Элемент пельтье что это. Элемент Пельтье: принцип работы, характеристики и применение

Что такое элемент Пельтье. Как устроен и работает термоэлектрический модуль. Какие бывают типы элементов Пельтье. Где применяются термоэлектрические охладители. Каковы преимущества и недостатки элементов Пельтье.

Что такое элемент Пельтье и как он работает

Элемент Пельтье представляет собой термоэлектрический преобразователь, работа которого основана на эффекте Пельтье. Этот эффект заключается в том, что при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников происходит выделение или поглощение тепла.

Как устроен типичный элемент Пельтье:

• Состоит из последовательно соединенных полупроводниковых p-n переходов
• Переходы размещены между двумя керамическими пластинами
• Имеет два вывода для подключения электропитания
• При подаче тока одна сторона элемента охлаждается, другая нагревается

При изменении полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами. Это позволяет использовать элемент Пельтье как для охлаждения, так и для нагрева.

Основные характеристики элементов Пельтье

Важнейшими параметрами термоэлектрических модулей являются:

• Максимальная разница температур (ΔT) между сторонами
• Максимальный ток (Imax)
• Максимальное напряжение (Umax)
• Максимальная мощность охлаждения (Qmax)
• Габаритные размеры

Типичные характеристики стандартного элемента Пельтье:

• ΔT = 60-70°C
• Imax = 3-6 А
• Umax = 12-15 В
• Qmax = 30-50 Вт
• Размеры 40x40x3.8 мм

Какую максимальную разницу температур способен создать элемент Пельтье? Обычно она составляет 60-70°C между горячей и холодной сторонами при оптимальных условиях.

Типы и разновидности элементов Пельтье

Существует несколько основных типов термоэлектрических модулей:

1. По количеству каскадов:

• Одностадийные — самые распространенные, имеют одну ступень охлаждения
• Многостадийные — состоят из нескольких элементов, позволяют достичь большей разницы температур

2. По форме:

• Прямоугольные — стандартная форма
• Круглые — для специальных применений

3. По размеру:

• Миниатюрные — от 3×3 мм
• Стандартные — 30×30, 40×40 мм
• Большие — до 60×60 мм и более

Какие бывают размеры элементов Пельтье? Они варьируются от миниатюрных 3×3 мм до крупных 60×60 мм и более. Наиболее распространены модули 30×30 и 40×40 мм.

Области применения термоэлектрических модулей

Элементы Пельтье нашли широкое применение в различных областях техники:

• Охлаждение электронных компонентов (процессоров, светодиодов)
• Портативные холодильники и сумки-холодильники
• Системы кондиционирования воздуха
• Лабораторное и медицинское оборудование
• Приборы ночного видения
• Охлаждение лазерных диодов
• Термостатирование точных приборов

Где применяются элементы Пельтье в быту? Наиболее распространено их использование в автомобильных мини-холодильниках и портативных сумках-холодильниках.

Преимущества и недостатки элементов Пельтье

Термоэлектрические модули имеют ряд достоинств и ограничений:

Преимущества:

• Компактные размеры
• Отсутствие движущихся частей
• Бесшумность работы
• Высокая надежность
• Возможность точного регулирования температуры
• Быстрый выход на рабочий режим

Недостатки:

• Низкий КПД (5-10%)
• Высокое энергопотребление
• Ограниченная холодопроизводительность
• Необходимость отвода тепла с горячей стороны

В чем основной недостаток элементов Пельтье? Главным ограничением является их низкая эффективность — КПД обычно не превышает 10%.

Как правильно выбрать элемент Пельтье

При выборе термоэлектрического модуля следует учитывать несколько факторов:

• Требуемую мощность охлаждения
• Максимально допустимый ток и напряжение питания
• Необходимую разницу температур
• Габаритные размеры
• Условия эксплуатации (температура, влажность)

Важно правильно рассчитать систему теплоотвода с горячей стороны элемента. Обычно используется радиатор с вентилятором.

Самостоятельное изготовление элемента Пельтье

Изготовить элемент Пельтье в домашних условиях крайне сложно. Это требует специального оборудования и материалов. Гораздо проще и дешевле приобрести готовый модуль.

Однако можно собрать простую демонстрационную модель для изучения эффекта Пельтье. Для этого потребуются:

• Медная и константановая проволока
• Паяльник и припой
• Термометр
• Источник питания

Спаяв последовательно несколько пар медь-константан, можно наблюдать небольшую разницу температур при пропускании тока.

Перспективы развития термоэлектрических технологий

Несмотря на низкий КПД, элементы Пельтье продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

• Повышение эффективности термоэлектрических материалов
• Улучшение технологии производства
• Создание каскадных модулей с большей ΔT
• Применение нанотехнологий

Это позволит расширить области применения термоэлектрического охлаждения и повысить его конкурентоспособность по сравнению с традиционными технологиями.

Элемент Пельтье | это… Что такое Элемент Пельтье?

Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются

TEC (от англ. Thermoelectric Cooler — термоэлектрический охладитель).

Эффект, обратный эффекту Пельтье, называется эффектом Зеебека.

Содержание 1 Принцип действия 2 Достоинства и недостатки 3 Применение 4 Ссылки 5 Примечания

Принцип действия

В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.

При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используются контакт двух полупроводников.

Внешний вид элемента Пельтье. При пропускании тока тепло переносится с одной стороны на другую.

Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного n-типа и одного p-типа в паре (обычно теллурида висмута, Bi₂Te₃ и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (n->p), а снизу противоположные (p->n).

Электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 К.

Достоинства и недостатки

Достоинством элемента Пельтье является небольшие размеры, отсутствие каких-либо движущихся частей, а также газов и жидкостей. При обращении направления тока возможно как охлаждение, так и нагревание — это даёт возможность термостатирования при температуре окружающей среды как выше, так и ниже температуры термостатирования.

Недостатком элемента Пельтье является очень низкий коэффициент полезного действия, что ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур. Несмотря на это, элементы Пельтье нашли широкое применение, так как без каких-либо дополнительных устройств можно реализовать температуры ниже 0 °C.

В батареях элементов Пельтье^[1] возможно достижение теоретически очень большой разницы температур, в связи с этим лучше использовать импульсный метод регулирования температуры, благодаря которому можно снизить также потребление энергии.

Применение

Элементы Пельтье применяются в ситуациях, когда необходимо охлаждение с небольшой разницей температур, или энергетическая эффективность охладителя не важна. Например, элементы Пельтье применяются в ПЦР-амплификаторах, маленьких автомобильных холодильниках, так как применение компрессора в этом случае невозможно из-за ограниченных размеров, и, кроме того, необходимая мощность охлаждения невелика.

Кроме того, элементы Пельтье применяются для охлаждения устройств с зарядовой связью в цифровых фотокамерах. За счёт этого достигается заметное уменьшение теплового шума при длительных экспозициях (например в астрофотографии). Многоступенчатые элементы Пельтье применяются для охлаждения приёмников излучения в инфракрасных сенсорах.

Также элементы Пельтье часто применяются для охлаждения и термостатирования диодных лазеров с тем, чтобы стабилизировать длину волны излучения.

В приборах, при низкой мощности охлаждения, элементы Пельтье часто используются как вторая или третья ступень охлаждения. Это позволяет достичь температур на 30—40 К ниже, чем с помощью обычных компрессионных охладителей (до −80 для одностадийних холодильников и до −120 для двухстадийных).

Элементы Пельтье применяются также в качестве источника электрической энергии. Это возможно в случае, когда доступен источник тепловой энергии (геотермальный источник, печь, костер) или просто два близко расположенных объекта с разной температурой (трубопроводы горячей и холодной воды, нагретая на солнце металлическая пластина и сосуд со снегом или водой). Такой источник электрической энергии может быть применен для питания измерительной и сигнальной аппаратуры, а также для заряда аккумуляторов различных электронных устройств. http://poselenie.ucoz.ru/publ/6-1-0-45 http://overland-botsman.narod.ru/termogen.htm

Ссылки

Примечания

1. ↑ http://timeinventor.com/news.php?readmore=41 Батарея элементов Пельтье

Элемент пельтье что это

Тема охлаждения компонентов ПК волнует многих пользователей. Большинство из них ограничиваются стандартными воздушными кулерами, отдельные энтузиасты собирают СВО. А что же дальше? Наверняка те, кто серьезно интересовался разгоном, слышали о модулях Пельтье или термоэлектрических модулях, далее по тексту — ТЭМ; английский вариант — TEC, Thermoelectric Cooler и их применении в качестве тепло-отводов для сильно-греющихся элементов компьютера.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Полупроводниковые холодильники Пельтье
• Что такое элемент Пельтье, его характеристики и принцип работы
• Элемент пельтье
• Элемент Пельтье
• Элемент Пельтье
• Что такое элемент Пельтье, его устройство, принцип работы и практическое применение
• Элемент пельтье (Peltier)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 12V 60W TEC1-12706 Термоэлектрический модуль пельтье

Полупроводниковые холодильники Пельтье

Термоэлектрический модуль модуль Пельтье называют также [1] термоэлектрический преобразователь, [2] термоэлектрический элемент, [3] полупроводниковый элемент, [4] элемент Пельтье, [5] термомодуль и[6] TEC. При пропускании постоянного тока, такой элемент может выполнять следующие функции. Между сторонами элемента создается разница температур. На холодной стороне тепло поглощается, а на горячей?

Для изменения направления перекачки достаточно поменять полярность тока, а путем изменения силы подаваемого тока можно регулировать количество перекачиваемого тепла. Таким образом можно просто осуществлять охлаждение, нагрев и температурный контроль. Поскольку не используется фреон и другие хладагенты, не оказывается отрицательного воздействия на окружающую среду.

Малогабаритные холодильники. Z-MAX Co. О компании Продукция Техническая информация О термоэлектрических модулях Контакты. Малые размеры и вес. Свободный выбор формы. В зависимости от полярности тока, можно выполнять не только охлаждение, но и нагрев. Наличие функций охлаждения и нагрева позволяет выполнять температурный контроль в области комнатной температуры. Высокая чувствительность к температуре возможность быстрого охлаждения или нагрева.

Поскольку нет подвижных частей, отсутствуют вибрации и шум. Отсутствие изнашивающихся механических частей обеспечивает максимальную долговечность и надежность в качестве охладителя. Удобство в обращении благодаря наличию только одного электрического кабеля. Простота обслуживания ввиду отсутствия опасности утечки газообразного хладагента, агрессивных жидкостей и т.

Что такое элемент Пельтье, его характеристики и принцип работы

В основном, эта разница температур в пределах от 15 до 25 градусов цельсия. Своими словами: Это, пластина с двумя выводами, толщиной около 4 мм. Если подать ток на выводы контакты элемента, то одна его сторона нагревается, а другая охлаждается. Если сменить полярность, то и температуры, на стенках, так же поменяются на противоположные. В основном, каждый из элементов состоит из ми полупроводников, соединённых последовательно. Из-за этого стоит помнить, что при выходе из строя одного из них, весь элемент придет в негодность. Полярность у которого будет зависеть от того, какую именно сторону будут нагревать.

Элемент Пельтье-Зеебека – это полупроводниковый термоэлектрический преобразователь, в котором в зависимости от направления протекания тока .

Элемент пельтье

Что такое эффект Пельтье и термоэлектрический модуль? В основе работы термоэлектрического охлаждающего модуля лежит эффект, открытый французским часовщиком Жаном Пельтье, который в г. При этом количество этой теплоты пропорционально току, проходящему через контакт проводников Рис. Наиболее сильно эффект Пельтье проявляется на контактах полупроводников с различным типом проводимости p- или n-. Объяснение эффекта Пельтье заключается во взаимодействии электронов проводимости, замедлившихся или ускорившихся в контактном потенциале p-n перехода, с тепловыми колебаниями атомов в массиве полупроводника. В результате, в зависимости от направления движения электронов и, соответственно, тока, происходит нагрев Th или охлаждение Tc участка полупроводника, непосредственно примыкающего к спаю p-n или n-p переходу. Эффект Пельтье лежит в основе работы термоэлектрического модуля ТЭМ. Единичным элементом ТЭМ является термопара, состоящая из одного проводника ветки p-типа и одного проводника n-типа. При последовательном соединении нескольких таких термопар теплота Qс , поглощаемая на контакте типа n-p, выделяется на контакте типа p-n Qh.

Элемент Пельтье

Принцип действия элемента Пельтье основан на эффекте Пельтье, который заключается в том, что при пропускании постоянного электрического тока через спай двух разнородных проводников, происходит перенос энергии от одного проводника спая — к другому, при этом в месте спая выделяется или поглощается тепло. Количество выделенного или поглощенного в ходе данного процесса тепла, будет пропорционально току, времени его протекания, а также коэффициенту Пельтье, характерному для данной пары спаянных проводников. Коэффициент Пельтье, в свою очередь, равен коэффициенту термо-эдс пары, умноженному на абсолютную температуру спая в текущий момент. И поскольку эффект Пельтье наиболее выразителен у полупроводников , то данное их свойство и используется в популярных и доступных полупроводниковых элементах Пельтье. С одной стороны элемента Пельтье тепло поглощается, с другой — выделяется.

На практике данное устройство создает температурную разность на разных концах поверхности при протекании энергии электрического тока. Одним из наиболее простейших вариантов данного устройства Пельтье в практическом использовании является модификация ТЕС, изображенная на рисунке 1.

Элемент Пельтье

В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются TEC от англ. Эффект, обратный эффекту Пельтье, называется эффектом Зеебека. В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.

Что такое элемент Пельтье, его устройство, принцип работы и практическое применение

В настоящее время используются низкотемпературные установки, начиная со сверхпроводящих устройств, установок разделения газовых смесей, установок для ожижения природного газа, и кончая холодильными установками для хранения пищевых продуктов, систем хладоснабжения ледяных арен, искусственных горнолыжных трасс, установок кондиционирования воздуха, криомедицинского инструмента. Принцип действия термоэлектрического холодильника. Термоэлектрический холодильник строится на элементах Пельтье, бесшумен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Тем не менее, сумки-холодильники, небольшие автомобильные холодильники и кулеры питевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье. Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. Принцип действия. В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости.

Внешний вид элемента Пельтье. При пропускании тока тепло Элемент пельтье представляет из себя термоэлектрический (но это не актуально для современного ПК они на воздухе себя прекрасно ведут).

Элемент пельтье (Peltier)

Термоэлектрический модуль модуль Пельтье называют также [1] термоэлектрический преобразователь, [2] термоэлектрический элемент, [3] полупроводниковый элемент, [4] элемент Пельтье, [5] термомодуль и[6] TEC. При пропускании постоянного тока, такой элемент может выполнять следующие функции. Между сторонами элемента создается разница температур. На холодной стороне тепло поглощается, а на горячей?

Общие сведенья об элементах Пельтье-Зеебека. Сейчас на рынке представлен достаточно большой выбор, как отдельных элементов разных производителей, так и готовых сборок с различными вариантами радиаторов с вентиляторами или без них. Элементы Пельтье-Зеебека и различные сборки на их базе. Основным не достатком, не смотря на прогресс в области полупроводников, является более низкий КПД элементов, по сравнению с компрессорным охлаждением, особенно заметный при больших мощностях охлаждения.

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку.

В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются TEC от англ. В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация.

Элементы Пельтье или термоэлектрические кулеры, обзоры и отзывы покупателей с характеристиками и ценами

Элемент Пельтье – специальный термоэлектрический преобразователь, в основу работы которого положен принцип Пельтье – образование разности температур во время прохождения электрического тока.

Нагрев электронных устройств во время работы часто негативно сказывается на их работоспособности, так что для охлаждения таких элементов в корпус встраиваются специальные элементы – термоэлектрические охладители, названные в честь французского изобретателя Пельтье. Такой модуль – малогабаритный элемент, который обеспечивает охлаждение радиодеталей на платах устройств.

По внешнему виду модуль представляет собой тонкую пластину с выведенными контактами. При подаче тока одна из пластин нагревается – выделяет тепло, вторая – поглощает, благодаря чему элемент подходит для использования не только в качестве охладителя, но и как нагреватель. Работа модуля станет еще более эффективной при снижении выделения тепла со стороны нагрева с помощью вентилятора, при этом температура с обратной стороны будет еще больше уменьшена.

В зависимости от конструктивных особенностей и габаритов модули Пельтье имеют разную мощность и для нормальной работы нужна определенная сила тока.

• Магазины Китая
• TOMTOP.COM
• Товары для дома и дачи
• Пункт №18

XRow-600A осушитель на элементе Пельтье

У меня есть осушитель в личном пользовании компрессионного типа. Покупался в новую квартиру для просушки воздуха. Очень помог в своё время. Вынужден был основательно изучить эту тему. Именно поэтому меня заинтересовал новый аппарат. Хотелось посмотреть, что из себя представляет осушитель на основе элемента Пельтье. Возможно, интересно не только мне.

читать дальше

Планирую купить +14 Добавить в избранное Обзор понравился

+45 +99

• NoName,
• NoName XRow-600A,
• очистители и увлажнители воздуха,
• элемент пельтье
• Магазины Китая
• BANGGOOD. COM
• Конструкторы
• Хобби
• Пункт №18

Детский конструктор — вентилятор с термоэлектрическим генератором

Всех приветствую.
Представляю вам очередной набор для сборки наглядного пособия по урокам физики, раздел электричество или просто макет вентилятора с термоэлектрическим генератором. Содержит электродвигатель, источник питания в виде элемента Пельтье. Это наглядное пособие показывает, как можно использовать альтернативные источники энергии, да и просто расширяет кругозор. Игрушкой назвать можно, но с оговоркой, потому что используется горячая вода. Итак, тем кто заинтересовался, прошу под кат.


читать дальше

Планирую купить +19 Добавить в избранное Обзор понравился

+46 +69

• элемент пельтье
• Магазины Китая
• BANGGOOD. COM
• Для рыбалки, охоты и туризма
• Пункт №18

Кулер с элементом Пельтье

Доброго времени суток!
В данном обзоре пойдет речь о мини холодильнике.
Вернее даже о мобильном холодильнике, работающем от 12в.
Т.е. в автомобиль, на природе, на рыбалке,…


читать дальше

Планирую купить +37 Добавить в избранное Обзор понравился

+38 +81

• элемент пельтье
• AliExpress
• Сделано руками
• Фонарики и светодиодные лампы

Баловство с элементом имени Пельтье.

После того, как в мою голову залезла мысль о строительстве своего гнезда, она начала бурлить и отслаиваться в различных строительно-отопительных-осветительных и др. направлениях, кусочек которой хочу предложить Вашему вниманию. Мой первый обзор.

читать дальше

Планирую купить +17 Добавить в избранное Обзор понравился

+22 +38

• NoName,
• NoName TEC1-12706,
• радиодетали и электронные компоненты,
• элемент пельтье
• Ebay
• Хобби
• Сделано руками

Элемент Пельтье

Купил строго для того, чтобы поиграться и понять, что это такое. Это некая сложная полупроводниковая штука в виде керамической пластинки с двумя проводами. Если подключить ее к источнику постоянного напряжения, то во-первых она начнет сильно греться за счет омического сопротивления, а во-вторых, перекачивать тепло с одной стороны пластины на другую. Проще говоря, работать холодильником.


читать дальше

Планирую купить +30 Добавить в избранное Обзор понравился

+43 +79

• элемент пельтье
• 1
• 2
• последняя

Элемент Пельтье TEC1-12715 12В 15А 40 х 40 мм

Элемент Пельтье TEC1-12715 12В 15А 40 х 40 мм
• Электроизоляционные и термостойкие материалы
• Теплопроводящие материалы
• Элементы пельтье

Каталог

Информация

Доставка по России

Мы доставим ваш заказ курьером по Москве или службой экспресс-доставки по всей России.

Теги

• ftp
• utp
• витая пара
• диэлектрик
• долговечное жало
• изоляционный
• изоляционный материал
• изоляция трансформаторов
• кабель витая пара
• кабель контрольный
• Описание
• Характеристики
• Отзывы

Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. Элементом модуля ТЭМ является термопара, состоящая из двух разнородных элементов с p- и n- типом проводимости. Элементы соединяются между собой пластиной из меди.
Термоэлектрический модуль представляет собой совокупность термопар, электрически соединенных, как правило, последовательно. При прохождении через термоэлектрический модуль постоянного электрического тока между его сторонами образуется перепад температур — одна сторона (холодная) охлаждается, а другая (горячая) нагревается. Если с горячей стороны ТЭМ обеспечить эффективный отвод тепла, например, с помощью радиатора, то на холодной стороне можно получить температуру, которая будет на десятки градусов ниже температуры окружающей среды. Степень охлаждения будет пропорциональной величине тока. При смене полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами. При помощи элементов Пельтье можно и вырабатывать электричество. Если создать на разных сторонах пластины разницу температур внешним воздействием, то элемент начинает вырабатывать электричество. Т.е. работает как электрогенератор.

Характеристики:

• размер: 40*40*4,1 мм
• номинальное напряжение питания: 12 вольт
• максимальное напряжение питания: 15,4 вольт
• номинальная сила тока: 15 ампер
• потребляемая мощность: 180 ватт при Uпит=12 вольт
• холодопроизводительность: ~135 ватт при Uпит=12 вольт
• максимальная разность температур: 60°С

Рекомендуем посмотреть

Лента монтажная для крепления саморегулирующего кабеля 10 метров.



950 ₽ 

Лист теплопроводный КПТД-2М/3 0,5 х 75 х 110 мм

950 ₽ 

Лак для покрытия печатных плат PLASTIK — 71, 500 мл

950 ₽ 

Шестигранник латунный ЛС-59 6 х 1000 мм

950 ₽ 

Квадратный пруток нерж. сталь AISI 304, 12 х 1000 мм

950 ₽ 

Элемент Пельтье TEC1-12709 12В 9А 40 х 40 мм

Элемент Пельтье TEC1-12709 12В 9А 40 х 40 мм
• Провод
  • Обмоточный
    • Провод обмоточный ПЭТВ-2
    • Провод лудящийся ПЭВТЛ-2
    • Провод в тройной изоляции TIW-B
    • Провод ПНЭТ-имид — медно никелированный
    • Обмоточный провод ПСДКТ
    • Обмоточные шины
    • Эмальпровод ПЭШО, ПЭЛШО
    • Литцендрат ЛЭШО
    • Литцендрат ЛЭПКО
    • Литцендрат ЛЭЛО
    • Литцендрат ЛЭП, LITZ
  • Монтажный
    • Гибкий в силиконе ( 10, 100, 300 м)
    • МГТФ, МПО 33-11
    • Монтажный провод МПО, МПМ, МЛТП
    • МГТФЭ, НВЭ (В ЭКРАНЕ)
    • Провод монтажный многожильный НВ-4, ПУГВ, ПГВА
    • Провод монтажный одножильный HB-1
    • МГШВ в шелке
    • МП 37-12, МПЭ 37 -12
    • МС, МСЭ, МСЭО 16-13 ; 15 -11 ;26-13
    • БИФ-Н, БИФ, БИФЭЗ-Н, ПТЛ, БИН
    • Миниатюрный провод
    • Акустический кабель
  • Высокоомные
    • Нихром Х20Н80 по 10 м
    • Нихром Х20Н80 на катушках
    • Нихром лента Х20Н80
    • Вольфрам ВА-А-I
    • Молибден проволока М4-I-А, Листы Мч
    • Манганин ПЭМ(м) ПЭМ(т) ПЭШОМ(м) ПЭШОМ(т)
    • Константан ПЭК(т) ПЭК(м) ПЭШОК(т) ПЭШОК(м)
    • Фехраль Х23Ю5Т
    • Кабель термопарный
  • Шлейф (провод ленточный)
  • Радиочастотный РК
  • Кабель разный
  • Высоковольтные провода
• Металл
  • Медь
    • Листы меди М1, М0Б (150 х 200 ; 200 х 300 мм)
    • Лист меди М1, М0Б ( 600 х 1500 мм; 600 х 500мм)
    • Медная шина, плита М1
    • Лента медная М1 (на метры)
    • Медная проволока ММ
    • Медный луженый ММЛ
    • Медный пруток М1т, М0Б
    • Трубка медная М2 (1 м)
    • Трубка медная бухтовая
    • Плетенка медная ПМЛ, АМГ
    • Провод щеточный ПЩ
    • Медная сетка
    • Медные радиаторы
  • Латунь
    • Латунь лист ( 600 х 1500мм; 500 х 600мм)
    • Латунь листы (200 х 300 ;150 х 200 мм)
    • Латунь пруток (квадрат)
    • Латунь лента
    • Латунь трубки
    • Латунь прутки (круг)
    • Латунь проволока
    • Латунь сетка
    • Латунь шестигранник
    • Латунь трубки (квадрат)
  • Мельхиор МН-19
    • Мельхиор лента МН-19
    • Мельхиор листы МН-19
    • Мельхиор проволока МН-19
    • Мельхиор прутки МН-19
  • Нейзильбер МНЦ 15-20
    • Нейзильбер пруток
    • Нейзильбер лист
    • Нейзильбер проволока
    • Нейзильбер лента
  • Алюминий, дюраль
    • Алюминий листы АМГ2М
    • Трубка алюминий АД31Т,АМГ5м
    • Алюминий лента, фольга
    • Алюминиевая проволока
    • Охладитель ,гребенка из алюминия
    • Бокс квадрат алюминий
    • Шина алюминий АД-31Т
    • Уголок алюминий и Профиль
    • Дюраль Д16 пруток 100 ; 200 ; 400 мм
    • Дюраль Д16Т пруток (Длина 1 метр)
    • Дюраль Д16 шестигранник (длина 1 метр)
    • Дюраль листы Д16т
  • Нержавеющая сталь
    • Лента из нержавейки
    • Листы из нержавейки
    • Полоса нержавейка АISI 304(неполированная,гк)
    • Пруток нержавеющая сталь AISI 304
    • Трубка нержавеющая сталь зеркальная AISI 304
    • Проволока нержавеющая
    • Шестигранник нерж. AISI 304
    • Сетка нержавеющая
  • Пружинка пруток, проволока SS 321
  • Титан
    • Титан проволока ВТ1-0
    • Титан пинцет
    • Титан листы ВТ1-0
    • Титан трубки ПТ7М; ВТ1-0
    • Титан прутки
  • Бронза
    • Бронза лист
    • Бронза прутки
    • Бронза проволока
    • Бронза ленты
  • Цинк, Пермалой, Свинец, Никель
    • Цинк ,Свинец
    • Никелированная лента
    • Пермаллой 79 НМ
  • Сталь 30ХГСА и 51
• Пластик, Фторопласт
  • Капролон ПА-6
    • Капролон прутки 1 м
    • Капролон лист и брусок
    • Капролон прутки 200 мм
  • Полиацеталь ПОМ-С
  • Оргстекло Plexiglas
    • Прутки из оргстекла
    • Листы из оргстекла, поликарбонат
    • Трубка из оргстекла
  • АБС, ПВХ
    • АБС-пластик
    • ПВХ
  • Винипласт, полистирол
    • Винипласт
    • Полистирол
  • Фторопласт
    • Лента из фторопласта
    • Плиты и листы фторопластовые
    • Трубка фторопластовая PTFE
    • Трубка фторопластовая Ф4д
    • Пруток фторопластовый метровый
    • Пруток фторопластовый 100-500мм
    • Круги и шнуры фторопластовые
• Силикон, резина
  • Силикон ( трубки, листы )
    • Трубка прозрачные
    • Пищевая пластина KSIL 40
    • Электротехнический
    • Листы 100 х 100 мм
    • Трубки белые
    • Трубки ТКСП
  • Резина NBR,EVA,EPDM
• Скотч, ленты
  • Полиимид
    • Скотч
    • Лента, листы
  • Тефлоновое полотно, лента
    • Тефлон армированный с защитной подложкой
    • Тефлоновое армированное полотно с клеевым слоем
    • Тефлоновое армированное полотно без клеевой
  • Стеклоткань с покрытием из тефлона (скотч-ролики по 10 м)
  • Тефлон армир. лента в скотч-роликах (10 м; 30 м)
  • Медный скотч
  • Алюминиевый скотч
  • Скотч стеклотканевый
  • Скотч усиленный
  • Лента полиэстерная R31
  • Бумажный скотч
  • Пленка ПЭТ
  • Двусторонний скотч
    • Двусторонний скотч вспененный черный
    • Двусторонний скотч вспен. серый и прозрачный
  • Скотч, ножки-демпферы 3М
    • Двусторонняя клейкая лента 3М
    • Ножки — демпферы 3М ™
• Изоляционные материалы
  • Изоляционные ленты, бумага КОН, Слюда
    • Лента ЛЭС, Кремнеземная
    • Лакоткань
    • Слюда
    • Бумага конденсаторная КОН
    • Изоляционные ленты, бумага, картон
    • Паронит
  • Трубка термоусадочная
    • Термоусадка силиконовая
    • Трубка прозрачная 2:1
    • Термоусадка PTFE тефлоновая
    • Трубка термоусаживаемая с клеем 3:1
    • Термоусадка цветная на катушках 2:1
    • Термоусадочная трубка наборы, опт 50м
    • Трубки термоусадочные 2:1
    • Термоусадка бухтовая черная
  • Оплетки жаропрочные, Трубка ПВХ
    • Трубки ПВХ марок ТВ-40, ТВ-50
    • Оплетка, Гофра полиамидная
    • Оплетка WURTH (Германия)
    • Оплетки кремнеземные
    • Трубки жаропрочные 600С
  • Электрокартон
  • Керамические трубки/чехлы
  • Cтеклотекстолит, прутки FR-4, Трубки ТСЭФ
    • Стеклотекстолит листовой
    • Стеклотекстолит листы и прутки FR-4
    • Трубки из стеклотекстолита( ТСЭФ)
  • Текстолит, Гетинакс
    • Гетинакс листовой и трубка
    • Текстолит стержень
    • Текстолит листовой
  • Эбонит стержень
• Термоинтерфейс
  • Термопрокладки НОМАКОН
    • Повышенной теплопроводности 1,4 Вт/мК; 2,0 Вт/мК; 2,5 Вт/мК
    • Термопрокладки мягкие λ=0,8
    • Термопрокладки мягкие λ=1,1
    • Стандартные λ=0,8
  • Термопрокладки KERATHERM
    • Теплопроводный материал Keratherm
    • Подложка изолирующая Keratherm
    • Заполнитель зазоров Keratherm
  • Термопрокладки SNOWMAN
  • Теплопроводная керамика
    • Подложка керамическая с оксидом алюминия
    • Керамические пластины ВК-94, Ситалл
    • Подложка керамическая с нитридом алюминия
  • Компаунды теплопроводные
  • Термопасты
  • Элементы Пельтье
• Всё для пайки
  • Продукция MECHANIC
    • Пинцеты
    • Флюс-гель
    • Паяльная паста
    • Оплетки
    • Припои
    • Клей
  • Паяльное оборудование
    • Жало и паяльники YiHUA
    • Паяльные станции YiHUA
    • Паяльные ванны, тигели
    • Паяльники и микропаяльники пр-во Россия (ЭПСН, МПСЭН)
    • Газовое оборудование
  • Аксессуары для пайки
  • Продукция Goot, Япония
    • Паяльники и паяльные станции Goot
    • Подставки для паяльника и припоя Goot
    • Нагреватели Goot
    • Паяльники газовые и жала Goot
    • Жала для паяльников Goot
    • Аксессуары Goot
    • Оплетка для выпайки Goot wick
  • Припои ASAHI
  • Припой (размотка от 2 до 10 м)
  • Припой ПОС 61 ,ПОС 40 ,ПОС 63
  • Высокотемпературная пайка
  • Припои импортные Multicore,LOCTITE, STANNOL
  • Припой в прутках
  • Сосновая канифоль
  • Флюсы гелеобразные
  • Флюсы жидкие
  • Паяльные пасты, сплавы
  • Отмывочные жидкости, очистители
• Материалы для изготовления печатных плат
  • Маркеры для плат и цапонлак
  • Материалы для изготовления макетных плат
• Химия
  • Клей, Холодная сварка, ЭДП, Клей UV
  • Заливочный компаунд ,катализатор
  • Смазки, масла, пасты
  • Аэрозоли
    • Аэрозоли SOLINS Россия
    • Другие Аэрозоли
    • Аэрозоли CRAMOLIN Германия
  • Прочая химия
  • Лаки электроизоляционные
• Фольгированные материалы
  • Керамика фольгированная ФЛАН
  • Фторопласт фольгированный ФАФ-4Д
  • Алюминий фольгированный
  • Полиимид фольгированный ПФ
  • Стеклотекстолит односторонний CФ,FR-4
  • Стеклотекстолит двусторонний СФ,FR-4
• Макетные платы и перемычки
  • Макетные платы ( монтажные)
  • Беспаечные макетные платы и перемычки
• Блоки питания, Микроскоп
• Инструмент
  • Ручной инструмент
    • Мини-дрели, СГМ, Граверы, Шлиф машины
    • Фонари UV ( 365нм)
    • Бокорезы, cтриппер, плоскогубцы
    • Штангенциркуль, линейки, угольник
    • Пинцеты
    • Ножницы,зажимы, скальпель и прочее
    • Прочий инструмент
    • Термопистолеты, Клей
    • Труборезы
  • Абразивы
    • Диски
    • Боры, шарошки
    • Наборы
    • Бумага шлифовальная
  • Оборудование
  • Патроны, цанги
  • Метчики, плашки
  • Тиски
  • Патроны токарные
  • Сверла, фрезы
  • Стяжки кабельные

Цена:

490 р.

Арт. 10776

Уже в корзине

Описание товара

Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока.Элементом модуля ТЭМ является термопара, состоящая из двух разнородных элементов с p- и n- типом проводимости. Элементы соединяются между собой пластиной из меди.
Термоэлектрический модуль представляет собой совокупность термопар, электрически соединенных, как правило, последовательно.При прохождении через термоэлектрический модуль постоянного электрического тока между его сторонами образуется перепад температур — одна сторона (холодная) охлаждается, а другая (горячая) нагревается. Если с горячей стороны ТЭМ обеспечить эффективный отвод тепла, например, с помощью радиатора, то на холодной стороне можно получить температуру, которая будет на десятки градусов ниже температуры окружающей среды. Степень охлаждения будет пропорциональной величине тока. При смене полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами.При помощи элементов Пельтье можно и вырабатывать электричество.Если создать на разных сторонах пластины разницу температур внешним воздействием, то элемент начинает вырабатывать электричество. Т.е. работает как электрогенератор.

Характеристики:

• размер: 40*40*3,6 мм
• номинальное напряжение питания: 12 вольт
• максимальное напряжение питания: 15,4 вольт
• номинальная сила тока: 9 ампер
• потребляемая мощность: 108 ватт при Uпит=12 вольт
• холодопроизводительность: ~80 ватт при Uпит=12 вольт
• максимальная разность температур: 60°С

Похожие позиции

Продиэлком

Элемент Пельтье — Принцип работы, характеристики.

Как сделать самостоятельно?

Содержание:

Краткая история открытия и обоснование физики работы

В основе работы элемента Пельтье находится физический принцип прохождения тока через две соприкасающиеся пластины, изготовленные из материалов с различными уровнями энергии тока прохождения, или другими словами — полупроводниками отличающихся типов. В месте их соединения будет наблюдаться нагрев при подаче тока в одну сторону, и понижение температуры при движении его в обратную.

Открыт эффект был еще в 18 веке Жан-Шарлем Пельтье, который получил его случайно, соединив контакты из висмута и сурьмы от источника тока. Капля воды, находящаяся в точке соприкосновения, превратилась в лед, что и вызвало интерес исследователя. Практическое применение открытие не получило по причине слабой распространенности электротехники в указанный период времени. Вспомнили о нем уже позднее, в век развития микроэлектроники, компонентам которой нужно было миниатюрное охлаждение, желательно без жидкостей и подвижных частей (насосов, вентиляторов и прочих).

Элемент Пельтье можно создать не только из полупроводников. Но, к сожалению, эффект от использования различных проводящих металлов будет ниже, и практически полностью потеряется за счёт нагревания их в месте соприкосновения и общей теплопроводности материала.

В общем виде конструкция выглядит как набор электродов кубической формы, изготовленных из полупроводников n- и p-типа. Каждый из них соединен с противоположными проводящими контактами, а все указанные пары соединены между собой последовательно. Причем расположение элементов выполняется так, чтобы связующие металлы между сборками полупроводников одного типа, соприкасались с первой стороной устройства в общем, а второго с противоположной. Сами p- и n- кубы зачастую изготавливаются из теллурида висмута и сплава кремния с германием. Соединительные контакты обычно из меди, алюминия или железа. Здесь главное требование — хорошая теплопроводность. Количество же пар в одной конструкции не ограничивается, и чем их больше, тем эффективнее работает элемент Пельтье. При подаче напряжения на сборку одна ее сторона нагревается, вторая охлаждается.

Принципиальная схема соединений в элементе Пельтье:

Годом нахождения обратного эффекта, выражающегося в выработке тока при охлаждении и нагреве соединенных проводников из разных металлов, принято считать 1821. Открытие было сделано Т. И. Зеебеком, который уже на следующий год опубликовал его в статье, предназначенной для Прусской академии наук, с названием «К вопросу о магнитной поляризации некоторых металлов и руд, возникающей в условиях разности температур».

Хотя согласно его работе, система генерации действует не только при использовании полупроводников, с ними ее КПД намного выше.

Элемент Пельтье, предназначенный целям генерации тока:

Устройство и принцип работы

Современные модули представляет собой конструкцию, состоящую из двух пластин-изоляторов (как правило, керамических), с расположенными между ними последовательно соединенными термопарами. С упрощенной схемой такого элемента можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.


Устройство модульного элемента Пельтье

Обозначения:

• А – контакты для подключения к источнику питания;
• B – горячая поверхность элемента;
• С – холодная сторона;
• D – медные проводники;
• E – полупроводник на основе р-перехода;
• F – полупроводник n-типа.

Конструкция выполнена таким образом, что каждая из сторон модуля контактирует либо p-n, либо n-p переходами (в зависимости от полярности). Контакты p-n нагреваются, n-p – охлаждаются (см. рис.3). Соответственно, возникает разность температур (DT) на сторонах элемента. Для наблюдателя этот эффект будет выглядеть, как перенос тепловой энергии между сторонами модуля. Примечательно, что изменение полярности питания приводит к смене горячей и холодной поверхности.


Рис. 3. А – горячая сторона термоэлемента, В – холодная

Зачем нужны и чем отличаются от обычного охлаждения?

К практике предлагаю перейти чуть позже, так как надо вообще вначале определиться, что могут и что не могут элементы пельтье и зачем они нужны.

Допустим есть у вас некоторый процессор, вы в силу желаний улучшения производительности или спортивного интереса начинаете его разгонять и рано или поздно сталкиваетесь с вопросом перегрева процессора. Вы покупаете более производительный кулер, температуры немного снижаются. Вы ставите ещё более производительное охлаждение, температуры ещё чуть-чуть падают. Вы переходите на водяное охлаждение с большим радиатором и температуры падают ещё на пару градусов, потом вы заменяете большой радиатор на 4 радиатора от грузовиков, которые могут рассеять сотню киловатт тепла и получаете ещё выгоду в пол градуса и начинаете подозревать, что вы делаете что-то не так.


Условное изображение графика снижения температур от улучшения охлаждения

Всякие жидкие металлы скальпирования и прочие действия помогут сдвинуть все эти графики вниз на какое-то количество градусов, но суть — не изменится.


Условный график скорректированный для случая минимальных градиентов при передачи тепла от процессора

Проблема тут в том, что мы производим охлаждение относительно температуры воздуха. И не важно обдуваем мы радиатор установленный на процессоре или радиатор к которому подаётся тепло через жидкость. И чтобы мы не обдували воздухом комнатной температуры — рано или поздно мы придём к теоретически наименьшей температуре, которая нас может не устраивать. Конечно другой вопрос, что если процессор выделяет 50 ватт тепла то мы придём к этой температуре на маленьком радиаторе, а если 300 Ватт, то на большом, но суть в том, что предел есть и для процессоров он наступает очень быстро.

Выход из этой ситуации остаётся только один — в качестве среды использовать что-то, что холоднее комнатного воздуха, иначе никак.

И тут есть разные способы. Самый технологически простой — холодная проточная вода.

Есть ещё малозатратные способы — поместить компьютер в холодильник и на обычном кулере вы получите температуры ниже, чем на 4-х радиаторах охлаждения от грузовиков.


Компьютер в холодильнике

Логичным продолжением данной идея стало избавление от холодильника, а использование только самого принципа работы, а именно то, что можно взять некий газ с низкой температурой кипения и заставлять его вскипать там где нам нужно и вскипая он будет забирать тепло.

Проблем в данном решении несколько. Во первых — использование фреона, и опасности связанные с работой с ним, а так же тот факт что одна из частей контура с фреоном находится под высоким давлением. Вторая проблема — шум компрессора, который и обеспечивает нам то самое давление.

Ну и третья — технологически это сложная система состоящая из множества собранных друг с другом элементов. Но зато можно получить целый холодильник который работает не на большую камеру, а на кусок меди который прижат к крышке процессора и этот кусок меди может быть на градусов 60 холоднее окружающего воздуха, что существенно решает вопрос ограничения комнатными температурами, но одновременно с этим создаёт проблемы с конденсатом, так как в жилых помещениях в зависимости от влажности и температуры точка росы составляет от 5 до 20 градусов. Вдобавок данные системы практически неуправляемые, то есть работать в полсилы не могут и мощность отвода тепла закладывается при проектировании самой системы.

Ну и третий глобальный метод отводить тепло относительно более холодной среды — использование модулей Пельтье, о чём далее и будет идти речь.

Технические характеристики

Характеристики термоэлектрических модулей описываются следующими параметрами:

• холодопроизводительностью (Qmax), эта характеристика определяется на основе максимально допустимого тока и разности температуры между сторонами модуля, измеряется в Ваттах;
• максимальным температурным перепадом между сторонами элемента (DTmax), параметр приводится для идеальных условий, единица измерения — градусы;
• допустимая сила тока, необходимая для обеспечения максимального температурного перепада – Imax;
• максимальным напряжением Umax, необходимым для тока Imax, чтобы достигнуть пиковой разницы DTmax;
• внутренним сопротивлением модуля – Resistance, указывается в Омах;
• коэффициентом эффективности – СОР (аббревиатура от английского — coefficient of performance), по сути это КПД устройства, показывающее отношение охлаждающей к потребляемой мощности. У недорогих элементов этот параметр находится в пределах 0,3-0,35, у более дорогих моделей приближается к 0,5.

Маркировка

Рассмотрим, как расшифровывается типовая маркировка модулей на примере рисунка 4.


Рис 4. Модуль Пельтье с маркировкой ТЕС1-12706

Маркировка разбивается на три значащих группы:

1. Обозначение элемента. Две первые литеры всегда неизменны (ТЕ), говорят о том, что это термоэлемент. Следующая указывает размер, могут быть литеры «С» (стандартный) и «S» (малый). Последняя цифра указывает, сколько слоев (каскадов) в элементе.
2. Количество термопар в модуле, изображенном на фото их 127.
3. Величина номинального тока в Амперах, у нас – 6 А.

Таким же образом читается маркировка и других моделей серии ТЕС1, например: 12703, 12705, 12710 и т.д.

Применение

Несмотря на довольно низкий КПД, термоэлектрические элементы нашли широкое применение в измерительной, вычислительной, а также бытовой технике. Модули являются важным рабочим элементом следующих устройств:

• мобильных холодильных установок;
• небольших генераторов для выработки электричества;
• систем охлаждения в персональных компьютерах;
• кулеры для охлаждения и нагрева воды;
• осушители воздуха и т.д.

Приведем детальные примеры использования термоэлектрических модулей.

Достоинства элементов Пельтье

Простота конструкции, отсутствие подвижных частей и специальных навыков при построении системы, низкая стоимость в сравнении с фреоном и при этом высокая разница температур сопоставимая с фрионными чиллерами.

Минусы фрионок тут тоже есть — а именно конденсат. Но вопрос с конденсатом частично решается тем, что Модули Пельтье поддаются управлению как по напряжению, так и по току. Но не так просто как хотелось бы. Питание должно быть без пульсаций, так как все переменные составляющие питания дают нагрев, но не дают перенос тепла, то есть и без того низкая эффективность ещё сильнее падает. То есть взять «ардуину», датчик температуры и контроллер каких-нибудь двигателей с ШИМ управлением и всё подключить — не получится. Вернее получится, но работать не будет.

Можно, конечно, питать используя силовые транзисторы в режиме управления, но при управлении всё равно сопротивление транзисторов далеко не бесконечное, так что потери эффективности и необходимость отвода от транзисторов тепла будет. Но в теории управлять этим можно динамически, так чтобы все компоненты были по температуре выше точки росы. Но две проблемы, а именно сложности управления и то, что одного элемента мало — дают и выходы из данной проблемы с управлением.

Во первых есть стандартное решение в вопросе нехватки производительности чего-то одного в «холодильных» или «нагревальных» делах. А решение это — объединение нескольких элементов чего-либо в один контур с общим теплонасителем. Мы не можем поставить модули Пельтье друг на друга, но это не значит, что мы не можем поставить их рядом друг с другом и прогонять через их холодные поверхности жидкость и чтобы они все вместе в сумме эту жидкость охлаждали. Так мы можем решить проблему ограниченности максимального переноса тепла одним элементом. В данном случае тут вопрос только в количестве этих элементов. Если есть желание и возможности можно и 100 элементов объединить в один контур.

И вопрос управления становится проще, так как не надо регулировать питание а можно просто подключать нужное количество элементов. Можно для снижения дискретности ещё поставить один более слабый элемент. Допустим если будет 10 мощных отводящих по 50 Ватт и один слабый на 25, то можно варьировать отбор тепла в пределах от ноля до 525 Ватт с шагом в 25 Ватт. А включать выключать элементы можно разрывая цепи питания, допустим электромеханическими реле, что шумно, либо твердотельными, что дорого для больших токов. Либо использовать транзисторы в ключевом режиме полностью их открывая, и автоматизировав всё это дело, измеряя температуру хладагента, влажность и температуру в помещении (для вычисления температуры точки росы), избавляясь от конденсата и лишней траты энергии в простое системы, то есть частично компенсировать имеющиеся недостатки, при этом в максимальной производительности давая виртуальную более холодную среду, чем окружающий воздух.

Недостатки элементов Пельтье

Во первых элементу Пельтье требуется не бесконечное количество тепла для работы. То есть если подать слишком большой тепловой поток, то элемент Пельтье просто начнёт греться и будет нагреваться до тех пор пока не выйдет из строя.

Вторая проблема — это закон сохранения энергии. И холод, как и тень от света — это не некая отрицательная энергия — а её отсутствие в том или ином месте или меньшее её количество в сравнении с окружающим пространством. То есть тепло процессора и холод элемента пельтье не аннигилируют друг с другом. Та энергия, что нужна была для перевода электронов тоже превращается потом в тепловую и её тоже надо отводить вместе с нагревом от электрического сопротивления.

Вкупе с самим нагревом от сопротивления выходит две вещи. Во первых элементы Петльте надо очень хорошо охлаждать, а иначе они перегреются и выйдут из строя, а во вторых у них крайне низкий КПД. Вернее КПД у них близок к 0. С точки зрения электричества — это нагреватель с интересными особенностями работы, но если считать за работу не сам перенос тепла, а количество переносимого тепла, то некое подобие КПД у этой вещи появляется.

Возвращаясь к элементам Пельте их можно купить и у нас, и вроде как они получше и число полупроводниковых блоков у них на одну и ту же площадь выше, но стоят они чуть ли не в десять раз дороже китайских. Китайские элементы Пельтье называются TEC1, далее указывается число пар полупроводников, для типоразмера 40 на 40 мм это 127 пар и далее указывается ток в Амперах. Чем выше ток — тем больше тепла элемент перетаскивает с одной стороны своего корпуса на другую. Я купил 15 Амперные модули.

Что касается 15 Амперного элемента, то свои 15 Ампер он потребляет на 15 Вольтах и обещается, что выводит он в идеальных условиях при этом около 130 Ватт тепла. В реальных условиях и на 12 Вольтах цифры ожидать стоит порядка 50-60 Ватт.

Как я выше уже писал — при перенасыщении теплом элемент Пельте уходит в разнос. И для мощного процессора одно элемента мало. Именно поэтому большинство экспериментов с элементами Пельтье которые вы можете найти в интернете сводятся к тому, что либо поставив этот элемент на «селрон» он хорошо охлаждается, либо при установки на i7/i9 или 9-тысячный FX всё это дело вообще не работает. Вернее становится всё ещё хуже чем было.

Ставить элементы пельтье «бутербродом» друг на друга когда и так они перегружены тоже не имеет никакого смысла. Если один элемент не может перевести 100 Ватт, то второй ещё сильнее не сможет перевести 250 Ватт уже от первого.


Трёхкаскадный модуль пельтье

Есть двухкаскадные (и даже трёхкаскадные) заводские сборки этих элементов, но они рассчитаны на то, что источник тепла очень слабый и обычно задача просто охладить что-то, допустим датчик какого-то чувствительного прибора.

Практический опыт с элементом Пельтье

Выглядеть он может по-разному, но основной его вид – это прямоугольная или квадратная площадка с двумя выводами.  Сразу же отметил сторону “А” и сторону “Б” для дальнейших экспериментов

Почему я пометил стороны?

Вы думаете, если мы просто тупо подадим напряжение на этот элемент, он у нас будет полностью охлаждаться? Не хочу вас разочаровывать, но это не так… Еще раз внимательно читаем определение про элемент Пельтье. Видите там словосочетание “разности температур”? То то и оно. Значит, у нас какая-то сторона будет греться, а какая-то охлаждаться. Нет в нашем мире ничего идеального.

Для того, чтобы определить температуру каждой стороны элемента Пельтье, я буду использовать мультиметр, который шел в комплекте с термопарой

Сейчас он показывает комнатную температуру. Да, у меня тепло ;-).

Для того, чтобы определить, какая сторона элемента Пельтье греется, а какая охлаждается, для этого цепляем красный вывод на плюс, черный – на минус и подаем чуток напряжения, вольта два-три. Я узнал, что у меня сторона “А” охлаждается, а сторона “Б” греется, пощупав их рукой. Если перепутать полярность, ничего страшного не случится. Просто сторона А будет нагреваться, а сторона Б охлаждаться, то есть они поменяются ролями.

Итак, номинальное (нормальное) напряжение для работы элемента Пельтье – это 12 Вольт. Так как  я подключил на красный  – плюс, а на черный – минус, то у меня сторона Б греется. Давайте замеряем ее температуру.  Подаем напряжение 12 Вольт и смотрим на показания мультиметра:

77 градусов по Цельсию – это не шутки. Эта сторона нагрелась так, что когда ее трогаешь, она обжигает пальцы.

[quads id=1]

Поэтому главной фишкой использования элемента Пельтье в своих электронных устройствах является большой радиатор. Желательно, чтобы радиатор обдувался вентилятором. Я пока что взял радиатор от усилителя, который  дали в ремонт. Намазал термопасту КПТ-8 и прикрепил элемент Пельтье к радиатору.

Подаем 12 Вольт и замеряем температуру стороны А:

7 градусов по Цельсию). Когда трогаешь, пальцы замерзают.

Но также есть и обратный эффект, при котором можно вырабатывать электроэнергию с помощью элемента Пельтье, если одну сторону охлаждать, а другую нагревать. Очень показательный пример – это фонарик, работающий от тепла руки

Элемент пельтье своими руками

Изготовить устройство в домашних условиях практически невозможно, тем более это не имеет особого смысла, учитывая его невысокую рыночную стоимость.

Но большинство умельцев все же предпочитает мастерить элемент пельтье своими руками, ссылаясь на ряд его достоинств:

1. Компактность, удобство установки на самодельное электронное плато.
2. Отсутствие движущихся деталей, что увеличивает сроки его эксплуатации.
3. Возможность соединения нескольких элементов в каскадной схеме для снижения очень больших температур.

Тем не менее, пельтье своими руками имеет определенные недостатки: низкий коэффициент полезного действия (КПД), необходимость подачи высокого тока для получения заметного перепада температуры, сложность отведения тепловой энергии от охлаждаемой поверхности.

Рассмотрим на примере схем, как сделать пельтье своими руками:

• Задействовать его в качестве детали термоэлектрического генератора, согласно рисунку подключения.
• Собрать простой преобразователь на микросхеме ИМС L6920 (рисунок 1).


Рисунок 1. Элемент пельтье своими руками: универсальная схема

Далее стоит следовать простой инструкции, как сделать пельтье своими руками:

1. Подать на вход получившегося преобразователя напряжение диапазоном 0. 8-5.5В, чтобы иметь на выходе стабильные 5В.
2. При использовании устройства обычного типа — поставить лимит температуры нагреваемой стороны в 150 градусов.
3. Для калибровки — в качестве источника тепла использовать емкость с кипящей водой, которая точно не нагреется свыше 100 градусов.

Из диодов и транзисторов

Фактически любой элемент Пельтье представляет собой гирлянду из последовательно соединенных диодов, работающих в режиме пробоя. В сущности, любой электронный компонент, пропускающий ток в одном направлении и препятствующий его прохождению в обратном, построен на принципах соединения полупроводников p-n типа. Что в свою очередь наводит на мысли о схожести системы на искомую конструкцию, аналогичную той, которую имеет модуль Пельтье. Если брать во внимание диоды с пластмассовой оболочкой (включая излучающие свет), мешает доступу к самим контактным пластинам из разных металлов только сам корпус устройства.

Вот они, две пластины полупроводника в прозрачном диоде:

Случай транзисторов аналогичен, конечно учитывая то, что в большинстве из них три контакта, два из полупроводника одного типа и один (меньший) другого. Хотя избавиться от корпуса, если он металлический, проще, что довольно распространено у элементов названого типа — достаточно срезать верхнюю крышку и получить доступ к открытым контактным пластинам.

Металлический транзистор со снятой крышкой:

Саму процедуру избавления от корпуса возложим на читателей, с рекомендацией попробовать нагрев, кислоту или механическое снятие преграды. Что касается соединения контактных площадок, здесь некоторые фанаты, судя по имеющейся информации, использовали меднение их верхушек электрическим методом. Впоследствии к подготовленным участкам осуществлялась пайка проводящих контактов.

После получения требуемых металлов, главное, что нужно помнить при их подключении — направление прохождения тока и последовательное соединение, выглядящее, как p-n-p-n-p-n, учитывая тип полупроводников. Кроме того, чем больше будет использовано элементов в конструкции, вне зависимости от их размера, тем и выше КПД получившегося генератора или устройства создающего тепло вместе с холодом.

Как изготовить генератор на основе элемента Пельтье?

Генераторы на основе элемента Пельтье особенно интересуют людей, которые ввиду достаточно продолжительной отрезанности от цивилизации нуждаются в простом и доступном источнике энергии. Также они широко применяются при критическом перегреве деталей персонального компьютера.




Рис.2: Генератор на основе элемента Пельтье.

Элементы Пельтье имеют достаточно интересный принцип действия, но помимо этого обладают одной любопытной особенностью: если к ним прилагается разность температур, то они продуцируют электричество. Один из вариантов генератора на базе этого устройства предполагает следующую конструкцию:

По  двум трубкам (одна для входа, другая для выхода) движется пар, который направляется в полость теплообменника, сконструированный из пластины (материал: алюминий), имеющей толщину 1 см.

К каждому отверстию теплообменника подведено соединение с одним каналом. Габариты теплообменника точно дублируют габариты элементов Пельтье.   Два элемента фиксируются на двух сторонах теплообменника с помощью четырёх винтов (по 2 на каждую сторону). В результате, благодаря отверстиям и канальцам теплообменника формируется полноценная система сообщающихся отделов, через которые проходит пар. Двигаясь вперёд, пар входит в камеру по одной трубке и выходит через другую, двигаясь к следующей камере. Транслируемое паром тепло достаётся элементам Пельтье, когда пар непосредственно соприкасается с их поверхностью , а также с материалом теплообменника.

Чтобы вплотную прижать элементы к корпусу теплообменника , а также для организации отвода тепловой энергии на «холодную» сторону применяются пластины из алюминия на 0,5 см в толщину. На последнем этапе вся конструкция герметизируется силиконовыми  герметиками.

После этого через трубки пускают пар, а конструкция погружается в холодную воду. Вся система целиком начинает работать.  Электрический ток будет образовываться до тех пор, пока разница между температурой «горячей» и «холодной»  сторон не сократится до минимума.

Есть и более элементарный метод.

Элемент Пельтье выводами подсоединённый к зарядному телефонному кабелю закрепляется на алюминиевом радиаторе (который будет контактировать с «холодной» стороной) с помощь герметика. Сверху на устройство ставится любой горячий предмет, например, кружка с горячим чаем. Через пару секунд телефон можно ставить на зарядку. Зарядка будет продолжаться, пока чай не остынет.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Холодильник на элементах пельтье своими руками

Чтобы собрать холодильный агрегат вам понадобятся достаточное количество  электрических проводников и специальные инструменты (рисунок 3).

Холодильник на пельтье своими руками требует особого подхода к сборке и используемым материалам:

1. Основой для платы должна служить прочная керамика;
2. Для максимального температурного перепада надо подготовить не менее 20 связей;
3. Правильные расчеты — залог увеличения коэффициента полезного действия на 70%;
4. Наибольшую мощность используемому оборудованию даст фреон;
5. Самодельный модуль устанавливается возле его испарителя, рядом с мотором;
6. Монтаж производится стандартным набором инструментом с применением прокладок;
7. Они необходимы для изолирования рабочей модели от пускового реле;
8. Изоляция понадобится и для самой проводки, перед ее подключением к компрессору;
9. Чтобы избежать короткого замыкания, сила предельного напряжения звонится тестером.


Рисунок 3. С помощью элемента пельтье можно легко собрать походный холодильник

Подобную схему можно применить для автомобильного охладителя. Автохолодильник пельтье своими руками собирается на керамической плате толщиной не менее, чем 1 миллиметр. В нем используются медные немодульные связи с пропускной способностью в 4А и применяются проводники с маркировкой «ПР20», подходящие для контактов разного типа. Для соединения устройства с конденсатором используют обычный паяльник.

Кондиционер пельтье своими руками

В данном случае, для изделия могут применяться только проводники типа «ПР12» (рисунок 4).

Кондиционер пельтье своими руками собирается только на них, так как они выдерживают аномальные температуры и выдают напряжение до 23В:

1. Применяется в основном для охлаждения компьютерных видеокарт.
2. Его сопротивление колеблется в пределах 3 Ом.
3. Температурный перепад равен 10 градусам, а КПД — 65%.
4. Для него требуется 14 медных проводничков.
5. Для подключения задействуется немодульный переходник.
6. Устройство монтируется рядом с встроенным кулером на видеокарте.
7. Конструкция крепится металлическими уголками и обычными гайками.


Рисунок 4. Элемент используется и для создания портативных кондиционеров

Если во время работы кондиционера замечаются сильные посторонние шумы, другие нехарактерные звуки — он проверяется на работоспособность мультиметром.

Как сделать элемент для кулера питьевой воды?

Модуль Пельтье (элемент) своими руками делается для кулера довольно просто. Пластины для него важно подбирать только керамические. Проводников в устройстве используют не менее 12. Таким образом, сопротивление будет выдерживаться высокое. Соединение элементов стандартно осуществляется при помощи пайки. Проводов для подключения к прибору должно быть предусмотрено два. Крепиться элемент обязан в нижней части кулера. При этом с крышкой устройства он может соприкасаться. Для того чтобы исключить случаи коротких замыканий, всю проводку важно зафиксировать на решетке либо корпусе.

Как проверить на работоспособность

При покупке и использовании может возникнуть вопрос, как проверить элемент Пельтье на работоспособность. Самый простой способ проверки — подключить термоэлемент к источнику напряжения и проверить обе его стороны рукой. Одна сторона должна быть холодной, а вторая начать нагреваться.

Если нет возможности использовать источник тока, от которого можно было бы осуществить питание элемента, то придется пойти от обратного. Для этого нужно иметь под рукой мультиметр и источник огня (лучше всего зажигалку). Выводы мультиметра необходимо подключить к проводам от элемента. После этого по одной из сторон нужно провести зажигалкой.

Обратите внимание! Если пластина рабочая, то под действием огня она начнет вырабатывать некоторое количество электричества. Это можно будет увидеть по показаниям электроизмерительного прибора.

Элемент Пельтье может использоваться во многих сферах деятельности обычного человека. Сделать качественный и эффективный элемент самостоятельно в домашних условиях достаточно сложно. Проще купить готовый в магазине и уже из него сооружать множество полезных конструкций дома.

Источники

• https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/samodelki-oborud/element-pelte-printsip-raboty.html
• https://www.asutpp.ru/chto-takoe-element-pelte-i-ego-primenenie.html
• https://pc-01.tech/peltie/
• https://www.RusElectronic.com/element-peltje/
• https://nowifi.ru/vyzhivanie-v-dikoy-prirode/105-element-pelte-svoimi-rukami.html
• https://elektronchic.ru/avtomatika/element-pelte.html
• https://FB.ru/article/192230/pelte-element-svoimi-rukami-kak-sdelat
• https://rusenergetics.ru/oborudovanie/element-pelte

Предыдущая

ТеорияПостоянный ток — определение и параметры

Следующая

ТеорияЧто такое абсолютная диэлектрическая проницаемость?

Элементы Пельтье

Элементы Пельтье / термоэлектрические охладители (ТЭО) представляют собой тепловые насосы, передающие тепло с одной стороны на другую в зависимости от направления электрического тока. Контроллеры TEC используются для управления элементами Пельтье.
В этой статье объясняется, как работают элементы Пельтье / термоэлектрические охладители, описываются особенности и упоминаются производители элементов Пельтье.

—> Купить контроллер TEC здесь

Содержание

• Основы элемента Пельтье
  • Модель элемента Пельтье
  • Параметры элемента Пельтье
• Свойства и поведение элементов Пельтье
  • Сравнение теплового насоса с текущим
  • Коэффициент полезного действия (COP) (КПД)
  • Отвод тепла от элемента Пельтье
  • Зависимость отведенного тепла от dT
  • Напряжение в зависимости от тока
• Многоступенчатые элементы Пельтье
• Производители

Основы элемента Пельтье

Элемент Пельтье способен передавать тепло с помощью эффекта Пельтье. Внутри элемента Пельтье эффект Пельтье создает разницу температур между двумя сторонами, когда течет ток.

В зависимости от направления протекания постоянного тока можно охлаждать и нагревать с помощью элементов Пельтье без замены разъемов или механической настройки. Дополнительные преимущества заключаются в возможности реализации небольших конструкций и отсутствии движущихся частей. Ток, подаваемый на элемент Пельтье, регулируется контроллером ТЭО.

Левая сторона: Стандартный элемент Пельтье       Правая сторона: Специальные типы элементов Пельтье

Обычно идентификация производителя напечатана на холодной стороне элемента Пельтье. Это холодная сторона, если положительное напряжение питания подключено к красному кабелю элемента Пельтье

Поскольку кабели обладают теплоемкостью, они подключаются к горячей стороне элемента Пельтье, чтобы не снижать охлаждающую способность элемента.

Как вы можете видеть на правом рисунке, существуют различные типы элементов Пельтье. Они различаются по размеру и форме, мощности и температурному диапазону.

Диапазон размеров: от 1 мм x 1 мм до 60 мм x 60 мм
Формы: квадратные, кольцевые, многоступенчатые, одноступенчатые, герметичные или негерметичные, нестандартные формы
Диапазон температур: перепад температур dT _макс. до 130 °C (многоступенчатый), макс. температура до 200 °C
Максимальная мощность охлаждения: до 290 Вт

Элемент Пельтье Модель

Элементы Пельтье можно охарактеризовать с помощью модели. В этой модели учитываются следующие три эффекта

• Эффект Пельтье Q _p : Перенос тепла с одной стороны на другую. Описано в этом уравнении Q _p = I * α * T
• Обратный поток тепла Q _Rth : Поток тепла с горячей стороны на холодную. Описано в этом уравнении Q _Rth = dT / Rth
• Джоулевы нагрев/потери Q _Rv представляют собой сопротивления R _v : Описанные в этом уравнении Q _Rv = I ² * R _v / 2.
  холодная сторона. Тепло, выделяемое на горячей стороне, непосредственно рассеивается радиатором и поэтому не включается в это уравнение.

Результирующая перекачиваемая тепловая нагрузка Q _c зависит от трех эффектов Q _p , Q _Rth и Q _Rv .

В случае охлаждения уравнение для Q _c . выглядит следующим образом: Q _c = Q _p — Q _Rth — Q _Rv .

Параметры элемента Пельтье

Помимо механических свойств элементы Пельтье характеризуются четырьмя важными параметрами. Которые предоставляются производителем: Q _max , dT _max , U _max , I _max

• Q _max : Максимальная производительность теплового насоса при разнице температур между горячей и холодной сторонами 0 °K
•  dT _max : Максимальная разность температур на элементе Пельтье, когда тепло не перекачивается
•  I _макс. : Ток через элемент Пельтье при Q _макс.
•  U _макс. : Напряжение через элемент Пельтье при Q _макс.

Параметры Q _max и dT _max являются теоретическими цифрами и используются для описания поведения элементов Пельтье. Однако эти максимальные значения никогда не достигаются в термоэлектрическом приложении. Они предоставляются производителем для характеристики производительности модуля Пельтье.

В термоэлектрическом применении всегда существует компромисс между производительностью теплового насоса Q _c и разностью температур dT.

Свойства и поведение элементов Пельтье

Следующие четыре диаграммы характеризуют товар с элементами Пельтье. Они полезны для понимания свойств и поведения элементов Пельтье. Подобные схемы иногда используют и производители, например Ferrotec. Все значения на графиках относительные.

Зависимость теплового насоса от тока

На этой нормализованной диаграмме показано соотношение между выходной мощностью теплового насоса по оси y и током по оси x для различных значений разности температур между горячей и холодной сторонами (dT = T _{горячий} — T _{холодный} ) в случае охлаждения.


Динамика системы. Нормированная диаграмма Тепловой насос в зависимости от тока

Только при относительно небольшой разнице температур dT может передаваться значительное количество тепла. Многоступенчатые элементы Пельтье используются, когда необходимы более высокие перепады температур.

Перекачиваемое тепло Q _C и разность температур dT обратно пропорциональны друг другу, так как тепло подается на холодную сторону, разница температур подавляется.

Обычно ток через элемент Пельтье должен составлять от 0 до 0,7 умноженного на I _max .

Динамика системы


Динамика системы. Нормализованная диаграмма Тепловой насос в зависимости от тока

Чтобы понять динамику системы, мы можем наблюдать, что происходит при изменении температуры (и, следовательно, dT) или при увеличении тепловой нагрузки.

Если мы используем элемент Пельтье с током около 25 % от I _макс. можно компенсировать повышение dT на 10 градусов по Кельвину — точка от A до B — Чтобы обеспечить постоянную производительность теплового насоса, ток должно быть увеличено. Производительность теплового насоса также может быть увеличена без изменения dT, если мы перейдем от A к C.

Если рабочая точка составляет около 60% от I _max , нам потребуется больший ток, чем в предыдущем примере, чтобы компенсировать 10- Повышение dT по шкале Кельвина — точки от D до E — когда производительность теплового насоса не должна изменяться. Производительность теплового насоса можно увеличить без потери разницы температур, если перейти от D к F.

Однако, если элемент Пельтье работает при максимальном токе, изменение температуры не может быть компенсировано увеличением тока. Переход от более низкой к более высокой разности температур приведет к снижению производительности теплового насоса.

Коэффициент полезного действия (COP) (КПД)

Определение COP – это теплота, поглощаемая на холодной стороне Q _C , деленная на входную мощность P _el элемента Пельтье: COP = Q _C /P _эль . COP в принципе представляет собой эффективность элемента Пельтье при охлаждении.

На следующей диаграмме показана производительность (COP) в зависимости от отношения тока I / I _max , значения на этой диаграмме являются относительными и нормализованными.


На этой диаграмме показана зависимость производительности (COP) от текущего соотношения. Используйте его, чтобы найти рабочий ток, обеспечивающий наибольшую производительность для соответствующей разницы температур dT.

С левой стороны мы видим, что КПД максимален при наименьшем перепаде температур. Следовательно, мы получаем большое количество тепла, перекачиваемого на единицу электрической мощности. Как видим, в зависимости от dT соответствующий максимум КПД находится на разных уровнях тока — при большем dT он смещается вправо. Если мы проследим за кривой вправо, мы обнаружим, что мы должны вложить в систему много электроэнергии, чтобы получить только небольшое количество тепла, что соответствует низкому значению COP. Мы также можем заметить, что более высокие токи необходимы для создания более высоких перепадов температур.

Причина, по которой COP не начинается с нуля при dT > 0 K, заключается в том, что сначала обратный поток тепла Q _Rth должен быть компенсирован эффектом Пельтье Q _p , прежде чем элемент Пельтье остынет.

Тепло, отводимое элементом Пельтье

На следующей диаграмме показана теплота Q _h , рассеиваемая на теплой стороне элемента Пельтье, в зависимости от тока при охлаждении.


Нормализованная диаграмма, показывающая тепло, отводимое радиатором, в зависимости от тока при различных перепадах температур dT.

Значения нормализованные и относительные. Как видите, Q _h , отклоненное элементом Пельтье, может быть в 2,6 раза больше Q _max . Количество тепла на горячей стороне Q _h может быть таким большим, потому что тепло от эффекта Пельтье Q _p и тепло сопротивления потерь Q _Rv должны рассеиваться. Q _h = Q _p + Q _{Применяется Rv} .

Зависимость отведенного тепла от dT

На следующей диаграмме показано соотношение между Q _h и Q _C для разных dT в случае охлаждения. Отношение Q _h / Q _c показывает, насколько больше тепла должно рассеиваться на горячей стороне, чем на холодной.


Нормализованная диаграмма, показывающая количество тепла, отводимого радиатором, в зависимости от количества перекачиваемого тепла в зависимости от тока для различных значений dT.

Это означает, что при большом dT теплоотвод рассеивает большое количество тепла при сравнительно малом количестве тепла, поглощаемом на холодной стороне элемента Пельтье.
Например, если вы хотите охладить один ватт на холодной стороне Q _C = 1 Вт. Это приводит к теплу 1,75 Вт на горячей стороне Q _h = 1,75 Вт, если dt = 20 K. При dT = 40 K это около 3,5 Вт на горячей стороне Q _ч = 3,5 Вт. при разных значениях температурных перепадов между горячей и холодной стороной (dT = T _{горячий} — T _{холодный} ) в случае охлаждения.


Нормализованная диаграмма, показывающая зависимость напряжения от тока для различных значений dT.

Как видите, кривая линейна. Поведение элемента Пельтье такое же, как у резистора с источником напряжения. Наклон кривой уменьшается с увеличением dT. Смещение по оси Y связано с эффектом Зеебека.

Многоступенчатый элемент Пельтье


Многоступенчатый элемент Пельтье

Все приведенные выше схемы относятся к стандартным элементам Пельтье, но поведение многоступенчатых элементов Пельтье аналогично. Многокаскадные элементы Пельтье используются, когда требуются более высокие значения dT (до 125 К). Но Q _max ниже, т.е. может рассеивать меньше тепла. Это недостаток многокаскадных элементов Пельтье.

Изготовители

Изготовители	Описание	Страна
Deltron AG www. deltron.ch	Термоэлектрические модули	Швейцария
Ferrotec Thermal.ferrotec.com	Термоэлектрические модули	США, Азия, Европа
Laird www.lairdthermal.com	Термоэлектрические модули	Соединенное Королевство
II-VI www.i-vi.com	Термоэлектрические модули	США, Азия, Европа
Устройства CUI www.cuidevices.com	Термоэлектрические модули	США
Peltron GmbH www.peltier.de	Термоэлектрические модули, элементы для термоциклирования	Германия
Европейская термодинамика, ООО www.europeanthermodynamics.com	Термоэлектрические модули, элементы для термоциклирования	Германия

—> Купить контроллер TEC здесь

Элементы Пельтье

Элементы Пельтье / термоэлектрические охладители (ТЭО) представляют собой тепловые насосы, которые переносят тепло с одной стороны на другую в зависимости от направления электрического тока. Контроллеры TEC используются для управления элементами Пельтье.
В этой статье объясняется, как работают элементы Пельтье / термоэлектрические охладители, описываются особенности и упоминаются производители элементов Пельтье.

—> Купить контроллер TEC здесь

Содержание

• Основы элемента Пельтье
  • Модель элемента Пельтье
  • Параметры элемента Пельтье
• Свойства и поведение элементов Пельтье
  • Сравнение теплового насоса с текущим
  • Коэффициент полезного действия (COP) (КПД)
  • Отвод тепла от элемента Пельтье
  • Зависимость отведенного тепла от dT
  • Напряжение в зависимости от тока
• Многоступенчатые элементы Пельтье
• Производители

Основы элемента Пельтье

Элемент Пельтье способен передавать тепло с помощью эффекта Пельтье. Внутри элемента Пельтье эффект Пельтье создает разницу температур между двумя сторонами, когда течет ток.

В зависимости от направления протекания постоянного тока можно охлаждать и нагревать с помощью элементов Пельтье без замены разъемов или механической настройки. Дополнительные преимущества заключаются в возможности реализации небольших конструкций и отсутствии движущихся частей. Ток, подаваемый на элемент Пельтье, регулируется контроллером ТЭО.

Левая сторона: Стандартный элемент Пельтье       Правая сторона: Специальные типы элементов Пельтье

Обычно идентификация производителя напечатана на холодной стороне элемента Пельтье. Это холодная сторона, если положительное напряжение питания подключено к красному кабелю элемента Пельтье

Поскольку кабели обладают теплоемкостью, они подключаются к горячей стороне элемента Пельтье, чтобы не снижать охлаждающую способность элемента.

Как вы можете видеть на правом рисунке, существуют различные типы элементов Пельтье. Они различаются по размеру и форме, мощности и температурному диапазону.

Диапазон размеров: от 1 мм x 1 мм до 60 мм x 60 мм
Формы: квадратные, кольцевые, многоступенчатые, одноступенчатые, герметичные или негерметичные, нестандартные формы
Диапазон температур: перепад температур dT _макс. до 130 °C (многоступенчатый), макс. температура до 200 °C
Максимальная мощность охлаждения: до 290 Вт

Элемент Пельтье Модель

Элементы Пельтье можно охарактеризовать с помощью модели. В этой модели учитываются следующие три эффекта

• Эффект Пельтье Q _p : Перенос тепла с одной стороны на другую. Описано в этом уравнении Q _p = I * α * T
• Обратный поток тепла Q _Rth : Поток тепла с горячей стороны на холодную. Описано в этом уравнении Q _Rth = dT / Rth
• Джоулевы нагрев/потери Q _Rv представляют собой сопротивления R _v : Описанные в этом уравнении Q _Rv = I ² * R _v / 2.
  холодная сторона. Тепло, выделяемое на горячей стороне, непосредственно рассеивается радиатором и поэтому не включается в это уравнение.

Результирующая перекачиваемая тепловая нагрузка Q _c зависит от трех эффектов Q _p , Q _Rth и Q _Rv .

В случае охлаждения уравнение для Q _c . выглядит следующим образом: Q _c = Q _p — Q _Rth — Q _Rv .

Параметры элемента Пельтье

Помимо механических свойств элементы Пельтье характеризуются четырьмя важными параметрами. Которые предоставляются производителем: Q _max , dT _max , U _max , I _max

• Q _max : Максимальная производительность теплового насоса при разнице температур между горячей и холодной сторонами 0 °K
•  dT _max : Максимальная разность температур на элементе Пельтье, когда тепло не перекачивается
•  I _макс. : Ток через элемент Пельтье при Q _макс.
•  U _макс. : Напряжение через элемент Пельтье при Q _макс.

Параметры Q _max и dT _max являются теоретическими цифрами и используются для описания поведения элементов Пельтье. Однако эти максимальные значения никогда не достигаются в термоэлектрическом приложении. Они предоставляются производителем для характеристики производительности модуля Пельтье.

В термоэлектрическом применении всегда существует компромисс между производительностью теплового насоса Q _c и разностью температур dT.

Свойства и поведение элементов Пельтье

Следующие четыре диаграммы характеризуют товар с элементами Пельтье. Они полезны для понимания свойств и поведения элементов Пельтье. Подобные схемы иногда используют и производители, например Ferrotec. Все значения на графиках относительные.

Зависимость теплового насоса от тока

На этой нормализованной диаграмме показано соотношение между выходной мощностью теплового насоса по оси y и током по оси x для различных значений разности температур между горячей и холодной сторонами (dT = T _{горячий} — T _{холодный} ) в случае охлаждения.


Динамика системы. Нормированная диаграмма Тепловой насос в зависимости от тока

Только при относительно небольшой разнице температур dT может передаваться значительное количество тепла. Многоступенчатые элементы Пельтье используются, когда необходимы более высокие перепады температур.

Перекачиваемое тепло Q _C и разность температур dT обратно пропорциональны друг другу, так как тепло подается на холодную сторону, разница температур подавляется.

Обычно ток через элемент Пельтье должен составлять от 0 до 0,7 умноженного на I _max .

Динамика системы


Динамика системы. Нормализованная диаграмма Тепловой насос в зависимости от тока

Чтобы понять динамику системы, мы можем наблюдать, что происходит при изменении температуры (и, следовательно, dT) или при увеличении тепловой нагрузки.

Если мы используем элемент Пельтье с током около 25 % от I _макс. можно компенсировать повышение dT на 10 градусов по Кельвину — точка от A до B — Чтобы обеспечить постоянную производительность теплового насоса, ток должно быть увеличено. Производительность теплового насоса также может быть увеличена без изменения dT, если мы перейдем от A к C.

Если рабочая точка составляет около 60% от I _max , нам потребуется больший ток, чем в предыдущем примере, чтобы компенсировать 10- Повышение dT по шкале Кельвина — точки от D до E — когда производительность теплового насоса не должна изменяться. Производительность теплового насоса можно увеличить без потери разницы температур, если перейти от D к F.

Однако, если элемент Пельтье работает при максимальном токе, изменение температуры не может быть компенсировано увеличением тока. Переход от более низкой к более высокой разности температур приведет к снижению производительности теплового насоса.

Коэффициент полезного действия (COP) (КПД)

Определение COP – это теплота, поглощаемая на холодной стороне Q _C , деленная на входную мощность P _el элемента Пельтье: COP = Q _C /P _эль . COP в принципе представляет собой эффективность элемента Пельтье при охлаждении.

На следующей диаграмме показана производительность (COP) в зависимости от отношения тока I / I _max , значения на этой диаграмме являются относительными и нормализованными.


На этой диаграмме показана зависимость производительности (COP) от текущего соотношения. Используйте его, чтобы найти рабочий ток, обеспечивающий наибольшую производительность для соответствующей разницы температур dT.

С левой стороны мы видим, что КПД максимален при наименьшем перепаде температур. Следовательно, мы получаем большое количество тепла, перекачиваемого на единицу электрической мощности. Как видим, в зависимости от dT соответствующий максимум КПД находится на разных уровнях тока — при большем dT он смещается вправо. Если мы проследим за кривой вправо, мы обнаружим, что мы должны вложить в систему много электроэнергии, чтобы получить только небольшое количество тепла, что соответствует низкому значению COP. Мы также можем заметить, что более высокие токи необходимы для создания более высоких перепадов температур.

Причина, по которой COP не начинается с нуля при dT > 0 K, заключается в том, что сначала обратный поток тепла Q _Rth должен быть компенсирован эффектом Пельтье Q _p , прежде чем элемент Пельтье остынет.

Тепло, отводимое элементом Пельтье

На следующей диаграмме показана теплота Q _h , рассеиваемая на теплой стороне элемента Пельтье, в зависимости от тока при охлаждении.


Нормализованная диаграмма, показывающая тепло, отводимое радиатором, в зависимости от тока при различных перепадах температур dT.

Значения нормализованные и относительные. Как видите, Q _h , отклоненное элементом Пельтье, может быть в 2,6 раза больше Q _max . Количество тепла на горячей стороне Q _h может быть таким большим, потому что тепло от эффекта Пельтье Q _p и тепло сопротивления потерь Q _Rv должны рассеиваться. Q _h = Q _p + Q _{Применяется Rv} .

Зависимость отведенного тепла от dT

На следующей диаграмме показано соотношение между Q _h и Q _C для разных dT в случае охлаждения. Отношение Q _h / Q _c показывает, насколько больше тепла должно рассеиваться на горячей стороне, чем на холодной.


Нормализованная диаграмма, показывающая количество тепла, отводимого радиатором, в зависимости от количества перекачиваемого тепла в зависимости от тока для различных значений dT.

Это означает, что при большом dT теплоотвод рассеивает большое количество тепла при сравнительно малом количестве тепла, поглощаемом на холодной стороне элемента Пельтье.
Например, если вы хотите охладить один ватт на холодной стороне Q _C = 1 Вт. Это приводит к теплу 1,75 Вт на горячей стороне Q _h = 1,75 Вт, если dt = 20 K. При dT = 40 K это около 3,5 Вт на горячей стороне Q _ч = 3,5 Вт. при разных значениях температурных перепадов между горячей и холодной стороной (dT = T _{горячий} — T _{холодный} ) в случае охлаждения.


Нормализованная диаграмма, показывающая зависимость напряжения от тока для различных значений dT.

Как видите, кривая линейна. Поведение элемента Пельтье такое же, как у резистора с источником напряжения. Наклон кривой уменьшается с увеличением dT. Смещение по оси Y связано с эффектом Зеебека.

Многоступенчатый элемент Пельтье


Многоступенчатый элемент Пельтье

Все приведенные выше схемы относятся к стандартным элементам Пельтье, но поведение многоступенчатых элементов Пельтье аналогично. Многокаскадные элементы Пельтье используются, когда требуются более высокие значения dT (до 125 К). Но Q _max ниже, т.е. может рассеивать меньше тепла. Это недостаток многокаскадных элементов Пельтье.

Изготовители

Изготовители	Описание	Страна
Deltron AG www. deltron.ch	Термоэлектрические модули	Швейцария
Ferrotec Thermal.ferrotec.com	Термоэлектрические модули	США, Азия, Европа
Laird www.lairdthermal.com	Термоэлектрические модули	Соединенное Королевство
II-VI www.i-vi.com	Термоэлектрические модули	США, Азия, Европа
Устройства CUI www.cuidevices.com	Термоэлектрические модули	США
Peltron GmbH www.peltier.de	Термоэлектрические модули, элементы для термоциклирования	Германия
Европейская термодинамика, ООО www.europeanthermodynamics.com	Термоэлектрические модули, элементы для термоциклирования	Германия

—> Купить контроллер TEC здесь

Элементы Пельтье

Элементы Пельтье / термоэлектрические охладители (ТЭО) представляют собой тепловые насосы, которые переносят тепло с одной стороны на другую в зависимости от направления электрического тока. Контроллеры TEC используются для управления элементами Пельтье.
В этой статье объясняется, как работают элементы Пельтье / термоэлектрические охладители, описываются особенности и упоминаются производители элементов Пельтье.

—> Купить контроллер TEC здесь

Содержание

• Основы элемента Пельтье
  • Модель элемента Пельтье
  • Параметры элемента Пельтье
• Свойства и поведение элементов Пельтье
  • Сравнение теплового насоса с текущим
  • Коэффициент полезного действия (COP) (КПД)
  • Отвод тепла от элемента Пельтье
  • Зависимость отведенного тепла от dT
  • Напряжение в зависимости от тока
• Многоступенчатые элементы Пельтье
• Производители

Основы элемента Пельтье

Элемент Пельтье способен передавать тепло с помощью эффекта Пельтье. Внутри элемента Пельтье эффект Пельтье создает разницу температур между двумя сторонами, когда течет ток.

В зависимости от направления протекания постоянного тока можно охлаждать и нагревать с помощью элементов Пельтье без замены разъемов или механической настройки. Дополнительные преимущества заключаются в возможности реализации небольших конструкций и отсутствии движущихся частей. Ток, подаваемый на элемент Пельтье, регулируется контроллером ТЭО.

Левая сторона: Стандартный элемент Пельтье       Правая сторона: Специальные типы элементов Пельтье

Обычно идентификация производителя напечатана на холодной стороне элемента Пельтье. Это холодная сторона, если положительное напряжение питания подключено к красному кабелю элемента Пельтье

Поскольку кабели обладают теплоемкостью, они подключаются к горячей стороне элемента Пельтье, чтобы не снижать охлаждающую способность элемента.

Как вы можете видеть на правом рисунке, существуют различные типы элементов Пельтье. Они различаются по размеру и форме, мощности и температурному диапазону.

Диапазон размеров: от 1 мм x 1 мм до 60 мм x 60 мм
Формы: квадратные, кольцевые, многоступенчатые, одноступенчатые, герметичные или негерметичные, нестандартные формы
Диапазон температур: перепад температур dT _макс. до 130 °C (многоступенчатый), макс. температура до 200 °C
Максимальная мощность охлаждения: до 290 Вт

Элемент Пельтье Модель

Элементы Пельтье можно охарактеризовать с помощью модели. В этой модели учитываются следующие три эффекта

• Эффект Пельтье Q _p : Перенос тепла с одной стороны на другую. Описано в этом уравнении Q _p = I * α * T
• Обратный поток тепла Q _Rth : Поток тепла с горячей стороны на холодную. Описано в этом уравнении Q _Rth = dT / Rth
• Джоулевы нагрев/потери Q _Rv представляют собой сопротивления R _v : Описанные в этом уравнении Q _Rv = I ² * R _v / 2.
  холодная сторона. Тепло, выделяемое на горячей стороне, непосредственно рассеивается радиатором и поэтому не включается в это уравнение.

Результирующая перекачиваемая тепловая нагрузка Q _c зависит от трех эффектов Q _p , Q _Rth и Q _Rv .

В случае охлаждения уравнение для Q _c . выглядит следующим образом: Q _c = Q _p — Q _Rth — Q _Rv .

Параметры элемента Пельтье

Помимо механических свойств элементы Пельтье характеризуются четырьмя важными параметрами. Которые предоставляются производителем: Q _max , dT _max , U _max , I _max

• Q _max : Максимальная производительность теплового насоса при разнице температур между горячей и холодной сторонами 0 °K
•  dT _max : Максимальная разность температур на элементе Пельтье, когда тепло не перекачивается
•  I _макс. : Ток через элемент Пельтье при Q _макс.
•  U _макс. : Напряжение через элемент Пельтье при Q _макс.

Параметры Q _max и dT _max являются теоретическими цифрами и используются для описания поведения элементов Пельтье. Однако эти максимальные значения никогда не достигаются в термоэлектрическом приложении. Они предоставляются производителем для характеристики производительности модуля Пельтье.

В термоэлектрическом применении всегда существует компромисс между производительностью теплового насоса Q _c и разностью температур dT.

Свойства и поведение элементов Пельтье

Следующие четыре диаграммы характеризуют товар с элементами Пельтье. Они полезны для понимания свойств и поведения элементов Пельтье. Подобные схемы иногда используют и производители, например Ferrotec. Все значения на графиках относительные.

Зависимость теплового насоса от тока

На этой нормализованной диаграмме показано соотношение между выходной мощностью теплового насоса по оси y и током по оси x для различных значений разности температур между горячей и холодной сторонами (dT = T _{горячий} — T _{холодный} ) в случае охлаждения.


Динамика системы. Нормированная диаграмма Тепловой насос в зависимости от тока

Только при относительно небольшой разнице температур dT может передаваться значительное количество тепла. Многоступенчатые элементы Пельтье используются, когда необходимы более высокие перепады температур.

Перекачиваемое тепло Q _C и разность температур dT обратно пропорциональны друг другу, так как тепло подается на холодную сторону, разница температур подавляется.

Обычно ток через элемент Пельтье должен составлять от 0 до 0,7 умноженного на I _max .

Динамика системы


Динамика системы. Нормализованная диаграмма Тепловой насос в зависимости от тока

Чтобы понять динамику системы, мы можем наблюдать, что происходит при изменении температуры (и, следовательно, dT) или при увеличении тепловой нагрузки.

Если мы используем элемент Пельтье с током около 25 % от I _макс. можно компенсировать повышение dT на 10 градусов по Кельвину — точка от A до B — Чтобы обеспечить постоянную производительность теплового насоса, ток должно быть увеличено. Производительность теплового насоса также может быть увеличена без изменения dT, если мы перейдем от A к C.

Если рабочая точка составляет около 60% от I _max , нам потребуется больший ток, чем в предыдущем примере, чтобы компенсировать 10- Повышение dT по шкале Кельвина — точки от D до E — когда производительность теплового насоса не должна изменяться. Производительность теплового насоса можно увеличить без потери разницы температур, если перейти от D к F.

Однако, если элемент Пельтье работает при максимальном токе, изменение температуры не может быть компенсировано увеличением тока. Переход от более низкой к более высокой разности температур приведет к снижению производительности теплового насоса.

Коэффициент полезного действия (COP) (КПД)

Определение COP – это теплота, поглощаемая на холодной стороне Q _C , деленная на входную мощность P _el элемента Пельтье: COP = Q _C /P _эль . COP в принципе представляет собой эффективность элемента Пельтье при охлаждении.

На следующей диаграмме показана производительность (COP) в зависимости от отношения тока I / I _max , значения на этой диаграмме являются относительными и нормализованными.


На этой диаграмме показана зависимость производительности (COP) от текущего соотношения. Используйте его, чтобы найти рабочий ток, обеспечивающий наибольшую производительность для соответствующей разницы температур dT.

С левой стороны мы видим, что КПД максимален при наименьшем перепаде температур. Следовательно, мы получаем большое количество тепла, перекачиваемого на единицу электрической мощности. Как видим, в зависимости от dT соответствующий максимум КПД находится на разных уровнях тока — при большем dT он смещается вправо. Если мы проследим за кривой вправо, мы обнаружим, что мы должны вложить в систему много электроэнергии, чтобы получить только небольшое количество тепла, что соответствует низкому значению COP. Мы также можем заметить, что более высокие токи необходимы для создания более высоких перепадов температур.

Причина, по которой COP не начинается с нуля при dT > 0 K, заключается в том, что сначала обратный поток тепла Q _Rth должен быть компенсирован эффектом Пельтье Q _p , прежде чем элемент Пельтье остынет.

Тепло, отводимое элементом Пельтье

На следующей диаграмме показана теплота Q _h , рассеиваемая на теплой стороне элемента Пельтье, в зависимости от тока при охлаждении.


Нормализованная диаграмма, показывающая тепло, отводимое радиатором, в зависимости от тока при различных перепадах температур dT.

Значения нормализованные и относительные. Как видите, Q _h , отклоненное элементом Пельтье, может быть в 2,6 раза больше Q _max . Количество тепла на горячей стороне Q _h может быть таким большим, потому что тепло от эффекта Пельтье Q _p и тепло сопротивления потерь Q _Rv должны рассеиваться. Q _h = Q _p + Q _{Применяется Rv} .

Зависимость отведенного тепла от dT

На следующей диаграмме показано соотношение между Q _h и Q _C для разных dT в случае охлаждения. Отношение Q _h / Q _c показывает, насколько больше тепла должно рассеиваться на горячей стороне, чем на холодной.


Нормализованная диаграмма, показывающая количество тепла, отводимого радиатором, в зависимости от количества перекачиваемого тепла в зависимости от тока для различных значений dT.

Это означает, что при большом dT теплоотвод рассеивает большое количество тепла при сравнительно малом количестве тепла, поглощаемом на холодной стороне элемента Пельтье.
Например, если вы хотите охладить один ватт на холодной стороне Q _C = 1 Вт. Это приводит к теплу 1,75 Вт на горячей стороне Q _h = 1,75 Вт, если dt = 20 K. При dT = 40 K это около 3,5 Вт на горячей стороне Q _ч = 3,5 Вт. при разных значениях температурных перепадов между горячей и холодной стороной (dT = T _{горячий} — T _{холодный} ) в случае охлаждения.


Нормализованная диаграмма, показывающая зависимость напряжения от тока для различных значений dT.

Как видите, кривая линейна. Поведение элемента Пельтье такое же, как у резистора с источником напряжения. Наклон кривой уменьшается с увеличением dT. Смещение по оси Y связано с эффектом Зеебека.

Многоступенчатый элемент Пельтье


Многоступенчатый элемент Пельтье

Все приведенные выше схемы относятся к стандартным элементам Пельтье, но поведение многоступенчатых элементов Пельтье аналогично. Многокаскадные элементы Пельтье используются, когда требуются более высокие значения dT (до 125 К). Но Q _max ниже, т.е. может рассеивать меньше тепла. Это недостаток многокаскадных элементов Пельтье.

Изготовители

Изготовители	Описание	Страна
Deltron AG www. deltron.ch	Термоэлектрические модули	Швейцария
Ferrotec Thermal.ferrotec.com	Термоэлектрические модули	США, Азия, Европа
Laird www.lairdthermal.com	Термоэлектрические модули	Соединенное Королевство
II-VI www.i-vi.com	Термоэлектрические модули	США, Азия, Европа
Устройства CUI www.cuidevices.com	Термоэлектрические модули	США
Peltron GmbH www.peltier.de	Термоэлектрические модули, элементы для термоциклирования	Германия
Европейская термодинамика, ООО www.europeanthermodynamics.com	Термоэлектрические модули, элементы для термоциклирования	Германия

—> Купить контроллер TEC здесь

Модули Пельтье

Элементы Пельтье , которые также называются термоэлектрическими модулями или ТЭО, представляют собой тепловой насос с электрическим приводом. Здесь энергия в виде тепла передается с одной стороны модуля на другую и должна рассеиваться там. Модуль Пельтье основан на так называемом Эффект Пельтье , который описывает квазиобратный эффект Зеебека. Эффект Пельтье утверждает, что энергия может переноситься в виде тепла током в полупроводнике, что создает разницу температур. Эффект Зеебека означает, что ток возникает, когда к полупроводнику прикладывается разность температур. Эффект Зеебека используется для измерения температуры или сбора электроэнергии.
Элемент Пельтье представляет собой тепловой насос, работа которого основана на переносе электрического тока в полупроводнике.

Термоэлектрические модули часто используются в:

• Медицина
• лазерная технология
• Лаборатория/аналитическая техника
• Газоанализатор
• Для конденсации
• Автомобильные технологии рекуперации энергии
• военная техника

Основные преимущества элемента Пельтье здесь:

• Точное управление электричеством
• Путем изменения полярности можно добиться изменения направления теплового потока
• Работа без вибрации
• Продолжительность эффекта (> 20 лет)
• Мелкие размеры

uwe electronic предлагает очень большую программу элементов Пельтье, которая может использоваться во многих областях.



 

30 золотых правил технологии Пельтье

1. Количество твердотельных пар, а также плотность пакетов модуля Пельтье определяют размер модуля.
2. На каждую твердотельную пару падает ок. 0,12 Вольт. Большое количество твердотельных пар увеличивает максимально возможное напряжение и, таким образом, может уменьшить ток.
3. Высокие токи влияют на срок службы модуля, поскольку со временем увеличиваются микроразрывы твердотельного материала.
4. Большой ток вызывает больший тепловой нагрев и, следовательно, снижает эффективность.
5. Отношение мощности охлаждения (Qc) к потребляемому току математически можно рассматривать как экспоненциальное приближение к максимальному значению. Следовательно, для последних 30% достижения максимального охлаждения необходимо задействовать много электроэнергии.
6. Тепловыделение на теплой стороне модуля Пельтье представляет собой сумму мощности охлаждения и задействованной электрической энергии (рабочей энергии).
7. КПД модуля Пельтье – это отношение теплопередачи к потребляемой электрической энергии.
8. Очень высокая эффективность охлаждения с элементами Пельтье достигается при работе прибл. 50% от максимального значения напряжения/тока.
9. Информация о максимальной мощности охлаждения Qc модуля Пельтье основана на разнице температур между обеими сторонами (0 градусов Кельвина), максимальном обеспечиваемом токе/напряжении и температуре окружающей среды 300K (27°C). Реальная мощность охлаждения ниже и ее можно оценить с помощью диаграммы производительности.
10. Стандартные модули достигают в условиях вакуума и температуре окружающей среды 300K (27°C) максимальную разницу температур прибл. 70 Кельвинов.
11. Высококачественные модули могут достигать значений около 72 Кельвинов и выше, в то время как недорогие модули достигают едва ли около 60 Кельвинов.
12. Специальные модули, такие как многоступенчатые каскады, генерируют разницу температур до 120К. Недостатком является низкая тепловая прокачка и высокая цена.
13. Хороший отвод тепла на теплой стороне модуля Пельтье улучшает охлаждающую способность, эффективность и максимальную разницу температур deltaT.
14. Отвод тепла в окружающую среду зависит от мощности радиатора. Более высокая активная поверхность радиатора (как размер, так и количество ребер) улучшает тепловое сопротивление.
15. Большие вентиляторы с мощным потоком воздуха улучшают тепловое сопротивление радиатора.
16. Прямой обдув корпуса радиатора наиболее эффективен, так как наибольшее количество тепла всегда отдается на основание корпуса.
17. Жидкостные радиаторы в большинстве своем обладают еще более высокими тепловыми качествами, однако они значительно более затратны.
18. Между модулем Пельтье и радиатором должен быть нанесен хороший термоинтерфейсный материал (термопрокладки, термопаста или термоклей) для увеличения теплопередачи
19. Очень хорошая теплопередача между материалами достигается с помощью тонкого слоя термопасты, поскольку она может адаптироваться к микроскопическим неровностям.
20. PCM (материал с фазовым переходом) показывают особенно высокий коэффициент заполнения. Она смачивает поверхности даже лучше, чем обычная термопаста, а также имеет то преимущество, что не высыхает.
21. Высокое контактное давление также улучшает теплопередачу, но при сборке очень важно предотвратить поперечную силу.
22. Давление прижима к модулю Пельтье должно быть в пределах 3-8 кг/см².
23. Только небольшие модули размером не более 12×12 мм могут быть опционально покрыты металлизацией. Их можно припаять в процессе изготовления прямо на радиатор.
24. Максимальная кратковременная рабочая температура всегда должна быть на 20-30°C ниже температуры припоя отвеса (139°C; 183°C и 232°C).
25. Длительное использование модуля Пельтье >120°C приводит к процессу диффузии меди в твердое тело и, как следствие, к снижению производительности.
26. Для защиты от влаги обязательна герметизация. Но за счет рекуперации тепла производительность составляет ок. на 4% ниже.
27. Для защиты от конденсата наилучшим выбором является силиконовое уплотнение, поскольку оно очень хорошо адаптируется к частым перепадам температуры.
28. Преимущество герметизации эпоксидной смолой в том, что выделение газа не заметно. Рабочая температура не должна быть выше 80°C и не должна часто меняться.
29. Частые и высокие температурные изменения приводят к напряжениям между материалами (вызванными разным расширением материалов по длине) и, следовательно, сокращают срок службы.
30. Аналоговое управление, а также кратковременные импульсы создают меньшую механическую нагрузку, чем обычные двухточечные системы управления.

Загрузить: 30 золотых правил для технологии Пельтье

 

Спецификация может быть изменена без предварительного уведомления.

Quick-Cool Library: Peltier-Element

Модули Пельтье или термоэлектрические охладители (TEC) в основном представляют собой термоэлектрические тепловые насосы. Это означает, что при подаче электрической энергии тепло может передаваться против его естественного градиента от одной стороны модуля Пельтье, где тепло поглощается, к другой стороне, где тепло выделяется. Таким образом, эти модули Пельтье можно использовать для обогрева или охлаждения. Это поведение определяется направлением тока. Теоретически разница температур может достигать 73К для простого элемента и более 100К для многоуровневых элементов.


 

Как правило, модули Пельтье используются везде, где необходимо охлаждение с небольшой разницей температур, точный контроль и динамическое поведение. Применение модулей Пельтье очень разнообразно, начиная от технологий комплексного анализа в области медицины и заканчивая светочувствительными ПЗС-сенсорами и мобильными приложениями для охлаждения.

 

 

Рабочие и физические эффекты

 

Название, а также функциональность модулей Пельтье произошли от так называемого эффекта Пельтье, который является частью термоэлектричества. К ним относятся различные физические эффекты, при которых тепловые и электрические явления влияют друг на друга.


Четыре основных эффекта, связанных с термоэлектричеством:

 

1 . Эффект Пельтье: Когда ток течет по проводнику из различных материалов, электроны, движущиеся по проводнику, имеют разные энергетические уровни в разных материалах проводника. Если электрон попадает на поверхность раздела между двумя проводниками, энергия должна либо поглощаться, либо излучаться, чтобы поддерживать ток. Поглощение энергии отводит тепло от интерфейса. Точно так же выделение энергии нагревает интерфейс. Эффект Пельтье отвечает за перенос тепла в активном элементе Пельтье.

 

2. Эффект Зеебека: Причина этого термоэлектрического эффекта заключается в связывании и свободном движении электронов в металле. Если металлическую проволоку нагреть только с одного конца, колебания решетки и движение свободных электронов возрастут. Благодаря этому они все больше расширяются и диффундируют к холодному концу, где кинетическая энергия электронов мала, в результате чего они не отталкиваются сильными столкновениями. Это означает, что в проводе происходит неравномерное распределение заряда. Таким образом, на нагретой стороне не хватает электронов, а на холодной — избыток электронов. Результирующее электрическое напряжение также известно как термоэлектрическое напряжение или напряжение Зеебека. Величина этого напряжения определяется коэффициентом Зеебека.


 

Попытка подключить это напряжение не удалась, потому что оно влияет на физическое состояние таким образом, что напряжения компенсируют друг друга. Однако, чтобы сделать это напряжение пригодным для использования, используются два разных материала, которые генерируют как можно более разные напряжения. Теперь эту разницу можно использовать для производства электроэнергии. Кроме того, эту замену материала можно повторять сколь угодно часто, так что может быть достигнуто значительное напряжение. Эффект Зеебека уменьшает эффект Пельтье, так как здесь создается встречное напряжение, увеличивающее внутреннее сопротивление.

 

3. Эффект Томсона: Если существует разница температур между двумя точками на проводнике с током, перенос тепла увеличивается или уменьшается в зависимости от типа металла. Хотя это также передается через теплопроводность материала, результирующее сопротивление обеспечивает дальнейший нагрев. Это означает, что эффект может быть продемонстрирован только в ограниченной степени. Эффектом Томсона можно пренебречь при расчете охлаждающей способности модулей Пельтье.

 

4. Джоулев нагрев: Дж тепла описывает нагрев проводника с током из-за его внутреннего сопротивления. В основном, все электрические нагревательные элементы и лампочки основаны на этом принципе.


 

Джоулево тепло в режиме охлаждения нежелательно. Так как он добавляет тепло той стороне, из которой было извлечено тепло посредством эффекта Пельтье. В результате джоулев нагрев в значительной степени отвечает за то, что суммарный эффект может быть увеличен только до значения Imax. Выше этого тока вводится больше тепла, чем рассеивается.


 

Структура: Модули Пельтье обычно состоят из двух квадратных пластин из алюмооксидной керамики, расположенных одна над другой на расстоянии 3-5 миллиметров. Эти пластины используются для механической фиксации сложной конструкции. С одной стороны, материал должен быть теплопроводным, чтобы пропускать тепло, а с другой стороны, он должен быть электрически изолирован, чтобы последовательное соединение пар материалов не вызывало короткого замыкания. Между ними есть небольшие кубоиды, называемые ножками или кубиками, сделанные из полупроводникового материала, такого как теллурид висмута или кремний-германий. В результате p- и n-легирования материала получаются два разных проводящих материала, которые при подаче напряжения производят эффекты, описанные выше.


 

В модуле Пельтье все электрические проводники, сделанные из двух различных материалов, электрически соединены последовательно, так что тепло многократно поглощается и излучается. Пространственное расположение отдельных проводников теперь выбрано таким образом, что энергопоглощающие интерфейсы находятся исключительно на одной стороне Пельтье, а энергоизлучающие интерфейсы — на другой стороне. Таким образом, ток извивается между двумя керамическими пластинами. Следовательно, с электрической точки зрения схема представляет собой последовательную цепь; с тепловой точки зрения все проводники параллельны.


 

Тепловые и электрические свойства модуля Пельтье определяются количеством кубиков и их геометрией.

 

Как уже было сказано, различные эффекты накладываются друг на друга и, таким образом, влияют на желаемую теплопередачу модуля Пельтье. Выше тока Imax или напряжения Umax преобладают нежелательные эффекты, и дальнейшее увеличение подводимой энергии вызывает снижение пропускной способности. С теллуридом висмута этот эффект достигается при напряжении около 0,12 В на пару кубиков и температуре теплой стороны 25 градусов Цельсия.


Охлаждающая способность на холодной стороне рассчитывается следующим образом:

Q = S X I X TC — R X I2 — GTH x ∆T

Эффект шерстьер

Joul тепло

естественный поток тепла от теплого к холодному

 

 

Как упоминалось в описании каждого эффекта, на сопротивление R влияет эффект Зеебека. Кроме того, все свойства материала зависят от температуры. Температура полупроводниковой кости описывает кривую пространственного расширения и даже превышает температуру теплой стороны внутри.


 

Поэтому правильное математическое описание чрезвычайно сложно.

 

Модуль со 127 парами игральных костей имеет Umax примерно 15 В, тогда как модуль с 241 парой игральных костей имеет примерно 28 В. Подавляющее большинство модулей Пельтье основано на одной и той же сетке с 17, 31, 63, 71, 127, 61, 241 парами кубиков у всех производителей. Пар больше или меньше, в зависимости от того, как расположены пары ножек между керамикой и как выполнено электрическое соединение. Для модулей Пельтье с одинаковым количеством кубиков мощность устанавливается по максимальному току. Чем тоньше модули, тем мощнее они становятся. Более тонкие кубики уменьшают внутреннее сопротивление, Джоулев нагрев и тепловое сопротивление, в то время как охлаждающая способность увеличивается.


 

Конструкция:

 

Существуют различные конструкции модулей Пельтье. Наиболее распространенная форма представляет собой небольшую квадратную пластину с электрическими соединениями, через которые можно подавать постоянный ток. Изменяя силу и направление тока, можно управлять температурой контактирующих объектов. Это самая распространенная конструкция.


 

Так как мощные модули тоньше, чем маломощные, вставить кабель в это пространство зачастую невозможно. В этом случае керамическая сторона, к которой крепится электрическое соединение, выбирается несколько большей, и соединения выполняются на полученном выступе. Этот выступ называется крыльцом. Крыльцо также допускает интеграцию без проводов, например, с помощью нажимных штифтов или клемм, поскольку открытые электрические соединения могут быть подключены напрямую. Для тонких модулей характерно также то, что горячая сторона больше с двух сторон, чем холодная керамическая сторона.

 

В этом случае плюс (+) соединяется с одной стороны, а минус (-) — с другой.

 

Техническая установка для охлаждения объекта по технологии Пельтье обычно состоит из элемента Пельтье, радиатора и интересующего объекта. Если эти компоненты правильно подобраны и смонтированы, температуру объекта можно регулировать в пределах от минус 40 °C до плюс 200 °C. В конце концов, элемент Пельтье генерирует разность температур, а не заданную температуру. Эта разница температур зависит от подводимой мощности, которая вызывает эффект Пельтье, и передаваемой тепловой мощности. Кроме того, в материале существуют температуры, которые влияют на все электрические и тепловые эффекты. Тогда температура охлаждаемого объекта является функцией этой разности температур и температуры на теплой стороне. Температура теплой стороны определяется по присоединенному к ней радиатору.

 

Инженеры Quick-Ohm могут настроить компоненты для достижения желаемых требований. При необходимости может быть выполнен дизайн, на основе которого изделие может быть доведено до серийного производства.

51 важные правила для модулей Пельтье:

 

1. Модули Пельтье обычно представляют собой прямоугольные пластины с длиной ребра от 10 мм до 50 мм. Толщина находится в диапазоне от 3 мм до 5 мм. С одной из узких сторон торчат два кабеля электропитания.


 


2. Модули Пельтье от Quick-Ohm становятся холодными вверху, если элемент расположен так, что красный провод находится справа и находится здесь под положительным напряжением. (красный-справа-вверху-холодный)

 

 

 

3. Разность температур вследствие эффекта Пельтье возникает, когда электрическая энергия течет по двум разным проводникам, подключенным к границе раздела.


 

4. Модуль Пельтье сочетает в себе расположение многих интерфейсов, выполненных из двух разных проводящих материалов, которые в своей сумме, приводимые в действие электрической энергией, переносят тепло с одной стороны («холодная сторона») на другую («теплая сторона»). «) элемента.


 

5. Перенос тепла вызывает падение температуры в месте отвода тепла и повышение температуры в зоне поглощения тепла.


 

6. Элемент Пельтье создает разность температур между двумя контактными поверхностями за счет подачи электроэнергии.

 

7. Без дальнейшего теплового подключения к радиатору подведенная электрическая энергия остается в элементе Пельтье и приводит к неконтролируемому повышению температуры.


8. Модуль Пельтье должен иметь возможность высвобождать подаваемую энергию.


 

9. Если модуль Пельтье подключить к источнику питания без теплового соединения, он перегреется в течение очень короткого времени.


 

10. Если модуль Пельтье подключен к недостаточному радиатору, желаемый эффект контроля температуры не может контролироваться.


 

11. Наиболее распространенным недостатком в построении приложений Пельтье является неправильный размер радиатора.


 

12. Разность температур на элементе Пельтье зависит от подводимой мощности, передаваемой мощности и уровня температуры, при котором происходит процесс.


 

13. Соотношение между подаваемой электроэнергией и передаваемой теплотой (холодопроизводительность Q модуля Пельтье) примерно соответствует полиномиальной функции второй степени. Теплоперенос увеличивается с увеличением электроэнергии до максимального значения. При превышении этого значения производительность транспорта снижается. Здесь модуль перегружен.



14. Если потребляемый ток примерно в два раза превышает значение Imax (техническое описание), передача тепла прекращается. С этого момента энергия поступает к обеим сторонам элемента Пельтье. Элемент действует как чистый нагреватель.


 

15. Зависимость между подаваемым током и температурной разницей примерно соответствует полиномиальной функции второй степени. Разница температур между двумя сторонами модуля Пельтье увеличивается с увеличением тока до максимального значения. Максимальная разница температур превышает это значение Imax. Здесь модуль перегружен.


 

16. Если подаваемый ток превышает вдвое значение Imax (паспорт), знак разности температур меняется. Температура поверхности с обеих сторон увеличивается в результате дальнейшего увеличения тока.


 

17. Мощность, обеспечиваемая модулем Пельтье, непропорционально возрастает по сравнению с мощностью охлаждения. В результате может быть выгодно заменить один полностью активированный элемент большой мощности несколькими элементами малой мощности. Эта мера снижает потребление энергии и требования к радиатору, расположенному ниже по потоку.


 

18. Если была создана качественно адекватная конструкция охлаждения, это создает область низкой температуры. Мы воспринимаем эту зону как «холодную».


 

19. Если в зону охлаждения подается энергия, ее температура повышается. Энергия подается, например, за счет проникновения окружающего тепла или через активные части в зоне охлаждения.


 

20. Если в зону охлаждения подводится энергия Qmax и подводимый ток I = Imax, а температура на «теплой стороне» 25°С, то теплоперенос останавливается. Модуль Пельтье больше не может обеспечивать охлаждающий эффект. Эти значения определены как номинальные данные модуля Пельтье и могут быть прочитаны из таблицы данных.


 

21. Для передачи количества тепла Q ([Q] = ватт) и в то же время для достижения «охлаждающего эффекта» номинальная мощность Qmax элемента Пельтье должна быть больше этой количество тепла.


 

22. Направление переноса тепла определяется направлением тока и может происходить в обоих направлениях.

 

23. Текущее направление управляет охлаждением или нагревом модуля Пельтье.

 

24. Амплитуда тока определяет, насколько сильно модуль Пельтье охлаждается или нагревается.

 

25. Охлаждаемый объект должен находиться в тепловом контакте с холодной стороной модуля Пельтье. Это соединение представляет собой тепловое сопротивление. Тепловой поток через это тепловое сопротивление создает температурный градиент. Объект никогда не достигает температуры холодной стороны Пельтье.

 

26. Энергия, накапливающаяся на теплой стороне модуля Пельтье, должна передаваться охлаждающей среде (воздуху, воде и т. д.) через теплообменник. Этот теплообменник качественно описывается его тепловым сопротивлением Rth. Мощность охлаждения Q и подводимая мощность Pzu проходят через это сопротивление и создают перепад температуры. На этот перепад температур температура на теплой стороне модуля Пельтье превышает температуру охлаждающей среды.

 

27. Эмпирическое правило расчета теплообменника для модулей Пельтье: Rth <10K / Pzu


Где:
— Rth = тепловое сопротивление радиатора
— Q = рассеиваемое тепло
— Pzu = подводимая электрическая мощность

 

28. По данным производителя, термическое сопротивление радиатора обычно относится к однородному распределению тепла по всей теплопоглощающей поверхности этого радиатора. При охлаждении модуля Пельтье эффективное тепловое сопротивление по сравнению с этой спецификацией значительно хуже (хуже = больше) из-за малой площади контакта с модулем Пельтье.


 

29. Если объект должен быть охлажден на 30 Кельвинов по сравнению с окружающей средой, модуль Пельтье должен создать разницу температур между его поверхностями примерно в 50 Кельвинов, чтобы обеспечить передачу тепла от «холодного » разогреть».



30. Чтобы иметь возможность генерировать очень низкую температуру с помощью модулей Пельтье, несколько модулей Пельтье могут быть соединены последовательно. (друг на друге)


 

31. Если два модуля Пельтье термически соединены последовательно для режима охлаждения, ступень предварительного охлаждения должна передавать сумму тепловой мощности и электроэнергии, подаваемой для работы первой ступени. Следовательно, вторая ступень должна быть более мощной, чем предыдущая.


 

32. Чтобы вторая ступень двухкаскадного модуля Пельтье могла рассеивать отработанное тепло первой ступени, контактные поверхности должны быть полностью соединены друг с другом.


 

33. Размер отдельных поверхностей многоуровневого модуля Пельтье должен быть одинаковым, чтобы обеспечить термически когерентную связь между уровнями.


 

34. Модули Пельтье с более чем двумя каскадами вызывают значительные различия в номинальной мощности между первым и последним каскадом. Такие разные уровни больше не могут быть размещены на одной и той же площади.


 

35. Многоступенчатые модули Пельтье должны быть построены из уровней разного размера из-за производственного процесса. Это приводит к тому, что тепловое соединение теряет качество. Большая его часть становится неэффективной. Следовательно, отдельные уровни эффективно одинаково сильны. Настоящего каскадирования не происходит. Большая часть потребляемой электроэнергии рассеивается на бесполезных выступающих краях.


 

36. Для термического соединения большого количества ступеней Пельтье необходимо введение гомогенизирующих промежуточных слоев из теплопроводного материала.


 

37. Эффективность охлаждения элементов Пельтье снижается при низких температурах и увеличивается при высоких температурах.


 

38. Эффект Пельтье исчезает при температуре ниже минус 150 °С.


 

39. Невозможно использовать модули Пельтье для достижения температуры ниже минус 150 °С.


 

40. Возрастающее предварительное охлаждение «теплой стороны» модуля Пельтье продолжается во все меньшей степени на «холодной стороне».


 

41. Каждый модуль Пельтье является тепловым генератором.

 

42. Максимальный КПД преобразования тепловой энергии в электрическую достигает максимум 5% с модулями Пельтье.

 

43. Поскольку конструкция теплогенератора, включая его тепловую связь с источником и стоком, требует определенных усилий, а КПД преобразования достаточно низкий, стоимость вырабатываемой энергии не соответствовать стоимости.

 

44. Для выработки электроэнергии с помощью модулей Пельтье необходимо провести тепловую энергию из «теплой зоны» через модуль Пельтье в «холодную зону». Благодаря этому отводу энергии температура теплой зоны снижается, а температура холодной зоны повышается.


 

45. Тепловое избыточное тепло никогда не может быть полностью использовано для термоэлектрического преобразования.

 

46. Модули Пельтье можно подвергать давлению только на керамические пластины. На него могут действовать силы до 200 ньютонов на квадратный сантиметр. Сдвигающая нагрузка или растяжение не допускаются.


 

47. Модули Пельтье должны быть защищены от вибрации.

 

48. Из-за ограничений по нагрузке сборка элементов Пельтье не должна выполняться только с использованием клея.

 

49. При длительных сборках модуль Пельтье всегда будет зажиматься между радиатором и зоной охлаждения.

 

50. Чтобы свести к минимуму тепловые нагрузки, соединение между «радиатором» и «зоной контроля температуры» должно быть упругим. (например: тарельчатые пружины вместо шайб — см. ошибку! Источник ссылки не найден.)


 

51. Если конструкция требует, чтобы сборка выполнялась исключительно с помощью клея, необходимо убедиться, что на модуль Пельтье не действуют силы сдвига или растяжения.


Элементы Пельтье производят тепло, холод или электричество

Краткое резюме: элемент Пельтье — это простой инструмент, не имеющий движущихся частей, который можно использовать для нагрева, охлаждения или выработки электроэнергии. Большая универсальность делает эти устройства весьма полезными в долгосрочной ситуации выживания. У них есть ограничения в том, что они не очень эффективны и не выполняют много работы по отдельности, но этому противостоит их простота.

Элементы Пельтье представляют собой твердотельные устройства, что означает, что они прослужат очень долго. Они гибки в том смысле, что их можно использовать для таких вещей, как, помимо прочего, зарядка аккумуляторов, работа небольших электрических устройств, таких как светодиоды, а также для нагрева и охлаждения.

Вы ограничены только своим воображением и количеством доступных элементов Пельтье. Я хотел бы иметь тысячи таких со мной, когда SHTF.

Хорошо, теперь немного больше информации о том, как работают эти элементы Пельтье. Эффект Пельтье был открыт кем-то еще, человеком по имени Пельтье в начале 19 века.век. Эффект Пельтье возникает, когда электрический ток протекает по двум разнородным проводникам. Поток электричества заставляет одну сторону нагреваться, а другую охлаждать. Степень нагрева или охлаждения, которую вы получаете, во многом определяется типом используемого металла. Теллурид висмута — очень часто используемый металл элемента Пельтье.

Вы можете использовать любой металл, но вы зря потратите время, если не будете использовать лучший металл. Например, если используется свинец, эффект есть, но настолько мал, что вы даже не сможете его измерить. Так что пока даже не думайте делать что-то подобное самостоятельно.

Вот почему! Хотя вы можете сделать простое термоэлектрическое устройство с одной полупроводниковой таблеткой, вы не сможете передать через нее значительное количество тепла, поскольку каждая таблетка может работать только с очень небольшим напряжением (милливольты). Чтобы дать устройству Пельтье больше возможностей, вам нужно использовать несколько гранул из двух разных металлов вместе. Различные элементы лучше работают для нагрева или охлаждения, поэтому используются два разных металла, чередующиеся между ними.

Обычно это информация, являющаяся собственностью компании.

На рисунке ниже показано, как устроен реальный элемент Пельтье.

Таким образом, наиболее распространенные устройства Пельтье теперь используют этот формат, соединяя более пары сотен гранул, и это позволяет устройству по-прежнему потреблять, например, только 5 ампер вместо более тысячи, если бы каждая была подключена параллельно. Большинство из них предназначены для работы в системах от 12 до 16 вольт. Всегда постоянный ток! Никогда переменный ток, поскольку переменный ток просто пропускал бы ток вперед и назад через устройство, не производя ничего, кроме отработанного тепла.

Итак, вы берете это маленькое устройство и с помощью электричества нагреваете и охлаждаете устройство на противоположных сторонах ИЛИ вы можете добавлять тепло, как от пламени, на одну сторону и охлаждать с другой стороны и производят небольшое количество электроэнергии.

Если вы пропускаете электричество через устройство Пельтье и хотите поменять местами горячую сторону и холодную сторону, вы просто меняете направление электричества, меняя местами провода.

Обычно к каждой стороне устройства Пельтье подключается радиатор для более быстрого перемещения тепла с холодной стороны на горячую. Более быстрое движение тепла означает, что производится больше электроэнергии. Если тепло не отводится с горячей стороны, устройство перестанет работать. Поэтому радиаторы очень важны для получения чего-либо полезного от этих устройств.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. При добавлении тепла в систему устройство может работать только при определенной температуре. Если вы превысите эту температуру, устройство расплавится и выйдет из строя навсегда. 150 градусов по Цельсию — очень распространенный температурный предел. Помните, что 100 градусов по Цельсию — это 212 градусов по Фаренгейту.

Собери свой собственный термоэлектрический вентилятор!

Обычное использование этих устройств, с которыми вы, возможно, знакомы, — портативные холодильники на 12 В или охладители для напитков, которые сохраняют банку газировки холодной. Многие компьютеры используют эти устройства для охлаждения процессора.