Apa yang mereka lakukan dengan elemen Peltier? Penjana unsur Peltier

Peralatan penyejukan telah menjadi begitu kukuh dalam kehidupan kita sehingga sukar untuk membayangkan bagaimana kita boleh menguruskan tanpanya. Tetapi reka bentuk penyejuk klasik tidak sesuai untuk kegunaan mudah alih, contohnya, sebagai beg penyejuk perjalanan.

Untuk tujuan ini, pemasangan digunakan di mana prinsip operasi adalah berdasarkan kesan Peltier. Mari kita bercakap secara ringkas tentang fenomena ini.

Apa ini?

Istilah ini merujuk kepada fenomena termoelektrik yang ditemui pada tahun 1834 oleh naturalis Perancis Jean-Charles Peltier. Intipati kesannya ialah pelepasan atau penyerapan haba di kawasan di mana konduktor berbeza yang melaluinya arus elektrik bersentuhan.

Selaras dengan teori klasik, terdapat penjelasan berikut tentang fenomena: arus elektrik memindahkan elektron antara logam, yang boleh mempercepatkan atau memperlahankan pergerakannya, bergantung pada perbezaan potensi sentuhan dalam konduktor yang diperbuat daripada pelbagai bahan. Oleh itu, dengan peningkatan tenaga kinetik, ia ditukar kepada tenaga haba.

Pada konduktor kedua, proses terbalik diperhatikan, memerlukan penambahan tenaga, mengikut undang-undang asas fizik. Ini berlaku disebabkan oleh getaran haba, yang menyebabkan penyejukan logam dari mana konduktor kedua dibuat.

Teknologi moden memungkinkan untuk menghasilkan modul elemen semikonduktor dengan kesan termoelektrik maksimum. Masuk akal untuk bercakap secara ringkas tentang reka bentuk mereka.

Reka bentuk dan prinsip operasi

Modul moden ialah struktur yang terdiri daripada dua plat penebat (biasanya seramik), dengan termokopel bersambung bersiri terletak di antara mereka. Gambar rajah ringkas unsur tersebut boleh didapati dalam rajah di bawah.

Jawatan:

A – kenalan untuk menyambung kepada sumber kuasa;
B - permukaan panas unsur;
C - bahagian sejuk;
D - konduktor tembaga;
E – semikonduktor berdasarkan p-junction;
F – semikonduktor jenis-n.

Reka bentuk dibuat sedemikian rupa sehingga setiap sisi modul bersentuhan sama ada p-n atau peralihan n-p(bergantung kepada kekutuban). Kenalan p-n panaskan, n-p – sejukkan (lihat Rajah 3). Sehubungan itu, perbezaan suhu (DT) berlaku pada sisi unsur. Bagi pemerhati, kesan ini akan kelihatan seperti pemindahan tenaga haba antara sisi modul. Perlu diperhatikan bahawa menukar kekutuban kuasa membawa kepada perubahan dalam permukaan panas dan sejuk.

nasi. 3. A – bahagian panas bagi unsur termo, B – bahagian sejuk

Spesifikasi

Ciri-ciri modul termoelektrik diterangkan oleh parameter berikut:

kapasiti penyejukan (Q max), ciri ini ditentukan berdasarkan maksimum arus yang dibenarkan dan perbezaan suhu antara sisi modul, diukur dalam Watt;
perbezaan suhu maksimum antara sisi elemen (DT max), parameter diberikan untuk keadaan ideal, unit ukuran ialah darjah;
arus yang dibenarkan diperlukan untuk memastikan perbezaan suhu maksimum – I maks;
voltan maksimum U max yang diperlukan untuk arus I max untuk mencapai perbezaan puncak DT max;
rintangan dalaman modul - Rintangan, ditunjukkan dalam Ohms;
pekali kecekapan - COP (singkatan daripada bahasa Inggeris - pekali prestasi), pada asasnya ini adalah kecekapan peranti, menunjukkan nisbah penyejukan kepada penggunaan kuasa. Untuk elemen murah parameter ini berada dalam julat 0.3-0.35, untuk model yang lebih mahal ia menghampiri 0.5.

Menanda

Mari kita lihat bagaimana penandaan modul tipikal dihuraikan menggunakan contoh Rajah 4.

Rajah 4. Modul Peltier bertanda TEC1-12706

Penandaan dibahagikan kepada tiga kumpulan yang bermakna:

Penamaan unsur. Dua huruf pertama sentiasa tidak berubah (TE), menunjukkan bahawa ini ialah unsur termo. Yang seterusnya menunjukkan saiz, mungkin terdapat huruf "C" (standard) dan "S" (kecil). Nombor terakhir menunjukkan bilangan lapisan (lata) yang terdapat dalam elemen.
Bilangan termokopel dalam modul yang ditunjukkan dalam foto ialah 127.
Arus undian adalah dalam Amperes, bagi kami ialah 6 A.

Penandaan model lain bagi siri TEC1 dibaca dengan cara yang sama, contohnya: 12703, 12705, 12710, dsb.

Permohonan

Walaupun kecekapan yang agak rendah, unsur termoelektrik digunakan secara meluas dalam mengukur, pengkomputeran dan perkakas rumah. Modul ialah elemen operasi penting bagi peranti berikut:

unit penyejukan mudah alih;
penjana kecil untuk menjana elektrik;
sistem penyejukan dalam komputer peribadi;
penyejuk untuk menyejukkan dan memanaskan air;
dehumidifier, dsb.

Mari kita berikan contoh terperinci penggunaan modul termoelektrik.

Peti sejuk menggunakan elemen Peltier

Unit penyejukan termoelektrik jauh lebih rendah prestasinya berbanding pemampat dan analog penyerapan. Tetapi mereka mempunyai kelebihan yang ketara, yang menjadikan penggunaannya dinasihatkan dalam keadaan tertentu. Kelebihan ini termasuk:

kesederhanaan reka bentuk;
rintangan getaran;
ketiadaan elemen bergerak (kecuali kipas yang meniup radiator);
tahap bunyi yang rendah;
dimensi kecil;
keupayaan untuk bekerja dalam mana-mana jawatan;
hayat perkhidmatan yang panjang;
penggunaan tenaga yang rendah.

Ciri-ciri ini sesuai untuk pemasangan mudah alih.

Elemen peltier sebagai penjana elektrik

Modul termoelektrik boleh berfungsi sebagai penjana elektrik jika salah satu sisinya tertakluk kepada pemanasan paksa. Semakin besar perbezaan suhu antara sisi, semakin tinggi arus yang dihasilkan oleh sumber. Malangnya, suhu maksimum untuk penjana haba adalah terhad; ia tidak boleh lebih tinggi daripada takat lebur pateri yang digunakan dalam modul. Pelanggaran syarat ini akan membawa kepada kegagalan elemen.

Untuk pengeluaran besar-besaran penjana haba, modul khas dengan pateri refraktori digunakan; Dalam elemen biasa, sebagai contoh, TEC1 12715, hadnya ialah 150 darjah.

Oleh kerana kecekapan peranti sedemikian adalah rendah, ia hanya digunakan dalam kes di mana tidak mungkin untuk menggunakan sumber tenaga elektrik yang lebih cekap. Walau bagaimanapun, penjana haba 5-10 W adalah permintaan dalam kalangan pelancong, ahli geologi dan penduduk kawasan terpencil. Pemasangan pegun yang besar dan berkuasa yang dikuasakan oleh bahan api suhu tinggi digunakan untuk menggerakkan unit pengedaran gas, peralatan stesen meteorologi, dsb.

Untuk menyejukkan pemproses

Baru-baru ini, modul ini mula digunakan dalam sistem penyejukan CPU komputer peribadi. Memandangkan kecekapan rendah termoelemen, faedah struktur sedemikian agak diragui. Contohnya, untuk menyejukkan sumber haba dengan kuasa 100-170 W (bersamaan dengan kebanyakan model CPU moden), anda perlu membelanjakan 400-680 W, yang memerlukan pemasangan bekalan kuasa yang berkuasa.

Perangkap kedua ialah pemproses yang tidak dimuatkan akan mengeluarkan kurang tenaga haba, dan modul boleh menyejukkannya di bawah takat embun. Akibatnya, pemeluwapan akan mula terbentuk, yang dijamin merosakkan elektronik.

Mereka yang membuat keputusan untuk mencipta sistem sedemikian sendiri perlu menjalankan satu siri pengiraan untuk memilih kuasa modul untuk model pemproses tertentu.

Berdasarkan perkara di atas, menggunakan modul ini sebagai sistem penyejukan CPU tidak kos efektif di samping itu, ia boleh menyebabkan peralatan komputer gagal.

Keadaan ini sama sekali berbeza dengan peranti hibrid, di mana modul terma digunakan bersama dengan penyejukan air atau udara.

Sistem penyejukan hibrid telah membuktikan keberkesanannya, tetapi kos yang tinggi mengehadkan kalangan peminatnya.

Penghawa dingin berasaskan elemen Peltier

Secara teorinya, peranti sedemikian akan menjadi lebih mudah dalam reka bentuk. sistem klasik kawalan iklim, tetapi semuanya berpunca daripada prestasi rendah. Satu perkara untuk menyejukkan isipadu kecil peti sejuk, satu lagi perkara untuk menyejukkan bilik atau bahagian dalam kereta. Penghawa dingin yang menggunakan modul termoelektrik akan menggunakan lebih banyak elektrik (3-4 kali) daripada peralatan yang menggunakan bahan pendingin.

Bagi menggunakannya sebagai sistem kawalan iklim kereta, kuasa penjana standard tidak akan mencukupi untuk mengendalikan peranti sedemikian. Menggantikannya dengan peralatan yang lebih cekap akan membawa kepada penggunaan bahan api yang ketara, yang tidak menjimatkan kos.

Dalam forum tematik, perbincangan mengenai topik ini timbul secara berkala dan pelbagai reka bentuk buatan sendiri dipertimbangkan, tetapi prototaip kerja yang lengkap belum dibuat (tidak termasuk penghawa dingin untuk hamster). Ada kemungkinan keadaan akan berubah apabila modul dengan kecekapan yang lebih boleh diterima tersedia secara meluas.

Untuk air penyejuk

Unsur termoelektrik sering digunakan sebagai penyejuk untuk penyejuk air. Reka bentuk termasuk: modul penyejukan, pengawal terkawal termostat dan pemanas. Pelaksanaan ini lebih mudah dan lebih murah daripada litar pemampat di samping itu, ia lebih dipercayai dan lebih mudah untuk dikendalikan. Tetapi terdapat juga kelemahan tertentu:

air tidak sejuk di bawah 10-12°C;
penyejukan mengambil masa lebih lama daripada rakan pemampatnya, oleh itu, penyejuk sedemikian tidak sesuai untuk pejabat dengan bilangan pekerja yang ramai;
peranti itu sensitif kepada suhu luaran, di dalam bilik yang hangat air tidak akan menyejukkan ke suhu minimum;
Pemasangan di bilik berdebu tidak disyorkan, kerana kipas mungkin tersumbat dan modul penyejukan mungkin gagal.

Penyejuk air atas meja menggunakan elemen Peltier

Pengering udara berdasarkan unsur Peltier

Tidak seperti penghawa dingin, pelaksanaan dehumidifier menggunakan unsur termoelektrik adalah agak mungkin. Reka bentuknya agak mudah dan murah. Modul penyejukan merendahkan suhu radiator di bawah takat embun, akibatnya, kelembapan yang terkandung dalam udara yang melalui peranti mengendap di atasnya. Air yang mendap dibuang ke dalam tangki simpanan khas.

Walaupun kecekapan rendah, dalam kes ini kecekapan peranti agak memuaskan.

Bagaimana untuk menyambung?

Tidak akan ada masalah menyambungkan modul; voltan malar mesti digunakan pada wayar keluaran yang ditunjukkan dalam lembaran data elemen. Wayar merah mesti disambungkan ke positif, wayar hitam ke negatif. Perhatian! Membalikkan kekutuban membalikkan kedudukan permukaan yang disejukkan dan dipanaskan.

Bagaimana untuk menyemak elemen Peltier untuk kefungsian?

Kaedah yang paling mudah dan boleh dipercayai adalah sentuhan. Ia adalah perlu untuk menyambungkan modul ke sumber voltan yang sesuai dan menyentuh sisi yang berbeza. Untuk elemen yang berfungsi, salah satu daripadanya akan menjadi lebih panas, yang lain lebih sejuk.

Jika anda tidak mempunyai sumber yang sesuai, anda memerlukan multimeter dan pemetik api. Proses pengesahan agak mudah:

sambungkan probe ke terminal modul;
bawa pemetik api yang menyala ke salah satu sisi;
Kami memerhatikan bacaan peranti.

Dalam modul kerja, apabila salah satu sisi dipanaskan, arus elektrik dijana, yang akan dipaparkan pada paparan peranti.

Bagaimana untuk membuat elemen Peltier dengan tangan anda sendiri?

Hampir mustahil untuk membuat modul buatan sendiri di rumah, terutamanya kerana tiada gunanya berbuat demikian, memandangkan kosnya yang agak rendah (kira-kira $4-$10). Tetapi anda boleh memasang peranti yang berguna semasa mendaki, contohnya, penjana termoelektrik.

Untuk menstabilkan voltan, adalah perlu untuk memasang penukar mudah pada cip IC L6920.

Voltan dalam julat 0.8-5.5 V dibekalkan kepada input penukar sedemikian pada output ia akan menghasilkan 5 V yang stabil, yang cukup untuk mengecas semula kebanyakan peranti mudah alih. Jika elemen Peltier konvensional digunakan, adalah perlu untuk mengehadkan julat suhu operasi bahagian yang dipanaskan kepada 150 °C. Untuk mengelakkan kerumitan mengesan, lebih baik menggunakan periuk air mendidih sebagai sumber haba. Dalam kes ini, elemen dijamin tidak akan memanaskan melebihi 100 °C.

Unsur Peltier biasanya dipanggil penukar yang mampu beroperasi daripada perbezaan suhu. Ini berlaku dengan mengalirkan arus elektrik melalui konduktor melalui sesentuh. Untuk tujuan ini, plat khas disediakan dalam unsur-unsur. Haba berpindah dari satu sisi ke sisi yang lain.

Hari ini, teknologi ini mendapat permintaan terutamanya kerana kuasa pemindahan haba yang ketara. Di samping itu, peranti boleh berbangga dengan kekompakan. Radiator yang dipasang pada banyak model adalah lemah. Ini disebabkan oleh fakta bahawa aliran haba menyejuk dengan cepat. Akibatnya, suhu yang dikehendaki sentiasa dikekalkan.

Unsur ini tidak mempunyai bahagian yang bergerak. Peranti beroperasi secara senyap, dan ini adalah kelebihan yang pasti. Ia juga harus dikatakan bahawa ia boleh digunakan untuk masa yang sangat lama, dan kerosakan berlaku sangat jarang. Jenis yang paling mudah terdiri daripada konduktor tembaga dengan sesentuh dan wayar penyambung. Selain itu, terdapat penebat pada bahagian penyejukan. Ia biasanya diperbuat daripada seramik atau

Mengapa elemen Peltier diperlukan?

Unsur peltier paling kerap digunakan untuk membuat peti sejuk. Biasanya kita bercakap tentang mengenai model kompak yang boleh digunakan, contohnya, oleh pemandu di jalan raya. Walau bagaimanapun, ini bukan penghujung julat aplikasi peranti. Baru-baru ini, elemen Peltier telah dipasang secara aktif dalam peralatan bunyi dan akustik. Di sana mereka dapat melaksanakan fungsi penyejuk.

Akibatnya, penguat peranti disejukkan tanpa sebarang bunyi. Untuk pemampat mudah alih, elemen Peltier sangat diperlukan. Jika bercakap tentang industri saintifik, kemudian saintis menggunakan peranti ini untuk menyejukkan laser. Dalam kes ini, adalah mungkin untuk mencapai penstabilan ketara gelombang kajian LED.

Kelemahan model Peltier

Nampaknya peranti yang mudah dan berkesan itu tidak mempunyai kelemahan, tetapi ada beberapa. Pertama sekali, pakar segera mencatat kapasiti penembusan rendah modul. Ini menunjukkan bahawa seseorang akan menghadapi masalah tertentu jika dia ingin menyejukkan peranti yang beroperasi dari rangkaian dengan voltan 400 V. Dalam kes ini, pes dielektrik khas sebahagiannya akan membantu menyelesaikan masalah ini. Walau bagaimanapun, kerosakan semasa masih tinggi dan penggulungan elemen Peltier mungkin tidak dapat menahannya.

Selain itu, model ini tidak disyorkan untuk digunakan dalam elektronik ketepatan. Oleh kerana reka bentuk elemen mengandungi plat logam, kepekaan transistor mungkin terjejas. Kelemahan terakhir elemen Peltier ialah kecekapan yang rendah. Peranti ini tidak mampu mencapai perbezaan suhu yang ketara.

Modul untuk pengawal selia

Membuat elemen Peltier untuk pengawal selia dengan tangan anda sendiri agak mudah. Untuk melakukan ini, anda harus menyediakan dua plat logam terlebih dahulu, serta pendawaian dengan kenalan. Pertama sekali, konduktor disediakan untuk pemasangan, yang akan terletak di pangkalan. Mereka biasanya dibeli dengan tanda "PP".

Selain itu, untuk kawalan suhu biasa, semikonduktor harus disediakan pada output. Mereka diperlukan untuk memindahkan haba dengan cepat ke plat atas. Untuk memasang semua elemen, anda harus menggunakan besi pematerian. Untuk melengkapkan elemen Peltier dengan tangan anda sendiri, terakhir sekali, sambungkan dua wayar. Yang pertama dipasang di pangkalan bawah dan dipasang pada konduktor paling luar. Sentuhan dengan pinggan harus dielakkan.

Seterusnya, pasangkan wayar kedua di bahagian atas. Penetapan juga dilakukan kepada elemen ekstrem. Untuk menyemak kefungsian peranti, penguji digunakan. Untuk melakukan ini, dua wayar perlu disambungkan ke peranti. Akibatnya, sisihan voltan hendaklah kira-kira 23 V. Dalam keadaan ini, banyak bergantung kepada kuasa pengawal selia.

Peti sejuk dengan termistor

Bagaimana untuk membuat elemen Peltier dengan tangan anda sendiri untuk peti sejuk dengan termistor? Menjawab soalan ini, adalah penting untuk diperhatikan bahawa plat untuknya dipilih secara eksklusif dari seramik. Dalam kes ini, kira-kira 20 konduktor digunakan. Ini perlu supaya perbezaan suhu lebih tinggi. Anda boleh meningkatkannya sehingga 70%. Dalam kes ini, adalah penting untuk mengira

Ini boleh dilakukan berdasarkan kuasa peralatan. Peti sejuk menggunakan freon cecair adalah sesuai dalam kes ini. Elemen Peltier itu sendiri dipasang berhampiran penyejat, yang terletak di sebelah motor. Untuk memasangnya, anda memerlukan set alat standard, serta gasket. Mereka adalah perlu untuk melindungi model daripada geganti permulaan. Oleh itu, penyejukan bahagian bawah peranti akan berlaku lebih cepat.

Untuk mencapai perbezaan suhu (kesan Peltier) dengan tangan anda sendiri, anda mungkin memerlukan sekurang-kurangnya 16 konduktor. Perkara utama adalah dengan pasti melindungi wayar yang akan disambungkan ke pemampat. Untuk melakukan semuanya dengan betul, anda mesti memutuskan sambungan pengering peti sejuk terlebih dahulu. Hanya selepas ini adalah mungkin untuk menyambungkan semua kenalan. Setelah pemasangan selesai, had voltan hendaklah diperiksa menggunakan penguji. Jika elemen tidak berfungsi, termostat adalah yang pertama menderita. Dalam beberapa kes ia berlaku

Model untuk peti sejuk 15 V

Anda boleh membuat peti sejuk Peltier dengan tangan anda sendiri dengan modul kecil Modul dipasang terutamanya berhampiran radiator. Untuk mengikatnya dengan selamat, pakar menggunakan sudut. Elemen tidak boleh bersandar pada penapis, dan ini harus diambil kira.

Untuk melengkapkan modul termoelektrik Peltier dengan tangan anda sendiri, plat bawah terutamanya dipilih daripada keluli tahan karat. Konduktor, sebagai peraturan, digunakan dengan tanda "PR20". Mereka boleh menahan beban maksimum 3 A. Sisihan suhu maksimum boleh mencapai 10 darjah. Dalam kes ini, kecekapan boleh menjadi 75%.

Unsur peltier dalam peti sejuk 24 V

Menggunakan elemen Peltier, anda boleh membuat peti sejuk dengan tangan anda sendiri hanya dari konduktor dengan pengedap yang baik. Pada masa yang sama, mereka mesti disusun dalam tiga baris untuk penyejukan. Arus operasi dalam sistem mesti dikekalkan pada 4 A. Anda boleh menyemaknya menggunakan penguji konvensional.

Jika anda menggunakan plat seramik untuk elemen, sisihan suhu maksimum boleh dicapai pada 15 darjah. Wayar ke kapasitor dipasang hanya selepas gasket diletakkan. Anda boleh melekatkannya pada dinding peranti cara yang berbeza. Perkara utama dalam keadaan ini adalah tidak menggunakan gam, yang sensitif terhadap suhu melebihi 30 darjah.

Elemen peltier untuk penyejuk kereta

Untuk membuat peti sejuk auto berkualiti tinggi dengan tangan anda sendiri, modul Peltier (modul) dipilih dengan plat yang ketebalannya tidak lebih daripada 1.1 mm. Lebih baik menggunakan wayar bukan modular. Konduktor tembaga juga diperlukan untuk operasi. Kapasiti mereka mestilah sekurang-kurangnya 4A.

Oleh itu, sisihan suhu maksimum akan mencapai 10 darjah, ini dianggap normal. Konduktor paling kerap digunakan dengan tanda "PR20". Mereka baru-baru ini menunjukkan diri mereka lebih stabil. Mereka juga sesuai untuk pelbagai kenalan. Besi pematerian digunakan untuk menyambungkan peranti kepada kapasitor. Pemasangan berkualiti tinggi hanya boleh dilakukan pada gasket blok geganti. Perbezaan dalam kes ini akan menjadi minimum.

Bagaimana untuk membuat elemen untuk penyejuk air minuman?

Modul Peltier DIY (elemen) untuk penyejuk agak mudah. Adalah penting untuk memilih hanya plat seramik untuknya. Sekurang-kurangnya 12 konduktor digunakan dalam peranti Oleh itu, rintangan akan dikekalkan tinggi. Sambungan elemen biasanya dilakukan menggunakan pematerian. Mesti ada dua wayar untuk menyambung ke peranti. Elemen mesti dilekatkan pada bahagian bawah penyejuk. Dalam kes ini, ia mungkin bersentuhan dengan penutup peranti. Untuk mengecualikan kes litar pintas, adalah penting untuk menetapkan semua pendawaian pada gril atau perumah.

Penghawa dingin

Modul Peltier (elemen) dibuat dengan tangan anda sendiri untuk penghawa dingin hanya dengan konduktor kelas "PR12". Mereka dipilih untuk tugas ini terutamanya kerana mereka mengatasi suhu rendah dengan baik. Paling banyak, model ini mampu menghasilkan voltan 23 V. Penunjuk rintangan akan berada pada tahap 3 ohm. Perbezaan suhu mencapai maksimum 10 darjah, dan kecekapan ialah 65%. Konduktor hanya boleh diletakkan dalam satu baris antara helaian.

Pembuatan penjana

Anda boleh membuat penjana menggunakan modul Peltier (elemen) dengan tangan anda sendiri. Prestasi peranti akan meningkat sebanyak 10%. Ini dicapai kerana penyejukan motor yang lebih besar. Peranti ini boleh menahan beban maksimum 30 A. Oleh kerana bilangan konduktor yang banyak, rintangan boleh menjadi 4 ohm. Sisihan suhu dalam sistem adalah kira-kira 13 darjah. Modul dipasang terus ke pemutar. Untuk melakukan ini, anda mesti terlebih dahulu memutuskan sambungan aci pusat. Dalam banyak kes stator tidak mengganggu. Untuk mengelakkan penggulungan rotor daripada dipanaskan daripada induktor, plat seramik digunakan.

Menyejukkan kad video pada komputer

Untuk menyejukkan kad video, anda perlu menyediakan sekurang-kurangnya 14 konduktor. Adalah lebih baik untuk memilih model tembaga. Pekali kekonduksian haba mereka agak tinggi. Untuk menyambungkan peranti ke papan, wayar jenis bukan modular digunakan. Model ini dipasang berhampiran penyejuk kad video. Untuk mengamankannya, yang kecil biasanya digunakan.

Untuk membetulkannya, anda boleh menggunakan kacang biasa. Kemunculan bunyi bising yang berlebihan semasa operasi menunjukkan bahawa peranti tidak berfungsi dengan betul. Dalam kes ini, adalah perlu untuk memeriksa integriti pendawaian. Anda juga perlu memeriksa konduktor.

Elemen peltier untuk penghawa dingin

Untuk membuat elemen Peltier berkualiti tinggi dengan tangan anda sendiri untuk penghawa dingin, plat berganda digunakan. Ketebalan minimum mereka hendaklah sekurang-kurangnya 1 mm. Dalam kes ini, anda boleh mengharapkan sisihan suhu 15 darjah. Selepas melengkapkan modul, prestasi penghawa dingin meningkat secara purata sebanyak 20%. Banyak dalam keadaan ini bergantung pada suhu persekitaran. Kestabilan voltan sesalur juga perlu diambil kira. Dengan gangguan kecil, peranti boleh menahan beban kira-kira 4 A.

Apabila memateri konduktor, mereka tidak boleh diletakkan terlalu rapat antara satu sama lain. Untuk melengkapkan modul Peltier dengan betul dengan tangan anda sendiri, kenalan input dan output mesti dipasang hanya pada salah satu daripada dua plat. Dalam kes ini, peranti akan menjadi lebih padat. Kesilapan yang serius dalam situasi ini ialah menyambungkan modul terus ke unit. Ini akan membawa kepada kerosakan yang tidak dapat dielakkan kepada elemen.

Memasang modul pada kapasitor

Untuk memasangnya sendiri, adalah penting untuk menilai kuasa kapasitor. Jika ia tidak melebihi 20 V, maka elemen harus dipasang dengan konduktor bertanda "PR30" atau "PR26". Untuk memasang modul Peltier (elemen) pada kapasitor dengan tangan anda sendiri, gunakan sudut logam kecil.

Adalah lebih baik untuk memasang empat pada setiap sisi. Dari segi prestasi, kapasitor akhirnya boleh menambah tambah 10%. Jika kita bercakap tentang kehilangan haba, mereka akan menjadi tidak penting. Kecekapan peranti adalah secara purata 80%. Modul tidak direka untuk kapasitor voltan tinggi. Dalam kes ini, ia tidak akan membantu sejumlah besar konduktor.

Sedikit teori.

Unsur tunggal modul termoelektrik (TEM) ialah termokopel yang terdiri daripada dua unsur yang tidak serupa dengan kekonduksian jenis p dan n. Unsur-unsur disambungkan antara satu sama lain menggunakan plat sambungan tembaga. Semikonduktor berasaskan bismut, telurium, antimoni dan selenium secara tradisinya digunakan sebagai bahan unsur.

Modul termoelektrik (elemen Peltier) ialah satu set termokopel yang disambungkan secara elektrik, biasanya secara bersiri. Dalam modul termoelektrik standard, termokopel diletakkan di antara dua plat seramik aluminium oksida atau nitrida rata. Bilangan termokopel boleh berbeza-beza secara meluas - daripada beberapa hingga ratusan pasangan, yang memungkinkan untuk mencipta TEM hampir mana-mana kuasa penyejukan - daripada persepuluh hingga ratusan watt.

Apabila arus elektrik terus melalui modul termoelektrik, perbezaan suhu terbentuk di antara sisinya - satu sisi (sejuk) disejukkan, dan yang lain (panas) dipanaskan. Jika penyingkiran haba berkesan disediakan pada bahagian panas TEM, contohnya, menggunakan radiator, maka pada bahagian sejuk anda boleh memperoleh suhu yang akan berpuluh-puluh darjah lebih rendah daripada suhu ambien. Tahap penyejukan akan berkadar dengan arus. Apabila kekutuban arus berubah, bahagian panas dan sejuk bertukar tempat.

berlatih.

Elemen pelte digunakan secara meluas dalam sistem penyejukan. Tetapi tidak ramai yang tahu tentang harta mereka yang lain - menjana tenaga. Kerja makmal ini ditumpukan kepada kajian keupayaan ini.

Elemen 50*50 mm, dipasang di antara dua bar aluminium. Permukaan mereka sebelum ini dikisar dan dilincirkan dengan pes KPT. Salah satu bar digerudi melalui lubang, yang melaluinya tiub kuprum dilalui, untuk penyejukan air. Inilah yang berlaku:

Sambungkan air ke penyejuk ke satu sisi Unsur peltier, dan letakkan yang satu lagi pada penunu. Kami menyambungkan mentol lampu 10W 6 volt ke output elemen. Hasilnya ialah penjana kami berfungsi!

Pengalaman membuktikan bahawa elemen Peltier menghasilkan tenaga elektrik dengan baik. Lampu menyala agak terang, voltan adalah kira-kira 4.5 volt.

Pemanasan sehingga 160 darjah tidak optimum; pada 120 darjah hasilnya hanya 10% lebih teruk.

Suhu penyejuk di alur keluar ialah sepuluh darjah, di bahagian masuk ia kurang satu darjah. Berdasarkan keputusan ini, air tidak begitu diperlukan untuk menyejukkan...

Dengan bantuan Unsur peltier Anda boleh menjana elektrik dalam ekspedisi, dalam perjalanan perkhemahan, di pondok musim sejuk memburu, dalam satu perkataan, di mana-mana tempat yang mungkin diperlukan. Sememangnya, jika anda mempunyai kayu api atau cahaya matahari yang terang, dan pastinya beberapa kepintaran.

Menggunakan modul termoelektrik.

Penjana termoelektrik sedemikian sangat diingati oleh mereka yang mengingati negara Soviet dan ladang kolektif. Mereka mengatakan bahawa semasa perang, orang Jerman tidak dapat memahami bagaimana partisan dapat menjalankan siaran radio untuk masa yang lama dari hutan yang terkepung.

Ya, seperti yang mereka katakan - jika saintis kita dibayar wang, mereka akan mencipta iPhone kembali pada `85! :-)

Peti sejuk termoelektrik

Peti sejuk termoelektrik (pilihan 2)

Peti sejuk termoelektrik (pilihan 3)

Penyejuk kereta untuk minuman dalam tin

Penyejuk air minuman

Penghawa dingin termoelektrik untuk teksi KAMAZ

Air dituangkan ke dalam "senduk" sedemikian, diletakkan di atas api dan, sila cas semula telefon bimbit anda. Seluruh rahsia berada di bahagian bawah, Peltier "dikuburkan" di sana

Mari kita lihat dengan lebih dekat reka bentuk ini.

Pada masa ini, terdapat minat yang semakin meningkat dalam penggunaan modul penjana termoelektrik dalam peranti isi rumah. Pertama sekali, ini menyangkut kemungkinan membekalkan kuasa kepada pengguna elektrik berkuasa rendah - radio, telefon bimbit dan satelit, komputer riba, peranti automasi, dsb. daripada sumber haba sedia ada. Penjana termoelektrik, yang tidak mempunyai bahagian berputar, gosok atau mana-mana bahagian haus lain, membolehkan anda menjana elektrik secara langsung daripada mana-mana sumber haba: gas ekzos enjin pembakaran dalaman, air panas sumber geoterma, haba "buangan" daripada loji kuasa haba, dsb. Berpandukan pengalaman yang diperoleh dalam penciptaan penjana termoelektrik industri (TEG) pelbagai kuasa - daripada beberapa Watt hingga beberapa kiloWatt, IPF CRYOTHERM memulakan pengeluaran besar-besaran TEG isi rumah dengan kuasa nominal 8 W. Secara struktur, penjana dibuat dalam bentuk baldi aluminium dengan isipadu dalaman kira-kira 1 liter, di bahagian bawahnya modul penjana yang dihasilkan oleh IPF Kryotherm dipasang.

Perbezaan suhu yang diperlukan untuk penjana beroperasi dicapai apabila senduk dipanaskan, contohnya, oleh nyalaan api. Air yang dipanaskan di dalam senduk boleh digunakan untuk memasak atau tujuan lain. Penjana ini terutamanya bertujuan untuk digunakan di tempat terpencil yang sukar dijangkau untuk mengecas semula bateri bagi peralatan komunikasi dan navigasi individu, pencahayaan, dsb. Ia amat diperlukan untuk pemburu, pelancong, kelasi, penyelamat dan pekerja perkhidmatan khas yang terpaksa menjauhkan diri dari bekalan kuasa pusat untuk masa yang lama.

Kelebihan penjana adalah berat dan isipadunya yang rendah, kuasa terjana spesifik yang tinggi, fungsi dan kebolehpercayaan yang tinggi. Reka bentuk penjana menghapuskan kemungkinan terlalu panas apabila digunakan dengan betul. Sebagai pilihan tambahan untuk penjana, penstabil voltan langkah dengan julat 3 V - 6 V - 9 V - 12 V dan penyesuai untuk pengecas ditawarkan.

PENJANA TERMOELEKTRIK RUMAH TANGGA 1TG-8

Lembaran data

Berat tanpa cecair, kg, tidak lebih daripada 0.55

Dimensi keseluruhan, mm

tanpa pemegang250x130x110? 123, h=100

Untuk tujuan ini, pemasangan digunakan di mana prinsip operasi adalah berdasarkan kesan Peltier. Mari kita bercakap secara ringkas tentang fenomena ini.

Apa ini?

Selaras dengan teori klasik, terdapat penjelasan berikut untuk fenomena ini: arus elektrik memindahkan elektron antara logam, yang boleh mempercepatkan atau memperlahankan pergerakannya, bergantung pada perbezaan potensi sentuhan dalam konduktor yang diperbuat daripada bahan yang berbeza. Oleh itu, dengan peningkatan tenaga kinetik, ia ditukar kepada tenaga haba.

Teknologi moden memungkinkan untuk menghasilkan modul elemen semikonduktor dengan kesan termoelektrik maksimum. Masuk akal untuk bercakap secara ringkas tentang reka bentuk mereka.

Reka bentuk dan prinsip operasi

Jawatan:

A – kenalan untuk menyambung kepada sumber kuasa;
B - permukaan panas unsur;
C - bahagian sejuk;
D - konduktor tembaga;
E – semikonduktor berdasarkan p-junction;
F – semikonduktor jenis-n.

Reka bentuk dibuat sedemikian rupa sehingga setiap sisi modul bersentuhan dengan sama ada persimpangan p-n atau n-p (bergantung kepada kekutuban). Sesentuh p-n dipanaskan, sesentuh n-p disejukkan (lihat Rajah 3). Sehubungan itu, perbezaan suhu (DT) berlaku pada sisi unsur. Bagi pemerhati, kesan ini akan kelihatan seperti pemindahan tenaga haba antara sisi modul. Perlu diperhatikan bahawa menukar kekutuban kuasa membawa kepada perubahan dalam permukaan panas dan sejuk.

nasi. 3. A – bahagian panas bagi unsur termo, B – bahagian sejuk

Spesifikasi

Ciri-ciri modul termoelektrik diterangkan oleh parameter berikut:

kapasiti penyejukan (Q max), ciri ini ditentukan berdasarkan arus maksimum yang dibenarkan dan perbezaan suhu antara sisi modul, diukur dalam Watt;
perbezaan suhu maksimum antara sisi elemen (DT max), parameter diberikan untuk keadaan ideal, unit ukuran ialah darjah;
arus yang dibenarkan diperlukan untuk memastikan perbezaan suhu maksimum – I maks;
voltan maksimum U max yang diperlukan untuk arus I max untuk mencapai perbezaan puncak DT max;
rintangan dalaman modul - Rintangan, ditunjukkan dalam Ohms;
pekali kecekapan - COP (singkatan daripada bahasa Inggeris - pekali prestasi), pada asasnya ini adalah kecekapan peranti, menunjukkan nisbah penyejukan kepada penggunaan kuasa. Untuk elemen murah parameter ini berada dalam julat 0.3-0.35, untuk model yang lebih mahal ia menghampiri 0.5.

Menanda

Mari kita lihat bagaimana penandaan modul tipikal dihuraikan menggunakan contoh Rajah 4.

Rajah 4. Modul Peltier bertanda TEC1-12706

Penandaan dibahagikan kepada tiga kumpulan yang bermakna:

Penamaan unsur. Dua huruf pertama sentiasa tidak berubah (TE), menunjukkan bahawa ini ialah unsur termo. Yang seterusnya menunjukkan saiz, mungkin terdapat huruf "C" (standard) dan "S" (kecil). Nombor terakhir menunjukkan bilangan lapisan (lata) yang terdapat dalam elemen.
Bilangan termokopel dalam modul yang ditunjukkan dalam foto ialah 127.
Arus undian adalah dalam Amperes, bagi kami ialah 6 A.

Penandaan model lain bagi siri TEC1 dibaca dengan cara yang sama, contohnya: 12703, 12705, 12710, dsb.

Permohonan

Walaupun kecekapan yang agak rendah, unsur termoelektrik digunakan secara meluas dalam mengukur, pengkomputeran dan perkakas rumah. Modul ialah elemen operasi penting bagi peranti berikut:

unit penyejukan mudah alih;
penjana kecil untuk menjana elektrik;
sistem penyejukan dalam komputer peribadi;
penyejuk untuk menyejukkan dan memanaskan air;
dehumidifier, dsb.

Mari kita berikan contoh terperinci penggunaan modul termoelektrik.