องค์ประกอบ Peltier เป็นเทอร์โมอิเล็กทริกคอนเวอร์เตอร์ที่สร้างความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวเมื่อกระแสไฟฟ้าไหล หลักการทำงานขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ Peltier - การเกิดขึ้นของความแตกต่างของอุณหภูมิ ณ จุดที่สัมผัสของตัวนำภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า

การออกแบบและหลักการทำงานขององค์ประกอบ Peltier

ฉันคิดว่ามีเพียงผู้เชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์เท่านั้นที่สามารถเข้าใจว่าองค์ประกอบ Peltier ทำงานอย่างไร สำหรับผู้ปฏิบัติงานสิ่งสำคัญคือมีหน่วยโมดูลขั้นต่ำ - เทอร์โมคัปเปิลซึ่งเป็นตัวนำชนิด p และ n ที่เชื่อมต่อกันสองตัว

เมื่อกระแสไหลผ่านเทอร์โมคัปเปิล ความร้อนจะถูกดูดซับที่หน้าสัมผัส n-p และความร้อนจะถูกปล่อยออกมาที่หน้าสัมผัส p-n เป็นผลให้ส่วนของเซมิคอนดักเตอร์ที่อยู่ติดกับจุดเชื่อมต่อ n-p จะเย็นลง และส่วนตรงข้ามจะร้อนขึ้น หากคุณกลับขั้วของกระแสไฟฟ้า ในทางกลับกัน ส่วน n-p จะร้อนขึ้น และส่วนตรงข้ามจะเย็นลง

นอกจากนี้ยังมีผลตรงกันข้าม เมื่อเทอร์โมคัปเปิ้ลด้านหนึ่งถูกให้ความร้อน จะเกิดกระแสไฟฟ้า

สำหรับ การประยุกต์ใช้จริงพลังงานการดูดซับความร้อนของเทอร์โมคัปเปิ้ลตัวเดียวไม่เพียงพอ โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกใช้เทอร์โมคัปเปิลจำนวนมาก ในทางไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม และการออกแบบดังกล่าวทำให้การเปลี่ยนการทำความเย็นและการทำความร้อนอยู่ที่ด้านต่างๆ ของโมดูล

เทอร์โมคัปเปิลถูกติดตั้งไว้ระหว่างแผ่นเซรามิกสองแผ่น เชื่อมต่อกันด้วยบัสบาร์ทองแดง จำนวนเทอร์โมคัปเปิ้ลสามารถเข้าถึงได้หลายร้อย พลังของโมดูลขึ้นอยู่กับจำนวนของพวกเขา

ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านร้อนและด้านเย็นของโมดูล Peltier อาจสูงถึง 70 °C

คุณต้องเข้าใจว่าโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก Peltier ช่วยลดอุณหภูมิของด้านหนึ่งเมื่อเทียบกับอีกด้านหนึ่ง เหล่านั้น. เพื่อให้ด้านเย็นมีอุณหภูมิต่ำ จำเป็นต้องขจัดความร้อนออกจากพื้นผิวที่ร้อน เพื่อลดอุณหภูมิลง

หากต้องการเพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิ สามารถทำการเชื่อมต่อแบบอนุกรม (คาสเคด) ของโมดูลได้

แอปพลิเคชัน.

ใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก Peltier:

• ในตู้เย็นในครัวเรือนขนาดเล็กและในรถยนต์
• ในเครื่องทำน้ำเย็น
• ในระบบระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก

ฉันสร้างมันโดยใช้องค์ประกอบ Peltier

ข้อดีและข้อเสียของโมดูล Peltier

การเปรียบเทียบองค์ประกอบ Peltier กับหน่วยทำความเย็นของคอมเพรสเซอร์เป็นสิ่งที่ผิด เลย อุปกรณ์ที่แตกต่างกัน– ระบบกลไกขนาดใหญ่ที่มีคอมเพรสเซอร์ แก๊ส ของเหลว และส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็ก และไม่มีอะไรอื่นที่จะเปรียบเทียบด้วย ดังนั้นข้อดีและข้อเสียของโมดูล Peltier จึงเป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กันมาก มีหลายพื้นที่ที่ไม่สามารถเปลี่ยนได้ และในกรณีอื่นๆ การใช้งานก็ไม่สามารถทำได้โดยสิ้นเชิง

ข้อดีขององค์ประกอบ Peltier ได้แก่ :

• ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวด้วยกลไก, ก๊าซ, ของเหลว;
• การทำงานเงียบ
• ขนาดเล็ก
• ความสามารถในการให้ทั้งความเย็นและความร้อน
• สามารถควบคุมพลังงานความเย็นได้อย่างราบรื่น

ข้อบกพร่อง:

• ประสิทธิภาพต่ำ
• ความต้องการแหล่งพลังงาน
• จุดสตาร์ท-สต็อปมีจำนวนจำกัด;
• โมดูลอันทรงพลังราคาสูง

พารามิเตอร์ขององค์ประกอบ Peltier

• คิวแม็กซ์(W) - ความสามารถในการทำความเย็นโดยมีกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านร้อนและเย็นเท่ากับ 0 เชื่อกันว่าพลังงานความร้อนทั้งหมดที่จ่ายให้กับพื้นผิวเย็นจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวร้อนทันทีโดยไม่สูญเสีย
• เดลต้า ทีแม็กซ์(องศา) - ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดระหว่างพื้นผิวของโมดูลภายใต้สภาวะที่เหมาะสม: อุณหภูมิด้านร้อนคือ 27 °C และด้านเย็นที่มีการถ่ายเทความร้อนเป็นศูนย์
• ไอแมกซ์(A) – กระแสที่ให้ความแตกต่างของอุณหภูมิเดลต้า Tmax
• ยูแม็กซ์(V) – แรงดันไฟฟ้า ที่กระแส Imax และความแตกต่างของอุณหภูมิ เดลต้า Tmax
• ความต้านทาน(โอห์ม) - ความต้านทานของโมดูลต่อกระแสตรง
• ตำรวจ(ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ) – ค่าสัมประสิทธิ์ อัตราส่วนของพลังงานความเย็นต่อพลังงานไฟฟ้าที่โมดูลใช้ เหล่านั้น. รูปลักษณ์ของประสิทธิภาพ ปกติ 0.3-0.5

ข้อกำหนดการปฏิบัติงานสำหรับองค์ประกอบ Peltier

โมดูล Peltier เป็นอุปกรณ์ที่ไม่แน่นอน การใช้งานมีความเกี่ยวข้องกับข้อกำหนดหลายประการ การไม่ปฏิบัติตามซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพหรือความล้มเหลวของโมดูล และประสิทธิภาพของระบบลดลง

• โมดูลสร้างความร้อนในปริมาณมาก เพื่อกระจายความร้อน ต้องติดตั้งหม้อน้ำที่เหมาะสม. มิฉะนั้น:
  • ไม่สามารถบรรลุอุณหภูมิด้านความเย็นที่ต้องการได้เนื่องจาก... องค์ประกอบ Peltier ช่วยลดอุณหภูมิของพื้นผิวที่ค่อนข้างร้อน
  • โดยทั่วไปความร้อนที่อนุญาตของด้านร้อนคือ + 80 °C (ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงถึง 150 °C) เหล่านั้น. โมดูลอาจล้มเหลว
  • ที่อุณหภูมิสูง ผลึกของโมดูลจะสลายตัว เช่น ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของโมดูลลดลง
• สำคัญ หน้าสัมผัสความร้อนที่เชื่อถือได้ของโมดูลพร้อมหม้อน้ำระบายความร้อน
• ต้องมีแหล่งจ่ายไฟสำหรับโมดูล ปัจจุบันมีระลอกไม่เกิน 5%. ที่ระดับการเต้นเป็นจังหวะที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพของโมดูลจะลดลง 30-40% ตามข้อมูลบางส่วน
• ไม่อนุญาตให้ใช้ตัวควบคุมรีเลย์เพื่อควบคุมองค์ประกอบ Peltierสิ่งนี้จะนำไปสู่การเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วของโมดูล การเปิดและปิดแต่ละครั้งจะทำให้เทอร์โมคัปเปิ้ลเซมิคอนดักเตอร์เสื่อมสภาพ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหันระหว่างเพลตโมดูล ความเครียดเชิงกลจึงเกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อกับเซมิคอนดักเตอร์ ผู้ผลิตองค์ประกอบ Peltier กำหนดจำนวนรอบการสตาร์ท-สต็อปของโมดูลให้เป็นมาตรฐาน สำหรับโมดูลในครัวเรือน จะใช้ประมาณ 5,000 รอบ ตัวควบคุมรีเลย์จะปิดการใช้งานโมดูล Peltier ภายใน 1-2 เดือน
• นอกจากนี้องค์ประกอบ Peltier ยังมีค่าการนำความร้อนสูงระหว่างพื้นผิว เมื่อปิดเครื่อง ความร้อนจากหม้อน้ำด้านร้อนจะถูกส่งผ่านโมดูลไปยังด้านเย็น
• ยอมรับไม่ได้สำหรับการควบคุมกำลังขององค์ประกอบ Peltier ใช้การมอดูเลตแบบ PWM.
• องค์ประกอบ Peltier ควรได้รับพลังงานจากแหล่งกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าอย่างไร โดยทั่วไปจะใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ง่ายต่อการปฏิบัติ แต่ลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันของโมดูล Peltier นั้นไม่เป็นเชิงเส้นและชัน เหล่านั้น. เมื่อแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยกระแสจะเปลี่ยนไปอย่างมาก นอกจากนี้คุณลักษณะจะเปลี่ยนไปเมื่ออุณหภูมิของพื้นผิวโมดูลเปลี่ยนแปลง เราจำเป็นต้องรักษาเสถียรภาพของอำนาจ, เช่น. ผลคูณของกระแสที่ไหลผ่านโมดูลและแรงดันไฟฟ้าที่ไหลผ่านโมดูล ความสามารถในการทำความเย็นขององค์ประกอบ Peltier เกี่ยวข้องโดยตรงกับพลังงานไฟฟ้า แน่นอนว่าสิ่งนี้จำเป็นต้องมีหน่วยงานกำกับดูแลที่ค่อนข้างซับซ้อน
• แรงดันไฟฟ้าของโมดูลขึ้นอยู่กับจำนวนเทอร์โมคัปเปิ้ลที่อยู่ในนั้น ส่วนใหญ่มักเป็นเทอร์โมคัปเปิล 127 ตัวซึ่งสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้า 16 V. ผู้พัฒนาองค์ประกอบ ขอแนะนำให้จ่ายไฟสูงสุด 12 Vหรือยูแม็กซ์ 75% แรงดันไฟฟ้านี้ช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของโมดูลที่เหมาะสมที่สุด
• โมดูลได้รับการปิดผนึกอย่างแน่นหนาและสามารถใช้ในน้ำได้
• ขั้วของโมดูลระบุด้วยสีของสายไฟ - สีดำและสีแดง โดยทั่วไปแล้ว สายสีแดง (ขั้วบวก) จะอยู่ทางด้านขวา สัมพันธ์กับด้านเย็น

ฉันได้พัฒนาตู้เย็นที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ทั้งหมด เขา:

• สร้างพลังงานให้กับองค์ประกอบ Peltier โดยมีระลอกคลื่นไม่เกิน 2%
• ทำให้โมดูลมีเสถียรภาพ พลังงานไฟฟ้า, เช่น. ผลคูณของกระแสและแรงดัน
• รับประกันการเปิดใช้งานโมดูลอย่างราบรื่น
• การควบคุมอุณหภูมิเกิดขึ้นตามหลักการควบคุมแบบอะนาล็อก ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงพลังงานขององค์ประกอบ Peltier เป็นไปอย่างราบรื่น
• คอนโทรลเลอร์ได้รับการออกแบบมาสำหรับตู้เย็น ดังนั้นคณิตศาสตร์ของคอนโทรลเลอร์จึงคำนึงถึงความเฉื่อยในการทำความเย็นอากาศในห้องด้วย
• ให้การควบคุมอุณหภูมิด้านร้อนของโมดูลและการควบคุมพัดลม
• มีประสิทธิภาพสูงและมีฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย

โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก Peltier TEC1-12706

นี่คือองค์ประกอบ Peltier ประเภทที่พบบ่อยที่สุด ใช้ในหลาย เครื่องใช้ในครัวเรือน. ไม่แพงด้วยพารามิเตอร์ที่ดี ทางเลือกที่ดีสำหรับการผลิตตู้เย็นพลังงานต่ำ เครื่องทำน้ำเย็น ฯลฯ

ฉันนำเสนอคุณสมบัติของโมดูล TEC1-12706 ที่แปลเป็นภาษารัสเซียจากเอกสารของผู้ผลิต - HB Corporation

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของ TEC1-12706

ลักษณะกราฟิก

0 หมวดหมู่: . คุณสามารถบุ๊กมาร์กไว้ได้

หลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับองค์ประกอบ Peltier "มหัศจรรย์" - เมื่อกระแสไหลผ่านด้านหนึ่งจะเย็นลงและอีกด้านจะร้อนขึ้น นอกจากนี้ยังทำงานในทิศทางตรงกันข้าม - ถ้าด้านหนึ่งได้รับความร้อนและอีกด้านเย็นลง ก็จะเกิดไฟฟ้าขึ้น เอฟเฟกต์ Peltier เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ปี 1834 แต่จนถึงทุกวันนี้เรายังคงพอใจกับผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมบนพื้นฐานของมัน (เราแค่ต้องจำไว้ว่าเมื่อผลิตไฟฟ้าเช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์- มีจุดพลังงานสูงสุดอยู่ และหากคุณทำงานให้ห่างจากจุดนั้น ประสิทธิภาพการสร้างจะลดลงอย่างมาก)

ใน เมื่อเร็วๆ นี้ชาวจีนได้ผลักดันเข็มและทำให้อินเทอร์เน็ตเต็มไปด้วยโมดูลที่มีราคาถูก ดังนั้นการทดลองกับพวกเขาจึงไม่จำเป็นต้องใช้เงินมากเกินไปอีกต่อไป ชาวจีนสัญญาว่าจะรักษาอุณหภูมิที่แตกต่างกันสูงสุดระหว่างด้านร้อนและด้านเย็นที่ 60-67 องศา อืม... จะเป็นอย่างไรถ้าเรานำ 5 องค์ประกอบมาเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม เราก็จะได้ 20C-67*5 = -315 องศา! แต่มีบางอย่างบอกฉันว่าทุกอย่างไม่ง่ายนัก...

ทฤษฎีสั้น ๆ

องค์ประกอบ Peltier “จีน” แบบคลาสสิกคือองค์ประกอบ 127 ชิ้นที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมและบัดกรีเข้ากับเซรามิก “ แผงวงจรพิมพ์“จาก Al2O3 ดังนั้นหากแรงดันไฟฟ้าในการทำงานคือ 12V แต่ละองค์ประกอบจะมีค่าเพียง 94mV มีองค์ประกอบที่มีองค์ประกอบต่อเนื่องกันจำนวนต่างกันและมีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน (เช่น 5V)

เราต้องจำไว้ว่าองค์ประกอบ Peltier ไม่ใช่ตัวต้านทาน ความต้านทานของมันไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นหากเราใช้ 12V - เราอาจไม่ได้รับ 6 แอมแปร์ (สำหรับองค์ประกอบ 6 แอมแปร์) - กระแสไฟฟ้าอาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (แต่ไม่ใช่ มากเกินไป) นอกจากนี้ ที่ 5V (เช่น น้อยกว่าค่าที่ระบุ) กระแสจะไม่เป็น 2.5A แต่น้อยกว่า

นอกจากนี้ ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทยังขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวเป็นอย่างมาก เมื่ออุณหภูมิต่างกัน 60-67C การถ่ายเทความร้อนมีแนวโน้มเป็น 0 และมีค่าความแตกต่างเป็นศูนย์ - 51 วัตต์สำหรับองค์ประกอบ 12*6 = 72 วัตต์ เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ไม่ทำให้สามารถเชื่อมต่อองค์ประกอบในซีรีย์ได้อย่างง่ายดายอีกต่อไป - แต่ละองค์ประกอบถัดไปจะต้องมีขนาดเล็กกว่าองค์ประกอบก่อนหน้ามิฉะนั้นองค์ประกอบที่เย็นที่สุดจะพยายามปล่อยความร้อนออกมามากกว่า (72 W) มากกว่าองค์ประกอบของ ขั้นต่อไปสามารถผ่านตัวมันเองได้ที่อุณหภูมิต่างที่ต้องการ (1 -51W)

องค์ประกอบ Peltier ประกอบขึ้นด้วยการบัดกรีที่หลอมละลายต่ำโดยมีจุดหลอมเหลว 138C - ดังนั้นหากองค์ประกอบถูกทิ้งไว้โดยไม่ตั้งใจโดยไม่มีการระบายความร้อนและความร้อนสูงเกินไป ก็จะเพียงพอที่จะปลดหน้าสัมผัส 127 * 2 อันใดอันหนึ่งเพื่อโยนองค์ประกอบลงในหลุมฝังกลบ องค์ประกอบนั้นบอบบางมาก - ทั้งเซรามิกและองค์ประกอบการทำความเย็นเอง - ฉันบังเอิญฉีกองค์ประกอบ 2 ชิ้น "ตามยาว" เนื่องจากแผ่นระบายความร้อนที่แห้งสนิท:

มาลองกัน

ดังนั้นองค์ประกอบขนาดเล็กคือ 5V * 2A องค์ประกอบขนาดใหญ่คือ 12 * 9A คูลเลอร์พร้อมท่อความร้อนอุณหภูมิห้อง ผลลัพธ์: -19 องศา แปลก... 20-67-67 = -114 แต่กลับกลายเป็นว่าน่าสงสาร -19...

แนวคิดคือการนำทุกสิ่งออกไปในอากาศหนาวจัด แต่มีปัญหา - ตัวทำความเย็นแบบท่อความร้อนจะเย็นตัวได้ดีก็ต่อเมื่ออุณหภูมิของด้าน "ร้อน" และ "เย็น" ของเครื่องทำความเย็นอยู่ตรงข้ามกันของก๊าซ - ของเหลว การเปลี่ยนเฟสของฟิลเลอร์ท่อ ในกรณีของเรา หมายความว่าโดยหลักการแล้ว ตัวทำความเย็นไม่สามารถทำความเย็นสิ่งใดๆ ที่ต่ำกว่า +20C ได้ (เนื่องจากท่อความร้อนผนังบางเท่านั้นที่ทำงานด้านล่าง) เราจะต้องกลับไปสู่พื้นฐาน - ไปสู่ระบบทำความเย็นแบบทองแดงทั้งหมด และเพื่อให้ประสิทธิภาพที่จำกัดของตัวทำความเย็นไม่ส่งผลต่อการวัด เราจึงเพิ่มแผ่นทองแดงหนึ่งกิโลกรัม - ตัวสะสมความร้อน

ผลลัพธ์น่าตกใจ -19 เท่ากันทั้งหนึ่งและสองด่าน อุณหภูมิแวดล้อม - -10 เหล่านั้น. เมื่อโหลดเป็นศูนย์ เราแทบจะไม่สร้างความแตกต่างที่เลวร้ายถึง 9 องศาเลย

แผ่ปืนใหญ่หนักออกมา

ปรากฏว่าโรงงานห้องเย็น #7 อยู่ไม่ไกลจากฉันเลยจึงตัดสินใจแวะพร้อมกล่องกระดาษแข็ง เขากลับมาพร้อมกับน้ำแข็งแห้ง 5 กิโลกรัม (อุณหภูมิระเหิด -78C) เราลดโครงสร้างทองแดงลงที่นั่น - เชื่อมต่อกระแส - ที่ 12V อุณหภูมิจะเริ่มสูงขึ้นทันทีที่ 5V จะลดลง 1 องศาต่อวินาทีจากนั้นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความหวังทั้งหมดพังทลาย...

บทสรุปและวิดีโอสำหรับของหวาน

ประสิทธิภาพขององค์ประกอบ Peltier ของจีนทั่วไปจะลดลงอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ และในขณะที่ยังสามารถทำให้กระป๋องโคล่าเย็นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างเห็นได้ชัด แต่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า -20 ก็ไม่สามารถทำได้ และปัญหาไม่ได้อยู่ที่องค์ประกอบเฉพาะ - ฉันลองใช้องค์ประกอบแล้ว รุ่นที่แตกต่างกันจากผู้ขาย 3 ราย - พฤติกรรมเหมือนกัน ดูเหมือนว่าขั้นตอนการแช่แข็งต้องใช้องค์ประกอบจากวัสดุอื่น (และบางทีแต่ละขั้นตอนอาจต้องใช้วัสดุองค์ประกอบที่แตกต่างกัน)

ด้วยน้ำแข็งแห้งที่เหลือ คุณสามารถทำสิ่งต่อไปนี้:

ป.ล. และถ้าคุณผสมน้ำแข็งแห้งกับไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ สำหรับคน "ยากจน" คุณจะได้ไนโตรเจนเหลว - การแช่แข็งและหักดอกไม้ก็สนุกพอๆ กัน เพียงเพราะว่าแอลกอฮอล์ไม่เดือดเมื่อสัมผัสกับผิวหนัง จึงสามารถถูกความเย็นกัดได้ง่ายกว่ามาก

องค์ประกอบ Peltier เป็นตัวแปลงเทอร์โมอิเล็กทริกพิเศษที่ทำงานตามหลักการ Peltier ที่มีชื่อเดียวกัน - การเกิดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างการจ่ายกระแสไฟฟ้า ใน ภาษาอังกฤษส่วนใหญ่มักเรียกว่า TEC ซึ่งหมายถึงเครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก

องค์ประกอบ Peltier ทำงานอย่างไร

การทำงานขององค์ประกอบ Peltier ขึ้นอยู่กับการสัมผัสของวัสดุนำไฟฟ้า 2 ชนิดซึ่งมีระดับพลังงานอิเล็กตรอนต่างกันในแถบการนำไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกจ่ายผ่านการเชื่อมต่อดังกล่าว อิเล็กตรอนได้รับพลังงานสูงเพื่อที่จะย้ายไปยังแถบการนำพลังงานที่สูงกว่าของเซมิคอนดักเตอร์อื่น ในขณะที่ดูดซับพลังงานนี้ พื้นที่ทำความเย็นของตัวนำจะถูกทำให้เย็นลง หากกระแสไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม จะทำให้เกิดความร้อนที่จุดสัมผัสและส่งผลให้เกิดความร้อนตามปกติ

หากด้านใดด้านหนึ่งมีการระบายความร้อนได้ดี เช่น เมื่อใช้ระบบหม้อน้ำ ด้านเย็นก็สามารถให้อุณหภูมิที่ต่ำมาก ซึ่งจะต่ำกว่าอุณหภูมิของโลกโดยรอบหลายสิบองศา ขนาดของกระแสไฟฟ้าแปรผันตามระดับความเย็น หากคุณเปลี่ยนขั้วของกระแสไฟฟ้า ด้านข้าง (อุ่นและเย็น) ก็เปลี่ยนสถานที่

เมื่อสัมผัสกับพื้นผิวโลหะ องค์ประกอบ Peltier จะมีขนาดเล็กมากจนแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสังเกตเห็นพื้นหลังของการทำความร้อนแบบโอห์มมิกและผลกระทบจากการนำความร้อนอื่นๆ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมในทางปฏิบัติจึงมีการใช้เซมิคอนดักเตอร์สองตัว

จำนวนเทอร์โมคัปเปิลสามารถมีความหลากหลายมาก - จาก 1 ถึง 100เนื่องจากเป็นไปได้ที่จะสร้างองค์ประกอบ Peltier ที่มีความสามารถในการทำความเย็นได้เกือบทุกประเภท

การใช้งานจริง

ปัจจุบันนี้ธาตุเพลเทียร์ ใช้อย่างแข็งขันสำหรับ:

1. ตู้เย็น;
2. เครื่องปรับอากาศ;
3. เครื่องทำความเย็นรถยนต์
4. เครื่องทำน้ำเย็น
5. การ์ดแสดงผลพีซี

องค์ประกอบ Peltier ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบทำความเย็นต่างๆ รวมถึงตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศ ความสามารถในการเข้าถึงอุณหภูมิที่ต่ำมากทำให้เป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทำความเย็นเครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ทางเทคนิคที่สัมผัสกับความร้อน ปัจจุบัน นักพัฒนาใช้องค์ประกอบ Peltier ในระบบเสียงและเสียง โดยทำหน้าที่เป็นตัวทำความเย็นทั่วไป การไม่มีเสียงที่รุนแรงทำให้กระบวนการทำความเย็นเกือบจะเงียบซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมขององค์ประกอบ

ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากมีมาก การกระจายความร้อนอันทรงพลัง. นอกจากนี้องค์ประกอบ Peltier ที่ทันสมัยยังมีขนาดที่กะทัดรัดมากและหม้อน้ำสามารถรักษาอุณหภูมิที่ต้องการได้เป็นเวลานาน ข้อดีอีกประการหนึ่งขององค์ประกอบ Peltier ก็คือความทนทาน เนื่องจาก... ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เป็นของแข็งและนิ่งซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะพัง การออกแบบประเภทที่พบบ่อยที่สุดนั้นดูเรียบง่ายมากและประกอบด้วยตัวนำทองแดงสองตัวที่มีหน้าสัมผัสและสายเชื่อมต่อตลอดจนองค์ประกอบฉนวนซึ่งทำจากสแตนเลสหรือวัสดุเซรามิก

เมื่อพิจารณาถึงความเรียบง่ายของการออกแบบ การสร้างองค์ประกอบ Peltier ด้วยมือของคุณเองที่บ้านจึงไม่ใช่เรื่องยากเลย ก็สามารถใช้ได้ สำหรับตู้เย็นหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ. ก่อนเริ่มงานคุณต้องเตรียมแผ่นโลหะสองแผ่นและสายไฟพร้อมหน้าสัมผัส ขั้นแรกให้เตรียมตัวนำที่ต้องติดตั้งที่ฐานของส่วนประกอบ ตามกฎแล้วจะใช้ตัวนำที่มีเครื่องหมาย "PP"

นอกจากนี้ยังควรดูแลเซมิคอนดักเตอร์ที่เอาต์พุตล่วงหน้าด้วย พวกเขาจะใช้ในการถ่ายเทความร้อนไปยังแผ่นด้านบน ใช้หัวแร้งระหว่างการติดตั้ง ในขั้นตอนสุดท้ายคุณต้องเชื่อมต่อสายไฟสองเส้น อันแรกติดตั้งที่ฐานและยึดไว้อย่างแน่นหนาใกล้กับตัวนำด้านนอกสุด สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าไม่ต้องสัมผัสกับเพลต

ตัวนำตัวที่สองติดอยู่ที่ด้านบน ได้รับการแก้ไขในลักษณะเดียวกับอันแรก - ไปยังตัวนำด้านนอกสุด หากต้องการตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ คุณควรใช้เครื่องทดสอบ เพียงเชื่อมต่อสายไฟสองเส้นเข้ากับอุปกรณ์แล้วตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า ค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าจะเป็น อยู่ที่ไหนสักแห่งประมาณ 23 V.

วิธีทำองค์ประกอบ Peltier สำหรับตู้เย็น?

องค์ประกอบ Peltier สำหรับตู้เย็นที่ต้องทำด้วยตัวเองนั้นทำง่ายและรวดเร็วเช่นกัน สิ่งแรกที่คุณต้องพิจารณาก่อนทำงานคือวัสดุของจาน จะต้องเป็นเซรามิกที่ทนทาน ส่วนตัวนำก็ต้องเตรียมตัวให้พร้อม อย่างน้อย 20 ชิ้นซึ่งจะช่วยให้บรรลุความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุด ด้วยการคำนวณที่เหมาะสม ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้น 70%

มากขึ้นอยู่กับพลังของอุปกรณ์ที่ใช้ หากตู้เย็นทำงานโดยใช้ของเหลวฟรีออนก็จะไม่มีปัญหาเรื่องพลังงาน องค์ประกอบ Peltier ซึ่งทำด้วยมือได้รับการติดตั้งติดกับเครื่องระเหยซึ่งติดตั้งพร้อมกับมอเตอร์โดยตรง สำหรับการติดตั้งดังกล่าว คุณจะต้องตุนชุดเครื่องมือและปะเก็นที่ได้มาตรฐานที่สุด พวกมันจะถูกนำไปใช้กับองค์ประกอบโมเดลจากรีเลย์สตาร์ท ด้วยวิธีนี้การระบายความร้อนในส่วนล่างของอุปกรณ์จะเกิดขึ้นเร็วขึ้นมาก

เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การจดจำว่าก่อนที่คุณจะสร้างองค์ประกอบ Peltier สำหรับตู้เย็นด้วยมือของคุณเอง คุณจะต้องตุนตัวนำไฟฟ้าในจำนวนที่เพียงพอ เพื่อให้บรรลุถึงความแตกต่างของอุณหภูมิเมื่อพัฒนาองค์ประกอบด้วยมือของคุณเอง ใช้สายไฟอย่างน้อย 16 เส้น. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้จัดเตรียมฉนวนคุณภาพสูงแล้วจึงต่อเข้ากับคอมเพรสเซอร์เท่านั้น หลังจากตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อระหว่างสายไฟนั้นเชื่อถือได้และปลอดภัยคุณสามารถดำเนินการเชื่อมต่อต่อไปได้ หลังจากการติดตั้งเสร็จสิ้น ให้ตรวจสอบความแรงของแรงดันไฟฟ้าจำกัดอีกครั้งโดยใช้เครื่องทดสอบ หากการทำงานขององค์ประกอบหยุดชะงัก สิ่งนี้จะส่งผลต่อเทอร์โมสตัทก่อน บางครั้งก็ลัดวงจร

นอกจากตู้เย็นแล้ว องค์ประกอบ Peltier ยังถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในเครื่องทำความเย็นในรถยนต์อีกด้วย สร้างอย่างมีคุณภาพ ตู้เย็นรถยนต์การทำด้วยตัวเองก็ค่อนข้างง่ายเช่นกัน ในการทำเช่นนี้คุณต้องหาแผ่นเซรามิกที่ดีที่มีความหนาอย่างน้อย 1.1 มิลลิเมตร สายไฟจะต้องไม่เป็นแบบโมดูลาร์ ในฐานะตัวนำ ควรใช้สายทองแดงที่มีแบนด์วิธดีที่สุด ไม่น้อยกว่า 4 แอมแปร์.

ทั้งนี้ค่าเบี่ยงเบนอุณหภูมิสูงสุดจะสูงถึง 10 องศา ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องปกติ ในกรณีบ่อยครั้ง ตัวนำที่มีเครื่องหมาย "PR20" ถูกนำมาใช้ซึ่งสามารถแยกแยะความแตกต่างด้วยความน่าเชื่อถือและความเสถียรสูงสุดในการทำงาน นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับ หลากหลายชนิดผู้ติดต่อ เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เข้ากับตัวเก็บประจุคุณควรใช้หัวแร้ง

จะทำ Peltier element สำหรับตู้กดน้ำดื่มได้อย่างไร?

ตู้กดน้ำดื่มเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญและจำเป็นมากในการทำความเย็นหรือทำความร้อนน้ำดื่มในเวลาที่เหมาะสม ถึง เร่งกระบวนการทำความเย็นคุณสามารถใช้องค์ประกอบ Peltier ได้ คุณสามารถทำมันได้ง่ายๆ เช่นเดียวกับตู้เย็นหรือเครื่องทำความเย็นในรถยนต์:

• คุณควรใช้พื้นผิวเซรามิกโดยเฉพาะสำหรับจาน
• อุปกรณ์ใช้ตัวนำอย่างน้อย 12 ตัวที่สามารถทนต่อความต้านทานสูงได้
• ในการเชื่อมต่อคุณต้องใช้สายไฟสองเส้น (ควรเป็นทองแดง) องค์ประกอบถูกติดตั้งที่ด้านล่างของคูลเลอร์ นอกจากนี้อาจไปสัมผัสกับฝาครอบตัวเครื่องได้ แต่เพื่อป้องกันมิให้เป็นไปได้ ลัดวงจรแก้ไขสายไฟทั้งหมดเข้ากับกระจังหน้าหรือตัวเรือน

DIY Peltier Element สำหรับเครื่องปรับอากาศ

หากเรากำลังพูดถึงองค์ประกอบ Peltier สำหรับเครื่องปรับอากาศก็สามารถทำจากตัวนำ "PR12" เท่านั้น ความจริงก็คือตัวนำชนิดนี้สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ผิดปกติได้ดีและสามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้ถึง 23V ความต้านทานควรผันผวนภายใน 3 โอห์ม ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดจะสูงถึง 10 องศา และประสิทธิภาพจะอยู่ที่ 65 เปอร์เซ็นต์ จำเป็นต้องมีตัวนำ เข้าแถว.

เป็นที่น่าสังเกตว่าองค์ประกอบ Peltier สามารถทำหน้าที่เป็นตัวทำความเย็นสำหรับการ์ดแสดงผลคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้ ในการทำเครื่องทำความเย็นคุณต้องใช้ตัวนำ 14 เส้นซึ่งควรทำจากทองแดง ในการเชื่อมต่อองค์ประกอบ Peltier เข้ากับการ์ดวิดีโอ PC คุณต้องใช้ตัวนำที่ไม่โมดูลาร์ ตัวอุปกรณ์นั้นติดตั้งอยู่ติดกับตัวทำความเย็นในตัวบนการ์ดแสดงผล คุณสามารถใช้มุมโลหะเล็ก ๆ ในการยึดและใช้น็อตธรรมดาในการยึดได้

หากคุณสังเกตเห็นเสียงรบกวนที่รุนแรงหรือเสียงที่ไม่เป็นธรรมชาติอื่น ๆ ระหว่างการทำงาน ควรตรวจสอบการทำงานของสายไฟและตรวจสอบตัวนำแต่ละตัว

อุปกรณ์ทำความเย็นได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงในชีวิตของเราจนเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าเราจะจัดการได้อย่างไรหากไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าว แต่การออกแบบสารทำความเย็นแบบคลาสสิกไม่เหมาะกับ การใช้มือถือเช่นเป็นกระเป๋าเก็บความเย็นสำหรับเดินทาง

เพื่อจุดประสงค์นี้ การติดตั้งจะใช้โดยหลักการทำงานขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ Peltier เรามาพูดสั้น ๆ เกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้

มันคืออะไร?

คำนี้หมายถึงปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ค้นพบในปี 1834 โดยนักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส Jean-Charles Peltier สาระสำคัญของผลกระทบคือการปลดปล่อยหรือการดูดซับความร้อนในบริเวณที่มีตัวนำที่ไม่เหมือนกันซึ่งกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสัมผัสกัน

ตามทฤษฎีคลาสสิก มีคำอธิบายสำหรับปรากฏการณ์นี้: กระแสไฟฟ้าถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างโลหะ ซึ่งสามารถเร่งหรือชะลอการเคลื่อนที่ของพวกมัน ขึ้นอยู่กับความต่างศักย์สัมผัสในตัวนำที่ทำจากวัสดุต่างกัน ดังนั้นเมื่อพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น พลังงานความร้อนจึงถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน

บนตัวนำที่สองจะสังเกตกระบวนการย้อนกลับซึ่งต้องเติมพลังงานตามกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือนจากความร้อนซึ่งทำให้โลหะเย็นตัวลงจากตัวนำตัวนำตัวที่สอง

เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถผลิตโมดูลองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีผลเทอร์โมอิเล็กทริกสูงสุดได้ เป็นเรื่องสมเหตุสมผลที่จะพูดคุยสั้น ๆ เกี่ยวกับการออกแบบ

การออกแบบและหลักการทำงาน

โมดูลสมัยใหม่เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยแผ่นฉนวนสองแผ่น (โดยปกติจะเป็นเซรามิก) โดยมีเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อแบบอนุกรมอยู่ระหว่างกัน แผนภาพแบบง่ายขององค์ประกอบดังกล่าวสามารถดูได้ในรูปด้านล่าง

การกำหนด:

• เอ – หน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน
• B – พื้นผิวร้อนขององค์ประกอบ;
• C – ด้านเย็น;
• D – ตัวนำทองแดง
• E – เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ p-junction;
• สารกึ่งตัวนำชนิด F – n

การออกแบบทำในลักษณะที่แต่ละด้านของโมดูลสัมผัสกันทั้ง p-n หรือ การเปลี่ยน n-p(ขึ้นอยู่กับขั้ว) ติดต่อ p-nทำให้ร้อนขึ้น n-p – เย็นลง (ดูรูปที่ 3) ดังนั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิ (DT) จึงเกิดขึ้นที่ด้านข้างขององค์ประกอบ สำหรับผู้สังเกตการณ์ ผลกระทบนี้จะดูเหมือนการถ่ายโอนพลังงานความร้อนระหว่างด้านข้างของโมดูล เป็นที่น่าสังเกตว่าการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวที่ร้อนและเย็น

ข้าว. 3. A – ด้านร้อนขององค์ประกอบเทอร์โม, B – ด้านเย็น

ข้อมูลจำเพาะ

คุณลักษณะของโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกอธิบายโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• ความสามารถในการทำความเย็น (Q สูงสุด) คุณลักษณะนี้ถูกกำหนดโดยกระแสสูงสุดที่อนุญาตและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านข้างของโมดูลซึ่งวัดเป็นวัตต์
• ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดระหว่างด้านข้างขององค์ประกอบ (DT สูงสุด) พารามิเตอร์จะได้รับสำหรับสภาวะในอุดมคติหน่วยการวัดคือองศา
• กระแสไฟที่อนุญาตที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิแตกต่างกันสูงสุด – I สูงสุด;
• แรงดันไฟฟ้าสูงสุด U สูงสุดที่จำเป็นสำหรับกระแส I สูงสุดเพื่อให้ถึงค่าความแตกต่างสูงสุด DT max ;
• ความต้านทานภายในของโมดูล - ความต้านทานระบุเป็นโอห์ม
• ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ - COP (คำย่อจากภาษาอังกฤษ - ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ) โดยพื้นฐานแล้วนี่คือประสิทธิภาพของอุปกรณ์ซึ่งแสดงอัตราส่วนของการทำความเย็นต่อการใช้พลังงาน สำหรับองค์ประกอบราคาไม่แพง พารามิเตอร์นี้อยู่ในช่วง 0.3-0.35 สำหรับรุ่นที่มีราคาแพงกว่าจะเข้าใกล้ 0.5

การทำเครื่องหมาย

มาดูกันว่าการถอดรหัสเครื่องหมายโมดูลทั่วไปโดยใช้ตัวอย่างรูปที่ 4 เป็นอย่างไร

รูปที่ 4 โมดูล Peltier ที่มีเครื่องหมาย TEC1-12706

การทำเครื่องหมายแบ่งออกเป็นสามกลุ่มที่มีความหมาย:

1. การกำหนดองค์ประกอบ ตัวอักษรสองตัวแรกจะไม่เปลี่ยนแปลงเสมอ (TE) ซึ่งบ่งชี้ว่านี่คือองค์ประกอบเทอร์โม ถัดไประบุขนาด อาจมีตัวอักษร “C” (มาตรฐาน) และ “S” (เล็ก) ตัวเลขสุดท้ายระบุจำนวนเลเยอร์ (เรียงซ้อน) ในองค์ประกอบ
2. จำนวนเทอร์โมคัปเปิลในโมดูลที่แสดงในรูปภาพคือ 127
3. กระแสไฟที่กำหนดอยู่ในหน่วยแอมแปร์สำหรับเราคือ 6 A

เครื่องหมายของซีรีส์ TEC1 รุ่นอื่นจะอ่านในลักษณะเดียวกันเช่น 12703, 12705, 12710 เป็นต้น

แอปพลิเคชัน

แม้จะมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ แต่องค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัด คอมพิวเตอร์ และเครื่องใช้ในครัวเรือน โมดูลเป็นองค์ประกอบการทำงานที่สำคัญของอุปกรณ์ต่อไปนี้:

• หน่วยทำความเย็นเคลื่อนที่
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อผลิตไฟฟ้า
• ระบบระบายความร้อนในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• คูลเลอร์สำหรับน้ำหล่อเย็นและน้ำร้อน
• เครื่องลดความชื้น ฯลฯ

เราจะยกตัวอย่างโดยละเอียดเกี่ยวกับการใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก

ตู้เย็นที่ใช้องค์ประกอบ Peltier

หน่วยทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริกมีประสิทธิภาพด้อยกว่าคอมเพรสเซอร์และอะนาล็อกการดูดซับอย่างมาก แต่มีข้อได้เปรียบที่สำคัญซึ่งทำให้แนะนำให้ใช้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ข้อดีเหล่านี้ได้แก่:

• ความเรียบง่ายของการออกแบบ
• ความต้านทานการสั่นสะเทือน
• ไม่มีองค์ประกอบที่เคลื่อนไหว (ยกเว้นพัดลมที่เป่าหม้อน้ำ)
• ระดับเสียงต่ำ
• ขนาดเล็ก
• ความสามารถในการทำงานในตำแหน่งใดก็ได้
• อายุการใช้งานยาวนาน
• การใช้พลังงานต่ำ

คุณลักษณะเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งแบบเคลื่อนที่

องค์ประกอบ Peltier เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกสามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้หากด้านใดด้านหนึ่งได้รับความร้อนแบบบังคับ ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านข้างมากเท่าไร กระแสไฟฟ้าที่สร้างจากแหล่งกำเนิดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น น่าเสียดายที่อุณหภูมิสูงสุดสำหรับเครื่องกำเนิดความร้อนนั้นมีจำกัด ซึ่งต้องไม่สูงกว่าจุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีที่ใช้ในโมดูล การละเมิดเงื่อนไขนี้จะนำไปสู่ความล้มเหลวขององค์ประกอบ

สำหรับการผลิตเครื่องกำเนิดความร้อนจำนวนมาก จะใช้โมดูลพิเศษที่มีการบัดกรีที่ทนไฟ โดยสามารถให้ความร้อนได้ที่อุณหภูมิ 300°C ในองค์ประกอบทั่วไป เช่น TEC1 12715 ขีดจำกัดคือ 150 องศา

เนื่องจากประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าวต่ำจึงใช้เฉพาะในกรณีที่ไม่สามารถใช้แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม เครื่องกำเนิดความร้อนขนาด 5-10 วัตต์เป็นที่ต้องการของนักท่องเที่ยว นักธรณีวิทยา และผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ห่างไกล ใหญ่และทรงพลัง การติดตั้งแบบอยู่กับที่ซึ่งขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงอุณหภูมิสูง ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับหน่วยจ่ายก๊าซ อุปกรณ์ของสถานีอุตุนิยมวิทยา เป็นต้น

เพื่อระบายความร้อนให้กับโปรเซสเซอร์

เมื่อไม่นานมานี้ โมดูลเหล่านี้เริ่มใช้ในระบบระบายความร้อนของ CPU คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล. เมื่อพิจารณาถึงประสิทธิภาพที่ต่ำของเทอร์โมอิเลเมนต์ ประโยชน์ของโครงสร้างดังกล่าวค่อนข้างน่าสงสัย เช่น เพื่อระบายความร้อนด้วยแหล่งความร้อน 100-170W (เหมาะที่สุด) โมเดลที่ทันสมัย CPU) คุณจะต้องใช้จ่าย 400-680 W ซึ่งต้องติดตั้งแหล่งจ่ายไฟที่ทรงพลัง

ข้อผิดพลาดประการที่สองคือโปรเซสเซอร์ที่ไม่ได้โหลดจะปล่อยพลังงานความร้อนน้อยลง และโมดูลสามารถระบายความร้อนให้ต่ำกว่าจุดน้ำค้างได้ เป็นผลให้เกิดการควบแน่นซึ่งรับประกันว่าจะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้

ผู้ที่ตัดสินใจสร้างระบบดังกล่าวด้วยตนเองจะต้องดำเนินการคำนวณหลายชุดเพื่อเลือกพลังของโมดูลสำหรับรุ่นโปรเซสเซอร์เฉพาะ

จากที่กล่าวมาข้างต้น การใช้โมดูลเหล่านี้เป็นระบบระบายความร้อนของ CPU นั้นไม่คุ้มค่า นอกจากนี้ ยังอาจทำให้เกิดความล้มเหลวได้ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ออกจากบริการ

สถานการณ์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงกับอุปกรณ์ไฮบริดที่ใช้โมดูลระบายความร้อนร่วมกับการระบายความร้อนด้วยน้ำหรืออากาศ

ระบบระบายความร้อนแบบไฮบริดได้พิสูจน์ประสิทธิภาพแล้ว แต่ต้นทุนที่สูงจำกัดกลุ่มผู้ชื่นชม

เครื่องปรับอากาศที่ใช้องค์ประกอบ Peltier

ตามทฤษฎีแล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีโครงสร้างง่ายกว่าระบบควบคุมสภาพอากาศแบบคลาสสิกมาก แต่ทั้งหมดกลับมีประสิทธิภาพต่ำ การทำให้ตู้เย็นปริมาณเล็กน้อยเย็นลงเป็นสิ่งหนึ่งที่เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ทำให้ห้องหรือภายในรถเย็นลง เครื่องปรับอากาศที่ใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกจะกินไฟมากกว่า (3-4 เท่า) มากกว่าอุปกรณ์ที่ใช้สารทำความเย็น

เกี่ยวกับการใช้งานเช่น ระบบยานยนต์การควบคุมสภาพอากาศพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐานจะไม่เพียงพอที่จะใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าว การแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะนำไปสู่การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงอย่างมากซึ่งไม่คุ้มค่า

ในฟอรัมเฉพาะเรื่องการอภิปรายในหัวข้อนี้เกิดขึ้นเป็นระยะและมีการพิจารณาการออกแบบแบบโฮมเมดต่างๆ แต่ยังไม่ได้สร้างต้นแบบการทำงานที่ครบถ้วน (ไม่นับเครื่องปรับอากาศสำหรับหนูแฮมสเตอร์) ค่อนข้างเป็นไปได้ที่สถานการณ์จะเปลี่ยนไปเมื่อโมดูลที่มีประสิทธิภาพที่ยอมรับได้มากกว่ามีจำหน่ายในวงกว้าง

สำหรับน้ำหล่อเย็น

องค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกมักถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นสำหรับเครื่องทำน้ำเย็น การออกแบบประกอบด้วย: โมดูลทำความเย็น ตัวควบคุมที่ควบคุมอุณหภูมิ และเครื่องทำความร้อน การใช้งานนี้ง่ายกว่าและราคาถูกกว่าวงจรคอมเพรสเซอร์มากนอกจากนี้ยังเชื่อถือได้และใช้งานง่ายกว่าอีกด้วย แต่ก็มีข้อเสียบางประการเช่นกัน:

• น้ำไม่เย็นลงที่อุณหภูมิต่ำกว่า 10-12°C;
• การระบายความร้อนจะใช้เวลานานกว่าคอมเพรสเซอร์ ดังนั้นเครื่องทำความเย็นดังกล่าวจึงไม่เหมาะกับสำนักงานที่มี จำนวนมากคนงาน;
• อุปกรณ์มีความไวต่ออุณหภูมิภายนอกในห้องอุ่นน้ำจะไม่เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำสุด
• ไม่แนะนำให้ติดตั้งในห้องที่มีฝุ่นมาก เนื่องจากพัดลมอาจอุดตันและโมดูลทำความเย็นอาจทำงานล้มเหลว

เครื่องทำน้ำเย็นแบบตั้งโต๊ะโดยใช้องค์ประกอบ Peltier

เครื่องทำลมแห้งที่ใช้องค์ประกอบ Peltier

ต่างจากเครื่องปรับอากาศ การใช้งานเครื่องลดความชื้นโดยใช้องค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกค่อนข้างเป็นไปได้ การออกแบบค่อนข้างเรียบง่ายและราคาไม่แพง โมดูลทำความเย็นจะลดอุณหภูมิของหม้อน้ำให้ต่ำกว่าจุดน้ำค้าง ส่งผลให้ความชื้นในอากาศที่ไหลผ่านอุปกรณ์เกาะติดอยู่ น้ำที่ตกตะกอนจะถูกปล่อยลงในถังเก็บพิเศษ

แม้จะมีประสิทธิภาพต่ำ แต่ในกรณีนี้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ก็ค่อนข้างน่าพอใจ

วิธีการเชื่อมต่อ?

จะไม่มีปัญหาในการเชื่อมต่อโมดูลต้องใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่กับสายเอาต์พุตค่าของมันถูกระบุในแผ่นข้อมูลขององค์ประกอบ สายสีแดงต้องต่อเข้ากับขั้วบวก สายสีดำต้องต่อเข้ากับขั้วลบ ความสนใจ! การกลับขั้วจะกลับตำแหน่งของพื้นผิวที่เย็นและร้อน

จะตรวจสอบการทำงานขององค์ประกอบ Peltier ได้อย่างไร?

ที่ง่ายที่สุดและ วิธีที่เชื่อถือได้– สัมผัสได้ จำเป็นต้องเชื่อมต่อโมดูลเข้ากับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมและสัมผัสด้านต่างๆ สำหรับองค์ประกอบการทำงาน องค์ประกอบหนึ่งจะอุ่นขึ้นและอีกชิ้นจะเย็นกว่า

หากคุณไม่มีแหล่งกำเนิดที่เหมาะสม คุณจะต้องใช้มัลติมิเตอร์และไฟแช็ก กระบวนการตรวจสอบนั้นค่อนข้างง่าย:

1. เชื่อมต่อโพรบเข้ากับเทอร์มินัลโมดูล
2. นำไฟแช็คมาด้านใดด้านหนึ่ง
3. เราสังเกตการอ่านของอุปกรณ์

ในโมดูลการทำงาน เมื่อด้านใดด้านหนึ่งได้รับความร้อน จะเกิดกระแสไฟฟ้าซึ่งจะแสดงบนหน้าจอของอุปกรณ์

วิธีสร้างองค์ประกอบ Peltier ด้วยมือของคุณเอง?

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างโมดูลแบบโฮมเมดที่บ้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีประโยชน์ที่จะทำเช่นนั้น เนื่องจากมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ (ประมาณ 4-10 เหรียญสหรัฐฯ) แต่คุณสามารถประกอบอุปกรณ์ที่เป็นประโยชน์ในการเดินป่าได้ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก

เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ จำเป็นต้องประกอบตัวแปลงอย่างง่ายบนชิป IC L6920

อินพุตของตัวแปลงดังกล่าวจ่ายแรงดันไฟฟ้าในช่วง 0.8-5.5 V โดยที่เอาต์พุตจะสร้าง 5 V ที่เสถียรซึ่งเพียงพอสำหรับการชาร์จส่วนใหญ่ อุปกรณ์เคลื่อนที่. หากใช้องค์ประกอบ Peltier ทั่วไป จำเป็นต้องจำกัดช่วงอุณหภูมิการทำงานของด้านที่ให้ความร้อนไว้ที่ 150 °C เพื่อหลีกเลี่ยงความยุ่งยากในการติดตาม ควรใช้หม้อน้ำเดือดเป็นแหล่งความร้อนจะดีกว่า ในกรณีนี้ รับประกันว่าองค์ประกอบจะไม่ร้อนเกิน 100 °C

เทอร์โมคัปเปิล (โมดูล Peltier) ทำงานบนหลักการย้อนกลับของเทอร์โมคัปเปิล - ลักษณะที่ปรากฏของความแตกต่างของอุณหภูมิเมื่อกระแสไฟฟ้าไหล

องค์ประกอบ Peltier ทำงานอย่างไร

การใช้โมดูล Peltier นั้นค่อนข้างง่ายซึ่งมีหลักการคือปล่อยหรือดูดซับความร้อนในขณะที่สัมผัสกัน วัสดุที่แตกต่างกันเมื่อพลังงานของอิเล็กตรอนไหลผ่านก่อนและหลังการสัมผัสจะแตกต่างกัน หากน้อยกว่าที่ทางออกแสดงว่าเกิดความร้อนที่นั่น เมื่ออิเล็กตรอนที่สัมผัสถูกสนามไฟฟ้ายับยั้ง พวกมันจะถ่ายโอนพลังงานจลน์ไปยังโครงตาข่ายคริสตัล และทำให้อิเล็กตรอนร้อนขึ้น หากเร่งความเร็ว ความร้อนจะถูกดูดซับ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานส่วนหนึ่งถูกนำมาจาก ตาข่ายคริสตัลและอากาศจะเย็นลง

ส่วนใหญ่ปรากฏการณ์นี้มีอยู่ในเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งอธิบายได้จากประจุที่แตกต่างกันมาก

โมดูล Peltier ซึ่งเป็นแอปพลิเคชันซึ่งเป็นหัวข้อการทบทวนของเราใช้ในการสร้างอุปกรณ์ทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) สิ่งที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p- และ n สองตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมผ่านหน้าสัมผัสทองแดง

หากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากเซมิคอนดักเตอร์ "p" ไปยัง "n" ที่จุดเชื่อมต่อแรกด้วยสะพานโลหะ อิเล็กตรอนจะรวมตัวกันอีกครั้งและปล่อยพลังงานออกมา การเปลี่ยนครั้งต่อไปจากเซมิคอนดักเตอร์ "p" ไปเป็นตัวนำทองแดงจะมาพร้อมกับ "การดึง" ของอิเล็กตรอนผ่านการสัมผัสกับสนามไฟฟ้า กระบวนการนี้นำไปสู่การดูดซับพลังงานและทำให้พื้นที่รอบๆ หน้าสัมผัสเย็นลง กระบวนการเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันในช่วงการเปลี่ยนภาพต่อไปนี้

โดยการวางหน้าสัมผัสที่ให้ความร้อนและความเย็นในระนาบขนานที่ต่างกัน จะทำให้สามารถนำวิธีการนี้ไปปฏิบัติได้จริง สารกึ่งตัวนำทำจากซีลีเนียม บิสมัท พลวง หรือเทลลูเรียม โมดูล Peltier บรรจุเทอร์โมคัปเปิลจำนวนมากไว้ระหว่างแผ่นอะลูมิเนียมไนไตรด์หรือแผ่นเซรามิกอะลูมิเนียมออกไซด์

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของ TEM

• ความแข็งแกร่งในปัจจุบัน
• จำนวนเทอร์โมคัปเปิล (มากถึงหลายร้อย)
• ประเภทของสารกึ่งตัวนำ
• อัตราการทำความเย็น

ยังไม่ได้รับค่าที่มากขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ (5-8%) และต้นทุนสูง เพื่อให้ TEM ทำงานได้สำเร็จ จำเป็นต้องให้แน่ใจว่ามีการนำความร้อนออกจากด้านที่ร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้สร้างปัญหาในการใช้งานจริงของวิธีการนี้ หากขั้วกลับด้าน ด้านเย็นและร้อนจะกลับกัน

ข้อดีและข้อเสียของโมดูล

ความต้องการ TEM เกิดขึ้นพร้อมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องใช้ระบบทำความเย็นขนาดเล็ก ข้อดีของโมดูลมีดังนี้:

• ความกะทัดรัด;
• ไม่มีข้อต่อที่เคลื่อนไหว
• โมดูล Peltier มีหลักการทำงานแบบพลิกกลับได้เมื่อเปลี่ยนขั้ว
• ความเรียบง่ายของการเชื่อมต่อแบบคาสเคดเพื่อเพิ่มพลัง

ข้อเสียเปรียบหลักของโมดูลคือประสิทธิภาพต่ำ สิ่งนี้แสดงให้เห็นการใช้พลังงานสูงเพื่อให้บรรลุผลการทำความเย็นที่ต้องการ นอกจากนี้ยังมีต้นทุนที่สูงอีกด้วย

การประยุกต์ใช้ TEM

โมดูล Peltier ใช้สำหรับการทำความเย็นวงจรไมโครและชิ้นส่วนขนาดเล็กเป็นหลัก มีการเริ่มต้นการทำความเย็นองค์ประกอบของอุปกรณ์ทางทหาร:

• ไมโครวงจร;
• เครื่องตรวจจับอินฟราเรด
• องค์ประกอบเลเซอร์
• ออสซิลเลเตอร์คริสตัล

โมดูลเทอร์โมอิเล็กตริก Peltier ค่อยๆ เริ่มนำไปใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือน: เพื่อสร้างตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเทอร์โมสตัท จุดประสงค์หลักคือเพื่อทำให้วัตถุขนาดเล็กเย็นลง

การระบายความร้อนของซีพียู

ส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่การสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น ระบบระบายความร้อนกำลังได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมและการควบคุมที่ทันสมัย โมดูล Peltier พบการใช้งานในพื้นที่นี้โดยหลักในการทำความเย็นวงจรไมโครและส่วนประกอบวิทยุอื่นๆ คูลเลอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถรับมือกับโหมดการโอเวอร์คล็อกบังคับของไมโครโปรเซสเซอร์ได้อีกต่อไป และการเพิ่มความถี่ของโปรเซสเซอร์ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้

การเพิ่มความเร็วพัดลมส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนอย่างมาก มันถูกกำจัดออกโดยใช้โมดูล Peltier ในระบบทำความเย็นแบบรวม ด้วยวิธีนี้ บริษัทชั้นนำต่างๆ จึงสามารถเชี่ยวชาญการผลิตระบบทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเริ่มเป็นที่ต้องการอย่างมาก

โดยปกติความร้อนจะถูกกำจัดออกจากโปรเซสเซอร์โดยเครื่องทำความเย็น การไหลของอากาศสามารถดูดเข้าจากภายนอกหรือมาจากภายในยูนิตระบบได้ ปัญหาหลักคือบางครั้งอุณหภูมิของอากาศไม่เพียงพอสำหรับการกำจัดความร้อน จึงเริ่มใช้ TEM เพื่อระบายความร้อนให้กับกระแสลมที่เข้าสู่ภายใน หน่วยระบบจึงเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ดังนั้นเครื่องปรับอากาศในตัวจึงเป็นผู้ช่วยของระบบระบายความร้อนด้วยคอมพิวเตอร์แบบเดิม

หม้อน้ำอะลูมิเนียมติดอยู่ที่ทั้งสองด้านของโมดูล จากด้านแผ่นทำความเย็น อากาศเย็นจะถูกสูบเข้าไปในโปรเซสเซอร์ หลังจากที่รับความร้อนแล้ว พัดลมอีกตัวจะเป่าผ่านฮีทซิงค์แบบแผ่นร้อนของโมดูล

มีการควบคุม TEM สมัยใหม่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พร้อมเซ็นเซอร์อุณหภูมิซึ่งระดับความเย็นจะแปรผันตามความร้อนของโปรเซสเซอร์

การเปิดใช้งานการระบายความร้อนของโปรเซสเซอร์ยังสร้างปัญหาบางอย่างด้วย

1. โมดูลทำความเย็น Simple Peltier ได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานต่อเนื่อง การใช้พลังงานที่ลดลงยังช่วยลดการกระจายความร้อน ซึ่งอาจทำให้ชิปเย็นเกินไปและทำให้โปรเซสเซอร์ค้างในเวลาต่อมา
2. หากการทำงานของเครื่องทำความเย็นและตู้เย็นไม่ประสานกันอย่างเหมาะสม เครื่องหลังอาจเปลี่ยนไปใช้โหมดทำความร้อนแทนการทำความเย็น แหล่งความร้อนเพิ่มเติมจะทำให้โปรเซสเซอร์ร้อนเกินไป

ดังนั้นเพื่อ โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยเราต้องการเทคโนโลยีระบายความร้อนขั้นสูงที่ควบคุมการทำงานของโมดูลได้เอง การเปลี่ยนแปลงในโหมดการทำงานดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นกับการ์ดแสดงผลซึ่งต้องใช้การระบายความร้อนอย่างเข้มข้นเช่นกัน ดังนั้น TEM จึงเหมาะสำหรับพวกเขา

ตู้เย็นในรถยนต์ทำเอง

ในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมา อุตสาหกรรมภายในประเทศพยายามควบคุมการผลิตตู้เย็นขนาดเล็กโดยใช้เอฟเฟกต์ Peltier เทคโนโลยีที่มีอยู่ในเวลานั้นไม่อนุญาตให้ทำเช่นนี้ ในปัจจุบันนี้ปัจจัยหลักคือข้อจำกัด ราคาสูงแต่ความพยายามยังคงดำเนินต่อไปและประสบความสำเร็จแล้ว

การผลิตอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกอย่างกว้างขวางช่วยให้คุณสร้างตู้เย็นขนาดเล็กด้วยมือของคุณเองสะดวกสำหรับใช้ในรถยนต์ พื้นฐานของมันคือ “แซนวิช” ซึ่งทำดังนี้

1. ชั้นของสารนำความร้อนประเภท KPT-8 ถูกนำไปใช้กับหม้อน้ำด้านบนและโมดูล Peltier ติดกาวที่ด้านหนึ่งของพื้นผิวเซรามิก
2. ในทำนองเดียวกันหม้อน้ำอีกอันติดอยู่จากด้านล่างซึ่งมีไว้สำหรับวางในห้องตู้เย็น
3. อุปกรณ์ทั้งหมดถูกบีบอัดให้แน่นและทำให้แห้งเป็นเวลา 4-5 ชั่วโมง
4. มีการติดตั้งคูลเลอร์บนหม้อน้ำทั้งสองตัว: ด้านบนจะขจัดความร้อนและด้านล่างจะทำให้อุณหภูมิในห้องตู้เย็นเท่ากัน

ตัวตู้เย็นมีปะเก็นฉนวนความร้อนอยู่ภายใน สิ่งสำคัญคือต้องปิดอย่างแน่นหนา คุณสามารถใช้กล่องเครื่องมือพลาสติกธรรมดาสำหรับสิ่งนี้

จ่ายไฟ 12V จากระบบรถยนต์ สามารถทำได้จากเครือข่าย 220 V กระแสสลับพร้อมแหล่งจ่ายไฟ ใช้วงจรแปลงไฟ AC เป็น DC ที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยบริดจ์เรกติไฟเออร์และตัวเก็บประจุปรับเรียบระลอกคลื่น สิ่งสำคัญคือที่เอาต์พุตจะต้องไม่เกิน 5% ของค่าที่ระบุ มิฉะนั้นประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะลดลง โมดูลมีเอาต์พุตสองตัวที่ทำจากสายไฟสี “บวก” จะเชื่อมต่อกับสีแดงเสมอ และ “ลบ” จะเชื่อมต่อกับสีดำ

กำลังของ TEM จะต้องสอดคล้องกับปริมาตรของกล่อง ตัวเลข 3 หลักแรกของการทำเครื่องหมายระบุจำนวนคู่ขององค์ประกอบไมโครเซมิคอนดักเตอร์ภายในโมดูล (49-127 หรือมากกว่า) แสดงด้วยตัวเลขสองหลักสุดท้ายของการทำเครื่องหมาย (ตั้งแต่ 3 ถึง 15 A) หากพลังงานไม่เพียงพอ คุณจะต้องติดโมดูลอื่นเข้ากับหม้อน้ำ

บันทึก! หากกระแสไฟฟ้าเกินกำลังของธาตุก็จะร้อนขึ้นทั้งสองด้านและดับลงอย่างรวดเร็ว

โมดูล Peltier: เครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้า

TEM สามารถใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแผ่นเปลือกโลกและเทอร์โมคัปเปิลที่อยู่ระหว่างแผ่นเหล่านี้จะผลิตกระแสไฟฟ้า

สำหรับ การใช้งานจริงคุณต้องมี TEM อย่างน้อย 5 V จากนั้นจึงใช้ชาร์จได้ โทรศัพท์มือถือ. เนื่องจากโมดูล Peltier มีประสิทธิภาพต่ำ จึงจำเป็นต้องใช้บูสต์คอนเวอร์เตอร์ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง. ในการประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคุณจะต้อง:

• โมดูล Peltier 2 โมดูล TEC1-12705 พร้อมแผ่นขนาด 40x40 มม.
• ตัวแปลง EK-1674;
• แผ่นอลูมิเนียมหนา 3 มม.
• กระทะน้ำ
• กาวทนความร้อน

วางโมดูลสองโมดูลไว้ระหว่างแผ่นด้วยกาวจากนั้นโครงสร้างทั้งหมดจะถูกยึดไว้ที่ด้านล่างของกระทะ หากคุณเติมน้ำแล้วจุดไฟคุณจะได้อุณหภูมิที่แตกต่างที่ต้องการซึ่งสร้าง EMF ลำดับ 1.5 V เมื่อเชื่อมต่อโมดูลเข้ากับบูสต์คอนเวอร์เตอร์คุณสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 5 V ซึ่งก็คือ จำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์

ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำกับแผ่นทำความร้อนด้านล่างมากเท่าไร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเราจึงต้องพยายามลดความร้อนของน้ำลง วิธีทางที่แตกต่าง: ทำให้โมดูลไหลผ่าน เปลี่ยนโมดูลใหม่ให้บ่อยขึ้น ฯลฯ วิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิคือการเรียงซ้อนโมดูล เมื่อวางโมดูลไว้ซ้อนกัน การเพิ่มขนาดโดยรวมของอุปกรณ์ทำให้คุณสามารถวางองค์ประกอบต่างๆ ได้มากขึ้นระหว่างเพลต และทำให้มีกำลังโดยรวมเพิ่มขึ้น

ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กทำงานได้ หลอดไฟ LEDหรือวิทยุ บันทึก! ในการสร้างเครื่องกำเนิดความร้อนคุณจะต้องมีโมดูลที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิ 300-400 0 C! ส่วนที่เหลือเหมาะสำหรับการทดสอบทดลองเท่านั้น

ต่างจากการผลิตไฟฟ้าทางเลือกอื่นๆ ตรงที่สามารถทำงานได้ขณะขับรถหากคุณสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยา

โมดูล Peltier ในประเทศ

TEM ที่ผลิตเองปรากฏในตลาดของเราเมื่อไม่นานมานี้ มีความน่าเชื่อถือสูงและมี ลักษณะที่ดี. โมดูล Peltier ซึ่งเป็นที่ต้องการอย่างกว้างขวางมีขนาด 40x40 มม. มันถูกออกแบบมาสำหรับกระแสสูงสุด 6 A และแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 15 V

สามารถซื้อโมดูล Peltier ในประเทศได้ในราคาต่ำ ที่ 85 W จะสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิ 60 0 C เมื่อใช้ร่วมกับตัวทำความเย็นก็สามารถป้องกันโปรเซสเซอร์จากความร้อนสูงเกินไปด้วยการกระจายพลังงาน 40 W

ลักษณะของโมดูลจากบริษัทชั้นนำ

อุปกรณ์จากต่างประเทศมีการนำเสนอในตลาดอย่างหลากหลายมากขึ้น เพื่อปกป้องโปรเซสเซอร์จากบริษัทชั้นนำ จึงมีการใช้โมดูล PAX56B Peltier เป็นตู้เย็น ราคาพร้อมพัดลมอยู่ที่ 35 ดอลลาร์

ด้วยขนาด 30x30 มม. จะรักษาอุณหภูมิโปรเซสเซอร์ไม่สูงกว่า 63 0 C ด้วยกำลังขับ 25 W สำหรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟ 5 V ก็เพียงพอแล้วและกระแสไฟฟ้าไม่เกิน 1.5 A

โมดูล Peltier PA6EXB เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการระบายความร้อนโปรเซสเซอร์ โดยมีสภาวะอุณหภูมิปกติด้วยกำลังการกระจาย 40 W พื้นที่ของโมดูลคือ 40x40 มม. และการใช้กระแสไฟสูงถึง 8 A นอกเหนือจากขนาดที่น่าประทับใจ - 60x60x52.5 มม. (รวมพัดลม) - อุปกรณ์ยังต้องการพื้นที่ว่างรอบๆ ราคาของมันคือ $65.

เมื่อใช้โมดูล Peltier ข้อมูลจำเพาะจะต้องตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์ระบายความร้อน เป็นที่ยอมรับไม่ได้ว่าอุณหภูมิต่ำเกินไป สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การควบแน่นของความชื้นซึ่งอาจเป็นอันตรายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

โมดูลสำหรับการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความโดดเด่นด้วยกำลังที่สูงกว่า - 72 W และ 108 W ตามลำดับ มีความโดดเด่นด้วยเครื่องหมายซึ่งมักจะใช้กับด้านที่ร้อนเสมอ อุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตของด้านร้อนคือ 150-160 0 C ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแผ่นมากขึ้นเท่าใดแรงดันไฟขาออกก็จะสูงขึ้นเท่านั้น อุปกรณ์ทำงานที่อุณหภูมิต่างกันสูงสุด 600 0 C

คุณสามารถซื้อโมดูล Peltier ได้ในราคาไม่แพง ประมาณ 10 เหรียญสหรัฐฯ หรือน้อยกว่าต่อชิ้น หากคุณพิจารณาให้ดีพอ บ่อยครั้งที่ผู้ขายจะขึ้นราคาอย่างมาก แต่คุณจะพบว่าราคาถูกกว่าหลายเท่าหากคุณซื้อลดราคา

บทสรุป

ปัจจุบัน Peltier effect ได้พบการประยุกต์ใช้ในการสร้างตู้เย็นขนาดเล็กที่จำเป็นสำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ การย้อนกลับของกระบวนการทำให้สามารถผลิตสถานีไฟฟ้าขนาดเล็กที่ต้องการชาร์จแบตเตอรี่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้

ต่างจากวิธีการผลิตพลังงานทางเลือกอื่นๆ ตรงที่สามารถทำงานได้ในขณะขับรถหากติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยา