ohišje hladilnika je izdelano s toplotnoizolacijskim tesnilom v notranjosti. Pomembno je, da se dobro zapre. Za to lahko uporabite običajno plastično škatlo za orodje.

Napajanje 12 V se napaja iz sistema vozila. Lahko se izvede tudi iz omrežja 220 V izmenični tok, z napajalnikom. Uporabljeno je najpreprostejše vezje za pretvorbo AC v DC. Vsebuje usmerniški most in kondenzator za glajenje valov. Pomembno je, da na izhodu ne presegajo 5% nazivne vrednosti, sicer se učinkovitost naprave zmanjša. Modul ima dva izhoda iz barvnih žic. "Plus" je vedno povezan z rdečo, "minus" pa s črno.

Moč TEM mora ustrezati prostornini škatle. Prve 3 števke oznake označujejo število parov polprevodniških mikroelementov znotraj modula (49-127 ali več). izraženo z zadnjima dvema števkama oznake (od 3 do 15 A). Če moč ni dovolj, morate na radiatorje prilepiti drug modul.

Opomba! Če tok preseže moč elementa, se bo segreval na obeh straneh in hitro odpovedal.

Peltierjev modul: generator električne energije

TEM se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije. Da bi to naredili, je potrebno ustvariti temperaturno razliko med ploščama, termoelementi, ki se nahajajo med njimi, pa bodo ustvarili električni tok.

Za praktično uporabo potrebujete TEM z vsaj 5 V. Potem ga lahko uporabite za polnjenje mobilni telefon. Zaradi nizke učinkovitosti Peltierjevega modula bo potreben ojačevalni pretvornik DC-DC. Za sestavljanje generatorja boste potrebovali:

• 2 Peltier modula TEC1-12705 z velikostjo plošče 40x40 mm;
• pretvornik EK-1674;
• aluminijaste plošče debeline 3 mm;
• posoda za vodo;
• toplotno odporno lepilo.

Dva modula sta nameščena med ploščami z lepilom, nato pa je celotna konstrukcija pritrjena na dno posode. Če ga napolnite z vodo in postavite na ogenj, dobite zahtevano temperaturno razliko, ki povzroči EMF reda velikosti 1,5 V. S priključitvijo modulov na ojačevalni pretvornik lahko povečate napetost na 5 V, kar je potrebno za polnjenje baterije telefona.

Večja kot je temperaturna razlika med vodo in nižje segreto ploščo, učinkovitejši je generator. Zato moramo poskušati zmanjšati segrevanje vode različne poti: naredite ga pretočnega, pogosteje ga zamenjajte s svežim, itd. Učinkovit način za povečanje temperaturne razlike je kaskadno zlaganje modulov, ko so naloženi drug na drugega. Povečanje skupnih dimenzij naprave vam omogoča, da postavite več elementov med plošče in s tem povečate skupno moč.

Zmogljivost generatorja bo zadostovala za polnjenje majhnih baterij, delovanje LED svetilke ali radio. Opomba! Za ustvarjanje toplotnih generatorjev boste potrebovali module, ki lahko delujejo pri 300-400 0 C! Ostali so primerni samo za poskusno testiranje.

Za razliko od drugih načinov alternativne proizvodnje električne energije lahko delujejo med vožnjo, če ustvarite nekaj podobnega katalitičnemu grelniku.

Domači moduli Peltier

TEM lastne proizvodnje so se na našem trgu pojavili ne tako dolgo nazaj. So zelo zanesljivi in ​​imajo dobre lastnosti. Modul Peltier, ki je v velikem povpraševanju, ima dimenzije 40x40 mm. Zasnovan je za največji tok 6 A in napetost do 15 V.

Domači modul Peltier je mogoče kupiti po nizki ceni. Pri 85 W ustvari temperaturno razliko 60 0 C. Skupaj s hladilnikom je sposoben zaščititi procesor pred pregrevanjem z disipacijo moči 40 W.

Značilnosti modulov vodilnih podjetij

Tuje naprave so na trgu predstavljene v večji raznolikosti. Za zaščito procesorjev vodilnih podjetij se kot hladilnik uporablja modul PAX56B Peltier, katerega cena skupaj z ventilatorjem je 35 dolarjev.

Z dimenzijami 30 x 30 mm vzdržuje temperaturo procesorja največ 63 0 C z izhodno močjo 25 W. Za napajanje zadostuje napetost 5 V, tok pa ne presega 1,5 A.

Modul PA6EXB Peltier je zelo primeren za hlajenje procesorja, saj zagotavlja normalne temperaturne pogoje z močjo disipacije 40 W. Območje njegovega modula je 40x40 mm, trenutna poraba pa do 8 A. Poleg svojih impresivnih dimenzij - 60x60x52,5 mm (vključno z ventilatorjem) - naprava zahteva prosti prostor okoli sebe. Njegova cena je 65 dolarjev.

Ko se uporablja modul Peltier, specifikacije ustrezati mora potrebam hlajenih naprav. Nesprejemljivo je, da je njihova temperatura prenizka. To lahko povzroči kondenzacijo vlage, ki je lahko škodljiva za elektroniko.

Moduli za izdelavo generatorjev, kot so, se odlikujejo po večji moči - 72 W oziroma 108 W. Odlikujejo jih oznake, ki so vedno nanesene na vročo stran. Največja dovoljena temperatura vroče strani je 150-160 0 C. Večja kot je temperaturna razlika med ploščama, višja je izhodna napetost. Naprava deluje pri maksimalni temperaturni razliki 600 0 C.

Peltierjev modul lahko kupite poceni - približno 10 USD ali manj na kos, če dovolj dobro pogledate. Nemalokrat prodajalci močno napihnejo cene, vendar jih lahko najdete nekajkrat cenejše, če jih kupite na akciji.

Zaključek

Peltierjev učinek je zdaj našel uporabo pri ustvarjanju majhnih hladilnikov, potrebnih za sodobno tehnologijo. Reverzibilnost procesa omogoča izdelavo mikroelektrarn, ki so povpraševane za polnjenje baterij elektronskih naprav.

Za razliko od drugih načinov alternativnega pridobivanja električne energije lahko delujejo med vožnjo, če je nameščen katalitični grelec.

Peltierjev element se običajno imenuje pretvornik, ki lahko deluje pri temperaturni razliki. To se zgodi s pretokom električnega toka skozi vodnike skozi kontakte. V ta namen so v elementih predvidene posebne plošče. Toplota prehaja z ene strani na drugo.

Danes je ta tehnologija v povpraševanju predvsem zaradi znatne moči prenosa toplote. Poleg tega se naprave lahko pohvalijo s kompaktnostjo. Radiatorji, nameščeni na številnih modelih, so šibki. To je posledica dejstva, da se toplotni tok precej hitro ohladi. Posledično se stalno vzdržuje želena temperatura.

Ta element nima gibljivih delov. Naprave delujejo popolnoma tiho, kar je nedvomna prednost. Prav tako je treba povedati, da jih je mogoče uporabljati zelo dolgo, okvare pa se pojavljajo izjemno redko. Najenostavnejši tip je sestavljen iz bakrenih vodnikov s kontakti in povezovalnimi žicami. Poleg tega je na hladilni strani izolator. Običajno je izdelan iz keramike oz

Zakaj so potrebni Peltierjevi elementi?

Peltier elementi se najpogosteje uporabljajo za izdelavo hladilnikov. Običajno govorimo o kompaktnih modelih, ki jih lahko uporabljajo na primer avtomobilisti na cesti. Vendar pa to še ni konec nabora uporabe naprav. IN Zadnje čase Elementi Peltier so se začeli aktivno vgrajevati v zvočno in akustično opremo. Tam lahko opravljajo funkcije hladilnika.

Posledično je ojačevalnik naprave ohlajen brez hrupa. Pri prenosnih kompresorjih so Peltierjevi elementi nepogrešljivi. Če govorimo o znanstveni industriji, znanstveniki uporabljajo te naprave za hlajenje laserja. V tem primeru je mogoče doseči znatno stabilizacijo študijskega vala LED.

Slabosti Peltierjevih modelov

Zdi se, da tako preprosta in učinkovita naprava nima pomanjkljivosti, vendar jih je nekaj. Najprej so strokovnjaki takoj opazili nizko prodorno zmogljivost modula. To pomeni, da bo oseba imela določene težave, če želi ohladiti napravo, ki deluje iz omrežja z napetostjo 400 V. V tem primeru bo posebna dielektrična pasta delno pomagala rešiti to težavo. Vendar pa bo trenutna razčlenitev še vedno visoka in navitje Peltierjevega elementa morda ne bo zdržalo.

Poleg tega ti modeli niso priporočljivi za uporabo v natančni elektroniki. Ker zasnova elementa vsebuje kovinske plošče, je lahko občutljivost tranzistorjev oslabljena. Zadnja pomanjkljivost Peltierjevega elementa je nizka učinkovitost. Te naprave ne morejo doseči bistvene temperaturne razlike.

Modul za regulator

Izdelava Peltierjevega elementa za regulator z lastnimi rokami je precej preprosta. Če želite to narediti, morate vnaprej pripraviti dve kovinski plošči in ožičenje s kontakti. Najprej so za namestitev pripravljeni vodniki, ki bodo nameščeni na dnu. Običajno so kupljeni z oznako "PP".

Poleg tega je treba za normalno regulacijo temperature zagotoviti polprevodnike na izhodu. Potrebni so za hiter prenos toplote na zgornjo ploščo. Za namestitev vseh elementov uporabite spajkalnik. Če želite dokončati element Peltier z lastnimi rokami, nazadnje povežite dve žici. Prvi je nameščen na spodnji podlagi in pritrjen na skrajni vodnik. Izogibati se je treba stiku s ploščo.

Nato pritrdite drugo žico na zgornji del. Fiksacija se izvede tudi na najbolj oddaljeni element. Za preverjanje delovanja naprave se uporablja tester. Če želite to narediti, je treba na napravo priključiti dve žici. Posledično mora biti odstopanje napetosti približno 23 V. V tej situaciji je veliko odvisno od moči regulatorja.

Hladilniki s termistorjem

Kako narediti Peltierjev element z lastnimi rokami za hladilnik s termistorjem? Pri odgovoru na to vprašanje je pomembno opozoriti, da so plošče zanj izbrane izključno iz keramike. V tem primeru se uporablja približno 20 vodnikov. To je potrebno, da je temperaturna razlika večja. Povečate ga lahko do 70%. V tem primeru je pomembno izračunati

To je mogoče storiti glede na moč opreme. V tem primeru je idealen hladilnik s tekočim freonom. Sam Peltierjev element je nameščen v bližini uparjalnika, ki se nahaja poleg motorja. Za namestitev boste potrebovali standardni nabor orodij in tesnila. Potrebni so za zaščito modela pred zagonskim relejem. Tako se bo spodnji del naprave ohladil veliko hitreje.

Za doseganje temperaturne razlike (Peltierjev učinek) z lastnimi rokami boste morda potrebovali vsaj 16 vodnikov. Glavna stvar je zanesljivo izolirati žice, ki bodo priključene na kompresor. Da bi vse naredili pravilno, morate najprej odklopiti sušilnik hladilnika. Šele po tem je mogoče povezati vse kontakte. Ko je namestitev končana, je treba mejo napetosti preveriti s testerjem. V primeru okvare elementa najprej trpi termostat. V nekaterih primerih se pojavi

Model za hladilnik 15 V

Hladilnik Peltier lahko naredite z lastnimi rokami z majhnimi moduli.Moduli so pritrjeni predvsem v bližini radiatorjev. Da bi jih varno pritrdili, strokovnjaki uporabljajo vogale. Element se ne sme nasloniti na filter, kar je treba upoštevati.

Za dokončanje termoelektričnega modula Peltier z lastnimi rokami je spodnja plošča izbrana predvsem iz nerjavečega jekla. Vodniki se praviloma uporabljajo z oznako "PR20". Prenesejo največjo obremenitev 3 A. Maksimalno odstopanje temperature lahko doseže 10 stopinj. V tem primeru je učinkovitost lahko 75%.

Peltier elementi v 24 V hladilnikih

Z uporabo elementa Peltier lahko hladilnik izdelate z lastnimi rokami samo iz vodnikov z dobrim tesnjenjem. Hkrati jih je treba za hlajenje zložiti v tri vrste. Delovni tok v sistemu je treba vzdrževati pri 4 A. Preverite ga lahko z običajnim testerjem.

Če za element uporabimo keramične plošče, dosežemo največje temperaturno odstopanje pri 15 stopinjah. Žice do kondenzatorja so nameščene šele po namestitvi tesnila. Na steno naprave ga lahko pritrdite na različne načine. Glavna stvar v tej situaciji je, da ne uporabite lepila, ki je občutljivo na temperature nad 30 stopinj.

Peltierjev element za avtomobilski hladilnik

Za izdelavo visokokakovostnega avtomobilskega hladilnika z lastnimi rokami je izbran modul Peltier (modul) s ploščo, katere debelina ni večja od 1,1 mm. Najbolje je uporabiti nemodularne žice. Za delovanje bodo potrebni tudi bakreni vodniki. Njihova zmogljivost mora biti vsaj 4A.

Tako bo največje odstopanje temperature doseglo 10 stopinj, kar velja za normalno. Najpogosteje se uporabljajo vodniki z oznako "PR20". Nedavno so se izkazali za bolj stabilne. Primerni so tudi za različne stike. Za povezavo naprave s kondenzatorjem se uporablja spajkalnik. Kakovostna namestitev je možna le na tesnilo relejnega bloka. Razlike v tem primeru bodo minimalne.

Kako narediti element za hladilnik pitne vode?

DIY Peltierjev modul (element) za hladilnik je povsem preprost. Pomembno je, da zanj izberete samo keramične plošče. V napravi je uporabljenih vsaj 12 vodnikov, tako da bo upor ostal visok. Povezava elementov se običajno izvaja s spajkanjem. Za povezavo z napravo morata biti dve žici. Element mora biti pritrjen na dno hladilnika. V tem primeru lahko pride v stik s pokrovom naprave. Da bi izključili primere kratkih stikov, je pomembno, da pritrdite vse napeljave na rešetko ali ohišje.

Klimatske naprave

Modul (element) Peltier je izdelan z lastnimi rokami za klimatsko napravo samo z vodniki razreda "PR12". Za to nalogo so izbrani predvsem zato, ker dobro prenašajo nizke temperature. Največ, model je sposoben proizvesti napetost 23 V. Indikator upora bo na ravni 3 ohmov. Temperaturna razlika doseže največ 10 stopinj, učinkovitost pa 65%. Prevodnike je mogoče položiti samo v eni vrsti med pločevinami.

Proizvodnja generatorjev

Generator lahko naredite z uporabo Peltierjevega modula (elementa) z lastnimi rokami. Zmogljivost naprave se bo povečala za skupno 10 %. To dosežemo z večjim hlajenjem motorja. Naprava zdrži največjo obremenitev 30 A. Zaradi velikega števila vodnikov lahko upor znaša 4 ohme. Temperaturno odstopanje v sistemu je približno 13 stopinj. Modul je pritrjen neposredno na rotor. Če želite to narediti, morate najprej odklopiti osrednjo gred. V mnogih primerih stator ne moti. Da bi preprečili segrevanje navitja rotorja iz induktorja, se uporabljajo keramične plošče.

Hlajenje video kartice v računalniku

Za hlajenje grafične kartice morate pripraviti vsaj 14 vodnikov. Najbolje je izbrati bakrene modele. Njihov koeficient toplotne prevodnosti je precej visok. Za priključitev naprave na ploščo se uporabljajo žice nemodularnega tipa. Model je nameščen v bližini hladilnika video kartice. Za zavarovanje se običajno uporabljajo majhne.

Če jih želite popraviti, lahko uporabite navadne orehe. Pojav čezmernega hrupa med delovanjem pomeni, da naprava ne deluje pravilno. V tem primeru je treba preveriti celovitost ožičenja. Prav tako morate pregledati vodnike.

Peltierjev element za klimatsko napravo

Za izdelavo visokokakovostnega elementa Peltier z lastnimi rokami za klimatsko napravo se uporabljajo dvojne plošče. Njihova minimalna debelina mora biti vsaj 1 mm. V tem primeru se lahko nadejate temperaturnega odstopanja 15 stopinj. Po opremljanju modulov se zmogljivost klimatskih naprav v povprečju poveča za 20 %. Veliko v tej situaciji je odvisno od temperature okolja. Upoštevati je treba tudi stabilnost omrežne napetosti. Z manjšimi motnjami lahko naprava prenese obremenitev približno 4 A.

Pri spajkanju vodnikov jih ne smemo postaviti preblizu drug drugemu. Za pravilno dokončanje modulov Peltier z lastnimi rokami je treba vhodne in izhodne kontakte namestiti samo na eno od obeh plošč. V tem primeru bo naprava bolj kompaktna. Resna napaka v tej situaciji bi bila priključitev modula neposredno na enoto. To bo povzročilo neizogibno poškodbo elementa.

Namestitev modula na kondenzator

Če želite sami namestiti, je pomembno oceniti moč kondenzatorja. Če ne presega 20 V, je treba element montirati z vodniki z oznako "PR30" ali "PR26". Če želite pritrditi Peltierjev modul (element) na kondenzator z lastnimi rokami, uporabite majhne kovinske vogale.

Najbolje je, da jih namestite štiri na vsako stran. Kar zadeva zmogljivost, lahko kondenzator na koncu doda plus 10 %. Če govorimo o toplotnih izgubah, bodo te nepomembne. Učinkovitost naprave je v povprečju 80%. Za visokonapetostni kondenzatorji moduli niso izračunani. V tem primeru tudi veliko število prevodnikov ne bo pomagalo.

Hladilna oprema je tako trdno vstopila v naša življenja, da si je težko predstavljati, kako bi lahko brez nje. Toda klasične izvedbe hladilnih sredstev niso primerne za mobilna uporaba, na primer kot potovalna hladilna torba.

V ta namen se uporabljajo naprave, katerih princip delovanja temelji na Peltierjevem učinku. Na kratko spregovorimo o tem pojavu.

Kaj je to?

Ta izraz se nanaša na termoelektrični pojav, ki ga je leta 1834 odkril francoski naravoslovec Jean-Charles Peltier. Bistvo učinka je sproščanje ali absorpcija toplote v območju stika raznovrstnih vodnikov, skozi katere poteka električni tok.

V skladu s klasično teorijo obstaja naslednja razlaga pojava: električni tok prenaša elektrone med kovinami, ki lahko pospešijo ali upočasnijo njihovo gibanje, odvisno od kontaktne potencialne razlike v vodnikih iz različnih materialov. V skladu s tem se s povečanjem kinetične energije pretvori v toplotno energijo.

Na drugem prevodniku opazimo obratni proces, ki zahteva obnavljanje energije v skladu s temeljnim zakonom fizike. To se zgodi zaradi toplotnih vibracij, ki povzročijo hlajenje kovine, iz katere je izdelan drugi prevodnik.

Sodobne tehnologije omogočajo izdelavo polprevodniških elementov-modulov z največjim termoelektričnim učinkom. Smiselno je na kratko govoriti o njihovi zasnovi.

Zasnova in princip delovanja

Sodobni moduli so konstrukcija, sestavljena iz dveh izolacijskih plošč (običajno keramičnih), med katerimi sta serijsko povezana termočlena. Poenostavljen diagram takega elementa je na spodnji sliki.

Oznake:

• A – kontakti za priključitev na vir napajanja;
• B – vroča površina elementa;
• C – hladna stran;
• D – bakreni vodniki;
• E – polprevodnik na osnovi p-spojnice;
• F – polprevodnik tipa n.

Zasnova je narejena tako, da je vsaka stran modula v stiku bodisi p-n oz n-p prehodi(odvisno od polarnosti). Kontakti p-n segreje, n-p – ohladi (glej sliko 3). Skladno s tem nastane temperaturna razlika (DT) na straneh elementa. Za opazovalca bo ta učinek videti kot prenos toplotne energije med stranicami modula. Omeniti velja, da sprememba polarnosti napajanja povzroči spremembo vročih in hladnih površin.

riž. 3. A – vroča stran termoelementa, B – hladna stran

Specifikacije

Lastnosti termoelektričnih modulov opisujejo naslednji parametri:

• hladilna zmogljivost (Q max), ta karakteristika je določena na podlagi največjega dovoljenega toka in temperaturne razlike med stranicama modula, merjeno v vatih;
• največja temperaturna razlika med stranicami elementa (DT max), parameter je podan za idealne pogoje, merska enota je stopinje;
• dovoljeni tok, potreben za zagotovitev največje temperaturne razlike – I max;
• največja napetost U max, ki je potrebna, da tok I max doseže vršno razliko DT max;
• notranji upor modula – upor, naveden v Ohmih;
• koeficient učinkovitosti - COP (okrajšava iz angleščine - coefficient of performance), v bistvu je to učinkovitost naprave, ki kaže razmerje med hlajenjem in porabo energije. Za poceni elemente je ta parameter v območju 0,3-0,35, za dražje modele pa se približuje 0,5.

Označevanje

Poglejmo, kako so dešifrirane tipične oznake modulov na primeru slike 4.

Slika 4. Peltierjev modul z oznako TEC1-12706

Označevanje je razdeljeno v tri pomenske skupine:

1. Oznaka elementa. Prvi dve črki sta vedno nespremenjeni (TE), kar pomeni, da gre za termoelement. Naslednja označuje velikost, lahko sta črki "C" (standardna) in "S" (majhna). Zadnja številka označuje, koliko plasti (kaskade) je v elementu.
2. Število termočlenov v modulu, prikazanem na fotografiji, je 127.
3. Nazivni tok je v amperih, pri nas je 6 A.

Oznake drugih modelov serije TEC1 se berejo na enak način, na primer: 12703, 12705, 12710 itd.

Aplikacija

Kljub precej nizki učinkovitosti se termoelektrični elementi pogosto uporabljajo v merilnih, računalniških in gospodinjskih aparatih. Moduli so pomemben delovni element naslednjih naprav:

• mobilne hladilne enote;
• majhni generatorji za proizvodnjo električne energije;
• hladilni sistemi v osebnih računalnikih;
• Hladilniki za hlajenje in ogrevanje vode;
• razvlaževalniki itd.

Navedimo podrobne primere uporabe termoelektričnih modulov.

Hladilnik z elementi Peltier

Termoelektrične hladilne enote so bistveno slabše od kompresorskih in absorpcijskih analogov. Vendar imajo pomembne prednosti, zaradi česar je njihova uporaba priporočljiva pod določenimi pogoji. Te prednosti vključujejo:

• enostavnost oblikovanja;
• odpornost na vibracije;
• odsotnost gibljivih elementov (razen ventilatorja, ki piha radiator);
• nizka raven hrupa;
• majhne dimenzije;
• sposobnost dela v katerem koli položaju;
• dolga življenjska doba;
• nizka poraba energije.

Te lastnosti so idealne za mobilne instalacije.

Peltierjev element kot generator električne energije

Termoelektrični moduli lahko delujejo kot generatorji električne energije, če je ena od njihovih strani izpostavljena prisilnemu segrevanju. Večja kot je temperaturna razlika med stranicama, večji je tok, ki ga ustvari vir. Na žalost je najvišja temperatura za toplotni generator omejena in ne sme biti višja od tališča spajke, uporabljene v modulu. Kršitev tega pogoja bo povzročila okvaro elementa.

Za množično proizvodnjo toplotnih generatorjev se uporabljajo posebni moduli z ognjevzdržno spajko, ki jih je mogoče segreti na temperaturo 300 °C. V običajnih elementih, na primer TEC1 12715, je meja 150 stopinj.

Ker je izkoristek takšnih naprav nizek, se uporabljajo le v primerih, ko ni mogoče uporabiti učinkovitejšega vira električne energije. Vendar pa so toplotni generatorji 5-10 W povprašeni med turisti, geologi in prebivalci oddaljenih območij. Velik in močan stacionarne instalacije, ki jih poganja visokotemperaturno gorivo, se uporabljajo za napajanje plinskih distribucijskih enot, opreme meteoroloških postaj itd.

Za hlajenje procesorja

Relativno nedavno so se ti moduli začeli uporabljati v hladilnih sistemih procesorjev osebni računalniki. Glede na nizko učinkovitost termoelementov so koristi takšnih struktur precej dvomljive. Na primer, za hlajenje 100-170 W vira toplote (ustreza večini sodobni modeli CPU), boste morali porabiti 400-680 W, kar zahteva namestitev močnega napajalnika.

Druga past je, da bo neobremenjen procesor sprostil manj toplotne energije, modul pa ga lahko ohladi pod rosišče. Posledično se bo začela tvoriti kondenzacija, ki bo zagotovo poškodovala elektroniko.

Tisti, ki se odločijo za samostojno ustvarjanje takega sistema, bodo morali izvesti vrsto izračunov, da bodo izbrali moč modula za določen model procesorja.

Na podlagi zgoraj navedenega uporaba teh modulov kot hladilnega sistema procesorja ni stroškovno učinkovita, poleg tega lahko povzročijo okvaro računalniška oprema izven službe.

Povsem drugače je pri hibridnih napravah, kjer se termični moduli uporabljajo v povezavi z vodnim ali zračnim hlajenjem.

Hibridni hladilni sistemi so dokazali svojo učinkovitost, vendar visoki stroški omejujejo krog njihovih oboževalcev.

Klimatska naprava na osnovi Peltierjevih elementov

Teoretično bo takšna naprava konstrukcijsko precej enostavnejša od klasičnih klimatskih sistemov, a vse se spušča v nizko zmogljivost. Ena stvar je ohladiti majhno prostornino hladilnika, druga pa prostor ali notranjost avtomobila. Klimatske naprave, ki uporabljajo termoelektrične module, bodo porabile več električne energije (3-4-krat) kot oprema, ki deluje na hladilno sredstvo.

Glede uporabe kot avtomobilski sistem klimatska naprava, potem moč standardnega generatorja ne bo zadostovala za delovanje takšne naprave. Zamenjava z učinkovitejšo opremo bo povzročila znatno porabo goriva, kar ni stroškovno učinkovito.

Na tematskih forumih se občasno pojavljajo razprave o tej temi in se obravnavajo različni domači modeli, vendar še ni bil ustvarjen polnopravni delovni prototip (če ne štejemo klimatske naprave za hrčka). Povsem možno je, da se bo situacija spremenila, ko bodo moduli s sprejemljivejšo učinkovitostjo postali širši dostopni.

Za hladilno vodo

Termoelektrični element se pogosto uporablja kot hladilno sredstvo za vodne hladilnike. Zasnova vključuje: hladilni modul, krmilnik s termostatom in grelec. Ta izvedba je veliko enostavnejša in cenejša kot kompresorsko vezje, poleg tega pa je bolj zanesljiva in lažja za uporabo. Obstajajo pa tudi določene pomanjkljivosti:

• voda se ne ohladi pod 10-12 ° C;
• hlajenje traja dlje kot njegov kompresorski primerek, zato tak hladilnik ni primeren za pisarno s velik znesek delavci;
• naprava je občutljiva na zunanjo temperaturo, v topli sobi se voda ne ohladi na minimalno temperaturo;
• Namestitev v prašnih prostorih ni priporočljiva, saj se lahko zamaši ventilator in okvari hladilni modul.

Namizni vodni hladilnik s Peltierjevim elementom

Sušilnik zraka na osnovi Peltierjevih elementov

Za razliko od klimatske naprave je izvedba razvlaževalnika na termoelektrični elementičisto možno. Zasnova je precej preprosta in poceni. Hladilni modul zniža temperaturo radiatorja pod rosišče, posledično se na njem usede vlaga, ki jo vsebuje zrak, ki prehaja skozi napravo. Usedena voda se odvaja v poseben rezervoar.

Kljub nizki učinkovitosti je v tem primeru učinkovitost naprave povsem zadovoljiva.

Kako se povezati?

Pri priključitvi modula ne bo težav, na izhodne žice morate napajati. stalen pritisk, njegova vrednost je navedena v podatkovnem listu elementa. Rdeča žica mora biti priključena na plus, črna žica na minus. Pozor! Z zamenjavo polaritete se obrnejo položaji ohlajenih in ogrevanih površin.

Kako preveriti funkcionalnost Peltierjevega elementa?

Najenostavnejši in zanesljiv način– otipljivo. Modul je treba priključiti na ustrezen vir napetosti in se dotakniti njegovih različnih strani. Za delovni element bo eden od njih toplejši, drugi hladnejši.

Če pri roki nimate ustreznega vira, boste potrebovali multimeter in vžigalnik. Postopek preverjanja je precej preprost:

1. priključite sonde na sponke modula;
2. prižgani vžigalnik prinesite na eno od strani;
3. Opazujemo odčitke naprave.

V delovnem modulu se pri segrevanju ene od stranic ustvari električni tok, ki se prikaže na zaslonu naprave.

Kako narediti element Peltier z lastnimi rokami?

Skoraj nemogoče je narediti domač modul doma, še posebej, ker to nima smisla, glede na relativno nizke stroške (približno 4-10 $). Lahko pa sestavite napravo, ki bo uporabna na pohodu, na primer termoelektrični generator.

Za stabilizacijo napetosti je potrebno sestaviti preprost pretvornik na čipu L6920 IC.

Na vhod takega pretvornika se napaja napetost v območju 0,8-5,5 V; na izhodu bo proizvedla stabilnih 5 V, kar je povsem dovolj za polnjenje večine mobilne naprave. Pri uporabi običajnega Peltierjevega elementa je treba temperaturno območje delovanja ogrevane strani omejiti na 150 °C. Da bi se izognili težavam s sledenjem, je bolje, da kot vir toplote uporabite lonec z vrelo vodo. V tem primeru je zagotovljeno, da se element ne segreje nad 100 °C.

No, vsi grafi so narisani, vse tabele izpolnjene, zdaj lahko sanjate. Na splošno, če porabo energije na pohodu ocenite do maksimuma, dobite naslednje:
GPS navigator - 0,3 W x 10 h = 3 W * h na dan;
fotoaparat (Canon DSLR) - 8 Wh baterija za 4 dni = 2 Wh na dan;
video kamera (videorekorder za zajemanje zanimivih trenutkov potovanja, približno 1 ura videa na dan) - 1,6 Wh na dan;
mobilni telefon- približno 0,2 W*h na dan;
led svetilka za osvetlitev parkirišča zvečer - 2 W*h na dan.
Skupaj dobimo: 3 + 2 + 1,6 + 0,2 + 2 = 8,8 Wh na dan. Če upoštevamo izgube pri polnjenju baterij teh naprav in nepričakovane stroške, lahko to številko enostavno zaokrožite na 10 Wh na dan, kar je približno enako trem baterijam AA NiMH (po 3,2 Wh). Predvidevamo, da je to količina električne energije, ki vam omogoča udobno potovanje po vnaprej načrtovani poti, ne da bi pri tem omejili vaše ustvarjalne nagone. Ta izračun je bolj ali manj pravilen za solo izlet ali skupino dveh ljudi. Če je oseb več, se za vsako osebo doda dodaten porabnik, pa naj bo to mobilni telefon ali drug fotoaparat. Mislim, da lahko za vsakega "dodatnega" udeleženca varno dodate 1 Wh, to je za skupino 6 ljudi udobna raven porabe energije 14 Wh ali približno 4,5 AA baterij. Predpostavimo, da pohod traja 10 dni, potem boste za skupino 2 oseb potrebovali 100 Wh energije, to je 31 NiMH baterij s skupno težo 31 x 31,5 = 976,5 g. To je skoraj 1 kg baterij. Če vzameš alkalne baterije, najboljše oddajajo 2,2 Wh in jih boš potreboval 45. Njihove teže ne vem, a tudi če so težki po 25 g, je skupaj več kot kilogram. Za skupino 6 oseb je skupna količina električne energije 140 Wh, kar je skoraj 44 baterij s 1386 g ali 64 baterij s težo še več. Če s seboj vzamete LiPo baterije, kot jih uporabljajo modelarji, bo za dve osebi to baterija s težo 100 Wh ÷ 160 Wh/kg = 0,625 kg ali 625 g Za skupino 6 oseb je masa LiPo baterije bo 875 g .
Zdaj pa ugotovimo, kako gredo stvari s termogeneratorjem. Recimo, da imamo modul (ali module) TEC1-12709, ga segrejemo na največ 150 °C, ohladimo v toku s temperaturo 15 °C, torej na hladni strani bo 20 °C, temperaturna razlika je 150 - 20 = 130 °C. Za tako vrednost temperaturne razlike nimam indikatorja učinkovitosti, bom moral računati. Vzamemo dve največji vrednosti na grafu učinkovitosti glede na tok za TEC1-12709, na primer 13,6 mW/°C za povprečno temperaturno razliko 71 °C in 15,7 mW/°C za 87 °C in izračunamo, za koliko učinkovitost se je povečala pri povečanju temperaturne razlike za 87 - 71 = 16 °C. Izkazalo se je, da je 2,1 mW/°C. In nato sorazmerno: če je povečanje razlike za 16 °C povzročilo povečanje učinkovitosti za 2,1 mW/°C, potem bo povečanje razlike za 130 - 87 = 43 °C povzročilo povečanje učinkovitosti za (43 x 2,1) ÷ 16 = 5,6 mW/°C. To pomeni, da bo izkoristek pri temperaturni razliki 130 °C enak 15,7 + 5,6 = 21,3 mW/°C. Kot rezultat dobimo 21,3 x 130 = 2769 mW ali 2,8 W. Ta vrednost je precej blizu realnosti, sodeč po dejstvu, da sta v nekaterih video poskusih dva modula proizvedla 4...6 W. Za pridobitev 10 Wh energije z enim modulom mora generator delovati 10 ÷ 2,8 = 3,57 ure, za 14 Wh pa 5 ur. To pomeni, da če uporabljate termogenerator, sestavljen iz 2 elementov Peltier, potem proizvodnja električne energije tudi za veliko skupino ne traja zelo dolgo.
Edina večja težava pri pridobivanju električne energije med kampiranjem po tej metodi je odvajanje toplote na hladni strani. Najboljše in najbolj optimalno je vodno hlajenje, saj ima voda visoko toplotno kapaciteto. V tem pogledu imajo vodni turisti več sreče kot kolesarji: njihov način prevoza je povezan prav z vodo, in če pomislite na zasnovo generatorja (zelo čudno je, zakaj še ni bil premišljen in izveden v industrijskem obsegu) , potem lahko med vožnjo proizvajajo elektriko. Generator je delno potopljen v vodo in delno plava na površini. Gorivo se nalaga v peč, ko se porabi, vse skupaj pa se hladi z vodo od zunaj. Gorivo se zbira in pripravlja na počivališču.
Če se ne želite ukvarjati z zbiranjem drv in borovih storžkov, potem lahko razmislite o zasnovi plinskega štedilnika. Tukaj je vredno narediti malo matematike. Torej imamo:
jeklenka utekočinjenega plina za plinske gorilnike z gorivom mase 450 g;
sestava: izobutan - 72%, propan - 22%, butan - 6%, glede na maso je to 324 g, 99 g in 27 g;
kalorične vrednosti za te pline so 49,22 MJ/kg, 48,34 MJ/kg oziroma 49,34 MJ/kg.
Po množenju in seštevanju imamo v eni jeklenki utekočinjenega plina 22,07 MJ. Izkoristek našega generatorja vzamemo za 1%, torej dobimo 220 kJ električne energije, kar je 61,3 Wh. S čim ga lahko primerjate? No, na primer z 19 baterijami NiMH AA. Ni veliko in precej drago, plin ni poceni.
Ker je uporaba plina draga, si lahko izmislite nekaj z uporabo tekočega goriva, na primer bencina. Malo sem brskal po internetu za poceni katalizatorjem za katalitske gorilnike, pa nisem našel nič drugega kot kromov (VI) oksid pridobljen iz amonijevega dikromata. Da, in z njim ni vse tako gladko, a če želite, lahko z določeno količino eksperimentiranja dosežete stabilne pozitivne rezultate tudi tukaj. Katalitske grelne blazine, izdelane na Kitajskem, najverjetneje uporabljajo elemente platinske skupine v sledovih. Ko bi le obstajal katalizator kot v tej grelni blazini, vendar večji za Peltier elemente. Rezultat bi bil kompakten in lahek generator. Kalorična vrednost bencina je 44,5 MJ/kg, gostota 0,74 kg/l, iz enega litra bencina imamo 33 MJ energije, pri 1% izkoristku je to 330 kJ ali 91,6 Wh električne energije (28 AA baterij). Bolj proračunska možnost, vendar še vedno zbirajte in pripravljajte, kar je na voljo v naravi prost gorivo je seveda bolj donosno in ga nima zelo neprijetna lastnost, ki je del tistih zalog, ki se kupijo v trgovini - ne zmanjka v najbolj neprimernem trenutku.