Принцип работы элемента пельтье. Элемент Пельтье: принцип работы, устройство и применение термоэлектрического преобразователя — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое элемент Пельтье и как он работает. Каково устройство и принцип действия термоэлектрического преобразователя. Где применяются элементы Пельтье и каковы их преимущества и недостатки.

Содержание

Что такое элемент Пельтье и история его открытия

Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, работа которого основана на эффекте Пельтье. Этот эффект был открыт французским физиком Жаном Пельтье в 1834 году. Суть эффекта заключается в том, что при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников происходит выделение или поглощение тепла в зависимости от направления тока.

Интересно, что сам Пельтье неправильно интерпретировал открытый им эффект, посчитав, что речь идет о «магнитной поляризации». Только через несколько лет другой ученый — Ленц — правильно объяснил физическую природу этого явления и показал, что оно может использоваться для охлаждения.

Принцип работы элемента Пельтье

Как же работает элемент Пельтье? Принцип его действия основан на контакте двух разнородных полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании электрического тока через такой контакт происходит следующее:

Электроны переходят из материала с более низким энергетическим уровнем в материал с более высоким уровнем
Для этого перехода электроны поглощают энергию, что приводит к охлаждению места контакта
На противоположной стороне контакта происходит обратный процесс с выделением тепла

Таким образом, одна сторона элемента Пельтье охлаждается, а противоположная нагревается. При изменении направления тока, соответственно, меняются местами охлаждаемая и нагреваемая стороны.

Устройство элемента Пельтье

Типичный элемент Пельтье имеет следующую конструкцию:

Состоит из большого числа пар полупроводников p- и n-типа

Пары полупроводников соединены последовательно медными пластинами
С двух сторон элемент покрыт керамическими пластинами для электрической изоляции
Размеры стандартного элемента — 40×40 мм, толщина 3-4 мм

Чем больше пар полупроводников в элементе, тем выше его мощность. Современные элементы Пельтье могут содержать до 127 пар полупроводников.

Преимущества и недостатки элементов Пельтье

Каковы основные плюсы и минусы использования элементов Пельтье? Рассмотрим их подробнее.

Преимущества:

Компактные размеры и небольшой вес
Отсутствие движущихся частей и бесшумность работы
Возможность точного контроля температуры
Быстрый выход на рабочий режим
Возможность работы как на охлаждение, так и на нагрев
Длительный срок службы (до 200 000 часов)

Недостатки:

Низкий КПД (обычно не более 10-15%)
Относительно высокая стоимость
Необходимость отвода тепла с горячей стороны
Ограниченная холодопроизводительность
Чувствительность к перепадам напряжения

Применение элементов Пельтье

Где же на практике используются элементы Пельтье? Основные области их применения включают:

Охлаждение электронных компонентов (процессоров, видеочипов)
Портативные холодильники и сумки-холодильники
Охлаждение лазерных диодов
Системы терморегуляции в медицинском оборудовании
Осушители воздуха
Охлаждение матриц в цифровых фотоаппаратах
Термостаты для хранения биологических материалов
Охлаждение напитков в кулерах

Элементы Пельтье особенно эффективны там, где требуется компактное и бесшумное охлаждение при небольшой разнице температур.

Как выбрать элемент Пельтье

При выборе элемента Пельтье для конкретного применения следует учитывать несколько ключевых параметров:

Максимальная разность температур (ΔT max) — обычно 60-70°C
Максимальный ток (I max) — от 3 до 40 А
Максимальное напряжение (U max) — от 3 до 30 В
Холодопроизводительность (Q max) — от единиц до сотен ватт
Габаритные размеры элемента

Важно подобрать элемент с характеристиками, соответствующими решаемой задаче. Слишком мощный элемент будет работать неэффективно, а слабый не обеспечит нужного охлаждения.

Подключение и эксплуатация элементов Пельтье

При использовании элементов Пельтье следует соблюдать ряд правил:

Обеспечить хороший теплоотвод с горячей стороны (обычно используют радиатор с вентилятором)
Использовать стабилизированный источник питания

Не превышать максимально допустимый ток и напряжение
Обеспечить хороший тепловой контакт с охлаждаемым объектом
Защитить элемент от конденсата при работе в области низких температур

При правильной эксплуатации элементы Пельтье могут служить очень долго и надежно.

Перспективы развития технологии Пельтье

Несмотря на то, что эффект Пельтье известен уже почти 200 лет, технология продолжает развиваться. Основные направления совершенствования элементов Пельтье включают:

Повышение КПД за счет использования новых полупроводниковых материалов
Создание многоступенчатых элементов для увеличения перепада температур
Миниатюризация элементов для применения в микроэлектронике
Разработка гибких элементов Пельтье

Возможно, в будущем элементы Пельтье смогут конкурировать с традиционными холодильными установками даже в области бытового применения.

Заключение: уникальные возможности элементов Пельтье

Элементы Пельтье представляют собой уникальную технологию, позволяющую легко преобразовывать электрическую энергию в тепловую и наоборот. Несмотря на относительно низкий КПД, они находят широкое применение благодаря своим уникальным свойствам — компактности, бесшумности, возможности точного контроля температуры.

С развитием технологий сфера применения элементов Пельтье постоянно расширяется. Вполне возможно, что в ближайшем будущем эти устройства станут неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, обеспечивая комфортную температуру в одежде, мебели и различных гаджетах.

Элемент пельтье принцип работы

В настоящий момент сложно найти человека, не пользующегося теми или иными видами холодильного оборудования, будь то стационарный холодильник, имеющийся на кухне практически у каждого или же переносной вариант сумки, в которой можно безбоязненно хранить и переносить продукты без опасения их порчи. И хотя обычный холодильник и сумка, сохраняющая холод, выполняют одни и те же функции, их устройство имеет принципиальные отличия. Обычные стационарные холодильники, широко распространенные как в квартирах, так и частных домах, имеют охлаждающую систему на основе циркуляции хладагента от испарителя к конденсатору и обратно и оснащены одним или двумя компрессорами. В отличие от стандартной конструкции, работа сумки-холодильника основывается на совершенно иных принципах, в них отсутствуют как основные элементы, так и фреон, обеспечивающий отбор тепла. В сумках-холодильниках процесс охлаждения базируется на принципе работы элемента Пельтье , который и обеспечивает требуемое охлаждение. Данный элемент возможно собрать своими руками , для чего следует более подробно остановиться на принципе его работы и основных характеристиках.

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. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Галилео. Эксперимент ⚠ Элемент Пельтье 🔬 Peltier Element

Элемент пельтье принцип работы

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 — преобразователь термический, электрический ТЕС В корне принципа работы положен термоэлектрический эффект Пельтье.

К ним предъявляются высокие требования к эксплуатации, при невыполнении которых, устройство быстро выходит из строя. Очень важно отводить тепло, для этой цели необходимо устанавливать радиатор или вентилятор, в противном случае не достигается температура холодной стороны относительно горячей. Принцип работы элемента Пельтье. В этом случае происходит процесс поглощения энергии тепла на полупроводниковом контакте n — p и процесс выделения тепловой энергии на p — n контакте.

В итоге часть термопары полупроводника, который сопрягается с n — p контактом, будет охлаждаться, а вторая часть с другой противоположной стороны — соответственно, нагреваться. В том случае, когда поменяем полярность по току, то происходит процессы нагревания и охлаждения, соответственно, также поменяются. Обратный процесс эффекта Пельтье приводит к тому, что при подводе теплоты к одной стороне термопреобразователя получают энергию электрического тока.

Конечно на практике, применение одной термопары не хватает для полного отвода тепловой энергии, поэтому в преобразователе применяют большое количество. Электрическая цепь собирается из термопар последовательно. В то же время в конструкции термопреобразовательных элементов: нагревающие термопары располагаются на другой стороне относительно охлаждающих. Устройство элемента Пельтье очень простое. Термические пары конструируются между двумя платинами, выполненными из керамики.

Соединение термопар производится медными проводниками шинами. Количество термопар определяется назначением термопреобразователя, его мощности и места установки и может применяться от одной до нескольких сотен штук.

Устройство элемента Пельтье. Для элемента Пельтье разница по температурам разных краев термопар достигает до 70 градусов по Цельсию. Чтобы увеличить данную разницу требуется увеличить каскад последовательного включения термопар. Данное устройство в целом идеально работает в тех случаях, когда хорошо и надежно контактируют термопары с охладительным устройством, будь то радиатор охлаждения или вентилятор охлаждения со змеевиком, то есть — хороший теплосъем.

Как правило, в схему работы полупроводниковых элементов недопустимым условием является приспособление релейных устройств: ограничивающих мощность или регулирующих. Это приводит к деградации кристаллических составляющих и к неисправности в скором времени элемента. Частое включение и выключение устройств также негативно влияет на работу и срок эксплуатации, и его долговечность функционирования. Согласно законов физики — любой нагрев материала приводит к его тепловому расширению, а охлаждение — к сжатию.

Сравнивать устройство Пельтье с другими охладительными установками с различным приводом в принципе невозможно и нецелесообразно, так как в первом случае имеют полупроводниковые материалы в виде кристаллов, а во втором случае рабочее тело — газ или жидкость к примеру: компрессорный холодильник.

В различных областях применяются и те и другие устройства. Основной и наиболее широким применением термоэлектрические преобразователи нашли в следующих приборах, аппаратах и устройствах:.

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. Важно помнить о граничной температуре. Это значит, что если температура нагрева приблизится к этому значению, вероятно весь элемент выйдет из строя расплавится и развалится. В работе, при охлаждении чего либо с помощью элементов Пельтье, не стоит забывать отводить высокую температуру с обратной стороны элемента.

Так как это может привести к разрушению элемента. В автомобильный холодильниках, упоминавшихся ранее, стоит воздухоотвод, который выводит наружу горячий воздух. Элементы Пельтье уже перестали быть экзотическим продуктом из мира фантастики, и стали доступны по цене для всякого рода экспериментаторов, поэтому количество новинок, на его основе заметно возросло.

Но в случае с последним, зачастую элемент не справляется при сильной загрузке компьютера, даже при использовании температурного аккумулятора. Но об этом в следующей статье. Итак мой термогенератор нагревается масляной на обычном, самом дешевом, подсолнечном масле горелкой. Которая помещена вот в такой разборный корпус, состоящий из консервной банки, регулятора высоты горелки и самого элемента Пельтье.

Изготовить такой фитиль можно по этой видеоинструкции. Лично я делаю такие фитили из углей от костра, продвинутые жители больших городов могут просто купить древесный уголь в магазине.

Подобная горелка и сама по себе хороша, можно использовать как источник освещения, вместо свечек. Масло на её работу уходит мало, особо не чадит, может гореть сутками. Вот это элемент Пельтье, сверху на него помещен радиатор от охлаждения компьютерного процессора, с вентилятором. Это регулятор уровня огня горелки. Его можно изготовить из чего угодно, лишь бы фантазия работала.

Элемент Пельтье в данном варианте два-три элемента, друг на друге, всё смазано термопастой у меня зажат между охлаждающим радиатором и нагревающим радиатором. Пространство вокруг элемента я заполнил резиной от каблуков ненужной обуви и склеил всё это автомобильным термогерметиком. В результате получился вентилятор охлаждения, который начинает работать от полутора вольт и жрёт совсем небольшой ток.

Напряжение, порядка вольт, у меня выходит на преобразователь, где уменьшается до нужных для девайсов пяти вольт. Вот и сам генератор в сборе. Кат только в пределах минуты-две вырабатываемое напряжение достигает полутора вольт, начинает крутиться вентилятор охлаждения, и холодная сторона элемента начинает охлаждаться.

В рабочий режим генерации термогенератор выходит через несколько минут. От него можно питать светодиодные гирлянды и заряжать электронные девайсы. Мой генератор даёт порядка миллиампер тока при 5 вольтах напряжения. Сила тока зависит от применяемого элемента. Если будет возможность, поставлю элементы получше. Также данное устройство, если снять генераторную часть, можно использовать в качестве обычной горелки, для кипячения воды.

Обычно я заполняю наполовину банку и она закипает через минут. Элемент Пельтье — это электрическое устройство, под действием электрического тока образующее на рабочих площадках разницу температур. Принцип действия обратный эффекту Зеебека. Примечательно, что выводы термопары принято называть спаем, как и реальный спай металлов в чувствительном месте датчика.

Не стоит впадать в заблуждение, концы обычно подключены к измерительной схеме и не соприкасаются. Дальнейшие открытия следуют чередой, нас интересует изобретение первого гальванометра. Изготовитель, Швейггер, назвал прибор мультипликатором за способность умножать результат действия на магнитную стрелку нескольких витков провода, несущего ток.

Благодаря этому годом позже физик эстонского происхождения Зеебек открыл термоэлектричество. Общеизвестно, что случившееся помогло пятью годами позже Георгу Ому получить всемирно известный закон.

Литература говорит, что Зеебек в качестве детектора использовал соленоид с многочисленными витками проволоки и магнитную стрелку. История умалчивает, как к учёному попала спайка висмут-сурьма, но повествует, что учёный подключил тандем в качестве источника питания и видел колебания компаса постоянно, когда брал термопару в руки.

Вероятно, оказался близок к открытию собственных сверхспособностей, но в результате к выводу, что виновато тепло рук. Больших результатов учёный добился, используя осветительную лампу в качестве источника тепла. Зеебек неправильно истолковал результат опыта, назвав открытие магнитной поляризацией: смещение точки нагрева на другой конец изменяло направление отклонения стрелки.

В результате выстроилась неправильная теория. Стали утверждать, что температурой возможно непосредственно получить магнитные свойства, а поле Земли обусловлено деятельностью вулканов.

Георг Ом уже вскоре после описанного открытия применил термо-ЭДС для вывода известного закона, а в году подобный источник использовался в опытах по электролизу. Величина термо-ЭДС невелика. Обычно десятки мВ. Если требуется найти конкретное значение, пользуются таблицами. Эталоном для температур диапазона климата Земли служит платина. Таблицы содержат значение термо-ЭДС для термопар из указанного металла и исследуемого: хромель, алюмель, меди, железо.

Значения бывают положительными и отрицательными. Значения складываются и становится ясно, что при разнице температур на концах пары в градусов образуется ЭДС в 12,2 мВ. Георг Ом подобные условия и пытался создать, погрузив первый конец в лёд, а второй — в кипящую воду.

Справочные таблицы иногда содержат множество значений. К примеру, для разных температур с шагом в градусов. Тогда удаётся посчитать значения для каждой, но и с замещением нуля на любую из указанных температур. Берётся разность между большим и меньшим значением. У отдельных термопар при определённой температуре направление термо-ЭДС меняется на противоположное.

К примеру, для меди и железа граничной точкой станет градусов Цельсия. Эффект Пельтье называют зеркальным отражением термоэлектричества. В этом случае ток переносит тепло с первого конца термопары на второй.

Причём с изменением направления и нагреваемая сторона обращается на противоположную.

Элементы Пельтье. Работа и применение. Обратный эффект

Элементы Пельтье, иногда также называемые термоэлектрическими кулерами или тепловыми насосами, получили свое название по имени Жана Пельтье — французского физика и первооткрывателя этого эффекта. Суть эффекта Пельтье заключается в том, что при прохождении электрического тока через границу двух проводников, изготовленных из различных материалов, в зависимости от его направления, помимо джоулева тепла выделяется или поглощается дополнительное тепло, которое получило название тепла Пельтье. Количество выделяемого или поглощаемого тепла зависит от материалов, из которых изготовлены проводники, а также от силы протекающего по ним тока. Наиболее сильно эффект Пельтье проявляется при использовании полупроводников p- и n-типов. Объединение большого количества пар полупроводников, соединенных последовательно и размещенных в одном корпусе, позволяет создавать достаточно мощные охлаждающие элементы.

В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями.

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. При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используется контакт двух полупроводников. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды.

Термоэлектрический элемент пельтье

Вы, конечно, прекрасно знаете, что с помощью электрического тока возможно производить нагрев предметов, например, паяльник, чайник и т. А вы знаете, что с электричеством можно также и охлаждать?

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

В своем первом посте, хотел бы поделиться собственным опытом по созданию авто холодильника своими руками. Чем удобен данный принцип при создании холодильника, какие плюсы и минусы имеет прибор и в чем особенности работы такого авто холодильника расскажу Вам сегодня. Принцип работы и конструкция. Основной принцип работы элемента Пельтье, который был выбран за основу в качестве охлаждающего элемента, для создания авто холодильника, заключается в использование разности температур, возникающей на верхней и нижней частях самого элемента. То есть, если на элемент подается питание равное 12В, возникающий ток внутри элемента преобразует энергию в тепловое излучение на верхней стороне элемента нагревается , в то время как на противоположной, — нижней части, формируется холодный поток энергии охлаждается.

Главное меню

Холодильное оборудование настолько прочно вошло в нашу жизнь, что даже трудно представить, как можно было без него обходиться. Но классические конструкции на хладагентах не подходят для мобильного использования, например, в качестве походной сумки-холодильника. Для этой цели используются установки, в которых принцип работы построен на эффекте Пельтье. Кратко расскажем об этом явлении. Суть эффекта заключается в выделении или поглощении тепла в зоне, где контактируют разнородные проводники, по которым проходит электрический ток. В соответствии с классической теорией существует следующее объяснение явления: электрический ток переносит между металлами электроны, которые могут ускорять или замедлять свое движение, в зависимости от контактной разности потенциалов в проводниках, сделанных из различных материалов. Соответственно, при увеличении кинетической энергии, происходит ее превращение в тепловую.

В основе работы ЭП лежит эффект, открытый французским часовщиком Жаном Пельтье. В г. Пельтье в процессе эксперимента обнаружил, что .

Элемент Пельтье, принцип работы

Элементы Пельтье применяются в ситуациях, когда необходимо охлаждение с небольшой разницей температур, или энергетическая эффективность охладителя не важна. Например элементы Пельтье применяются в 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.

Элементы Пельтье

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.

Многие видели в офисах забавные устройства кулеры , в которых вставлена большой бутыль воды и имеющая два краника — горячая и холодная вода. На ум приходит вопрос, — ведь в этом устройстве нет холодильного агрегата в народе говоря — нет холодильника и его компонентов , нет привычных нам нагревательных тенов… Как же сие чудо работает.

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.

Что такое элемент пельтье как работает

Элементы Пельтье называются специальные термоэлектрические преобразователи, работающие по принципу Пельтье. Ни для кого не секрет, что электронные устройства при работе греются. Нагрев отрицательно влияет на процесс работы, поэтому, чтобы как-то охладить приборы, в корпус устройств встраивают специальные элементы, называющиеся по имени изобретателя из Франции — Пельтье. Это малогабаритный элемент, который может охлаждать радиодетали на платах устройств. При его установке собственными силами никаких проблем не возникнет, монтаж в схему производится обычным паяльником. В ранние времена вопросы охлаждения никого не интересовали, поэтому это изобретение осталось без применения.

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. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Сделано в СССР: Элемент Пельтье

Обогрев помещения с помощью элементов Пельтье. Миф или реальность?

Днепр, Ленинский 7 окт. Хотите продавать быстрее? Узнать как. Белая Церковь Сегодня Львов, Сиховский Сегодня Одесса, Малиновский 7 окт. Черкассы 7 окт. Мариуполь 4 окт. Харьков, Киевский 4 окт. Киев, Шевченковский 30 сент. Харьков, Червонозаводской 26 сент. Харьков, Червонозаводской 25 сент. Днепр, Бабушкинский 24 сент. Запорожье, Коммунарский 18 сент. Стрый 16 сент. Ужгород 11 сент. Результаты поиска были добавлены в Избранные. Объявление было добавлено в Избранные. Нет, спасибо. Сохранить в Избранные.

Этот сайт использует cookies. Вы можете изменить настройки cookies в своём браузере. Узнать больше. Вы можете изменить рекламные настройки для партнеров OLX тут. Входя в раздел Мой профиль, вы принимаете Условия использования сайта. Запчасти для транспорта 1 Запчасти для транспорта 1 Дом и сад 1 Дом и сад 1 Электроника 11 Электроника 11 Хобби, отдых и спорт 1 Хобби, отдых и спорт 1.

Топ-объявления Посмотреть все. Как покупать безопасно. Обычные объявления Найдено 14 объявлений. Найдено 14 объявлений Хотите продавать быстрее? Сохраните результаты этого поиска Сохранить результаты поиска Просмотреть все сохраненные.

Результаты этого поиска сохранены Удалить результаты из избранных Просмотреть все сохраненные. Недавно просмотренные Избранные объявления 0 Избранные результаты поиска 0. Простите, но данное объявление больше не доступно Однако вы можете найти похожие объявления в этой категории.

Результаты поиска были добавлены в Избранные Объявление было добавлено в Избранные Войдите, чтобы сохранить Наблюдаемые в своей учетной записи Войти или Создать учетную запись. Сохранить в Избранные Нет, спасибо. Принять и Закрыть Этот сайт использует cookies. Хотите ли вы получать такие предложения по email? Установите пароль для вашей учетной записи Какие преимущества создания учетной записи на OLX?

Авторизуйтесь в свою учётную запись OLX! Быстрее получайте ответы на объявления Получите доступ к истории всех ответов Пользуйтесь всеми функциями вашей учётной записи. Войти Регистрация Вход с Facebook или. Не можете войти? Я подтверждаю своё совершеннолетие и ответственность за размещение объявления. Как покупать безопасно 40 грн. Обычные объявления Найдено 14 объявлений Найдено 14 объявлений Хотите продавать быстрее? Как покупать безопасно грн. Без фото. Как покупать безопасно 85 грн.

Модули Пельтье в ПК: теория и практика

Использование Пельтье Добрый день ув. Хочу проверить Элемент Пельтье далее ЭП. Эффект Пельтье Здравствуйте! Имеется такое задание. Термогенератор на элементе Пельтье В общем нужна помощь с проектом, делаю мобильный термогенератор на элементе пельтье, планирую, что

Что такое элемент Пельтье, его технические характеристики и область Как подключить и проверить элемент Пельтье на работоспособность? что вентилятор работает, как и прежде, обратите внимание на элемент Пельтье .

Элемент Пельтье

Если вы ищите миниатюрный охлаждающий элемент для своего проекта, то элемент Пельтье — это то, что вам нужно. Элемент Пельтье поможет вам соорудить небольшой холодильник или мобильный мини-кондиционер, чтобы наслаждаться холодными напитками и прохладным ветерком в жаркий день. Принцип работы элемента Пельтье основан на эффекте Пельтье. Под действием электрического тока он способен создавать разность температур на своих сторонах. Этот эффект имеет и обратное действие — при создании на сторонах элемента Пельтье разности температур, он способен вырабатывать электрический ток. Этот эффект называется эффектом Зеебека. При работе элемента Пельтье его вторая сторона значительно нагревается.

Модуль на элемент Пельтье + интересное применение.

Если вы до сих пор не знаете, что это и зачем нужно — прочтите статью об экстремальном охлаждении процессоров , где мы о них уже писали. Эффект Пельтье относится к разряду термоэлектрических явлений, он был впервые открыт французом Жаном-Шарлем Пельтье в году. Когда Жаном-Шарлем Пельтье пропустил постоянный ток через полоску висмута, подключенную с помощью двух медных проводников, то он заметил, что соединение, где ток идет от меди к висмуту нагревается, другое соединение — висмут-медь, через которое ток шел в обратном направлении, охлаждалось. Позже выяснилось, что этот эффект в значительной степени усиливается, если вместо металлов использовать соединения из разнородных полупроводников. На том и основаны конструкции современных элементов Пельтье.

Днепр, Ленинский 7 окт.

Элемент Пельтье, принцип работы

Все вы знаете, что с помощью электрического тока можно нагревать какие-либо предметы. Это может быть паяльник, электрочайник, утюг, фен, различного рода обогревашки и тд. Но слышали ли вы, что с помощью электрического тока можно охлаждать? И будете не правы. Но существуют ли такие радиоэлементы, которые при подаче на них электрического тока вырабатывают холод? Оказывается существуют ;-.

Элемент пельтье принцип работы

Многие слышали про «магические» элементы Пельтье — при Это работает и в обратную сторону — если одну сторону нагревать.

Тема охлаждения компонентов ПК волнует многих пользователей. Большинство из них ограничиваются стандартными воздушными кулерами, отдельные энтузиасты собирают СВО. А что же дальше?

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку. Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками. Прикосновение к символу эпохи.

Но ни это главное. Элемент Пельтье — обратимый.

Обязательный элемент системы охлаждения электронных кулеров для воды Aqua Work. Термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании через элемент электрического тока. У электронного охлаждения есть свои преимущества и недостатки по сравнению с компрессорными кулерами для воды:. У нас часто покупают элементы Пельтье для создания самодельных систем охлаждения. Обратите внимание на другую позицию каталога:.

Термоэлектрические модули , или модули Пельтье относятся к термоэлектрическим преобразователям , принцип работы которых основан на т. Перепад температур при этом на обеих сторонах пластины — одинаков. Таким образом, применение модуля Пельтье в радиоэлектронном оборудовании оправдано лишь совместно с использованием вентилятора обдува, который будет рассеивать горячий воздух. По эффективности охлаждение с помощью модуля Пельтье можно сравнить с водяным охлаждением.

Элемент Пельтье — Принцип работы, характеристики. Как сделать самостоятельно?

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:

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.
Количество термопар в модуле, изображенном на фото их 127.
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:

Компактность, удобство установки на самодельное электронное плато.
Отсутствие движущихся деталей, что увеличивает сроки его эксплуатации.
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:

Подать на вход получившегося преобразователя напряжение диапазоном 0.8-5.5В, чтобы иметь на выходе стабильные 5В.
При использовании устройства обычного типа — поставить лимит температуры нагреваемой стороны в 150 градусов.
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:

Основой для платы должна служить прочная керамика;
Для максимального температурного перепада надо подготовить не менее 20 связей;
Правильные расчеты — залог увеличения коэффициента полезного действия на 70%;
Наибольшую мощность используемому оборудованию даст фреон;
Самодельный модуль устанавливается возле его испарителя, рядом с мотором;
Монтаж производится стандартным набором инструментом с применением прокладок;
Они необходимы для изолирования рабочей модели от пускового реле;
Изоляция понадобится и для самой проводки, перед ее подключением к компрессору;
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:

Применяется в основном для охлаждения компьютерных видеокарт.
Его сопротивление колеблется в пределах 3 Ом.
Температурный перепад равен 10 градусам, а КПД — 65%.
Для него требуется 14 медных проводничков.
Для подключения задействуется немодульный переходник.
Устройство монтируется рядом с встроенным кулером на видеокарте.
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.

[spoiler title=”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

[/spoiler]

ТеорияПостоянный ток — определение и параметры

Элемент Пельтье как генератор электроэнергии

Для понимания законов электродинамики, электрики и физики, нужно знать, что такое элемент, модуль Пельтье как генератор электрической энергии. О понятии, технических характеристиках, принципе работы и правильном применении модуля для генератора рассказано далее.

Что такое элемент и термогенератор Пельтье

Элементом Пельтье называется термоэлектрический тип преобразователя, который базируется на температурной разности при протекании электричества. Суть открытого в 1834 г. эффекта в том, что тепло выделяется или поглощается в участке контактирования разнородных проводников, подключенных к электричеству.

Что собой представляет элемент Пельтье

К сведению! По этой теории электрический ток осуществляет перенос электронов между металлами. Если увеличить кинетическую энергию, то она превратится в тепловую.

Устройство, преобразующее кинетическую энергию в тепловую

Элемент Пельтье в качестве генератора энергии

Термоэлектрический модуль Pelty может выступать как электрогенератор Пельтье при принудительном нагревании одной из его частей. Чем больше показатель температурной разности, тем выше показатель тока источника.

Предельный температурный показатель ограничен, но может быть выше, чем точка припойного плавления, используемая в конструкции модуля. Несоблюдение данного требования приводит к тому, что элемент Пельтье ломается.

Для термогенераторного производства применяют специальный тип модулей, где есть тугоплавкий припой. Их можно подогревать до температурного показателя 300 °С. По сравнению с обычным генератором эта температура в два раза больше. Потому коэффициент полезного действия в подобных устройствах невысок, их используют лишь тогда, когда невозможно применить результативный электроисточник.

Генератор электроэнергии популярен среди путешественников

Обратите внимание! Генераторы с мощностью 10 В популярны у туристов, путешествующих на дальние расстояния. Крупные, мощные постоянные устройства, которые работают от высокого температурного топлива, применяют, чтобы питать газораспределительные узлы, метеорологическую аппаратуру.

Технические характеристики элемента Пельтье

Термические электрические модули обладают следующими характеристиками:

производительность холода;
максимальный температурный перепад;
допустимая сила тока, которая нужна, чтобы обеспечить максимальный температурный перепад;
предельное напряжение в киловаттах, которое необходимо току для достижения пиковой разницы;
внутренний показатель сопротивления модуля resestance, указываемый в Омах;
коэффициент эффективности или КПД устройства, которое показывает отношения охлаждения к мощности.

Усредненные технические характеристики

Обратите внимание! Подобные характеристики распространяются и на миниатюрные установки, малые электрогенераторы, холодильные системы охлаждения персональных компьютеров, охлаждающие/нагревающие водные кулеры и осушители воздуха.

Принцип работы элемента Пельтье

Любой термоэлектрический модуль работает на разности электронной энергии, то есть один проводник — область, где есть высокая проводимость, а второй — место, где низкая проводимость. Если соединить такие источники вместе и пропустить через них заряд, то электрону для прохождения низкоэнергетической области в высокую, нужно подкопить электроэнергии. Та область, где осуществляется энергопоглощение электроном, охлаждается.

Принцип работы

Важно! При изменении полярности подключения элемента вместо охлаждения будет происходить нагревание. Данный эффект наблюдается у любого элемента, но конкретные следы элемента Пельтье будут видны на полупроводниках.

Как правильно применять модуль Пельтье для генератора

Применять модуль Пельтье можно, как термоэлектрогенератор Teksan Colorful, для охлаждения процессора, комнаты, воды. Используется он нередко как кислородный осушитель. Подключить модуль несложно. На провода нужно осуществить подачу постоянного напряжения, значение которого есть на элементе. Красный проводник следует подключить к полюсу, а черный — к нулевому проводнику. Таким образом прибор начнет работу на охлаждение. Если поменять полярность оборудования, то поменяется местами охлаждаемая и нагреваемая поверхности.

Правильное применение модуля для генератора

Обратите внимание! Проверить, функционирует элемент или нет, несложно. До него нужно прикоснуться к нему с разных сторон. Работающий аппарат будет иметь одну горячую, а вторую — холодную область.

Таким образом, элементом Пельтье называется термоэлектрический преобразователь, который работает на температурной разности при протекании электрической энергии. Термогенератор, построенный на технических характеристиках и принципе его функционирования, имеет широкое применение на производстве и в жизни. Использовать его можно по приведенной выше инструкции.

Энергетическое образование

4. Термоэлектрический холодильник

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. 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. 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). Протекающий 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. 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. Кроме того элементы Пельтье с размерами более 60 мм x 60 мм практически не встречаются. Несмотря на это, элементы Пельтье нашли широкое применение, так как без каких-либо дополнительных устройств можно реализовать температуры ниже 0 °C.

Элемент пельтье разница температур

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

Принцип действия [ править | править код ]

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.

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

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 твёрдого раствора SiGe), 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 °C.

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Достоинством элемента Пельтье являются 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. Также достоинством является отсутствие шума.

Недостатком элемента Пельтье является более низкий коэффициент полезного действия, чем у компрессорных холодильных установок на фреоне, что ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур. Несмотря на это, ведутся разработки по повышению теплового КПД, а элементы Пельтье нашли широкое применение в технике, так как без каких-либо дополнительных устройств можно реализовать температуры ниже 0 °C.

Основной проблемой в построении элементов Пельтье с высоким КПД является то, что свободные электроны в веществе являются одновременно переносчиками и электрического тока, и тепла. Материал для элемента Пельтье же должен одновременно обладать двумя взаимоисключающими свойствами — хорошо проводить электрический ток, но плохо проводить тепло.

В батареях элементов Пельтье [1] возможно достижение большей разницы температур, но мощность охлаждения будет ниже. Для стабилизации температуры лучше использовать импульсный источник питания, так как это позволит повысить эффективность системы. При этом желательно сглаживать пульсации тока – это увеличит эффективность работы Пельтье и, возможно, продлит срок его службы. Также, работа элемента Пельтье будет неэффективной, если пытаться стабилизировать температуру с использованием широтно-импульсной модуляции тока.

Применение [ править | править код ]

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, охлаждаемых банкетных тележках, применяемых в общественном питании, так как применение компрессора в этом случае невозможно из-за ограниченных размеров, и, кроме того, требуемая 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 градусов ниже, чем с помощью обычных компрессионных охладителей (до −80 °C для одностадийных холодильников и до −120 °C для двухстадийных).

Некоторые энтузиасты используют модуль Пельтье для охлаждения процессоров при необходимости экстремального охлаждения без азота. [2] [3] До азотного охлаждения использовали именно такой способ.

«Электрогенератор Пельтье» (более корректно было бы «генератор Зеебека», но неточное название устоялось) — модуль для генерации электричества, термоэлектрический генераторный модуль, аббревиатура GM, ТGM. Данный термогенератор состоит из двух основных частей:

непосредственно преобразователь разницы температур в электричество на модуле Пельтье,
источник тепловой энергии для нагрева преобразователя (например, газовая или бензиновая горелка, твердотопливная печь и т. д.)

Эффект, обратный эффекту Пельтье, называется эффектом Зеебека.

Содержание

Принцип действия [ править | править код ]

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Применение [ править | править код ]

непосредственно преобразователь разницы температур в электричество на модуле Пельтье,
источник тепловой энергии для нагрева преобразователя (например, газовая или бензиновая горелка, твердотопливная печь и т. д.)

Блог технической поддержки моих разработок

Элемент Пельтье это термоэлектрический преобразователь, который создает разность температур на своих поверхностях при протекании электрического тока. Принцип действия основан на эффекте Пельтье – возникновении разности температур в месте контакта проводников под действием электрического тока.

Устройство и принцип действия элемента Пельтье.

Думаю, что только знатоки физики могут понять, как на самом деле работает элемент Пельтье. Для практиков главное, что существует минимальная единица модуля – термопара, представляющая из себя два соединенных проводника p и n типа.

При пропускании через термопару тока, происходит поглощение тепла на контакте n-p и выделение тепла на p-n контакте. В результате, участок полупроводника, примыкающий к n-p переходу, будет охлаждаться, а противоположный участок – нагреваться. Если поменять полярность тока, то на оборот, n-p участок будет нагреваться, а противоположный – охлаждаться.

Существует и обратный эффект. При нагревании одной из сторон термопары, вырабатывается электрический ток.

Для практического применения энергии поглощения тепла одной термопары недостаточно. В термоэлектрическом модуле используется много термопар. Электрически их соединяют последовательно. А конструктивно – так, что охлаждающие и нагревающие переходы расположены на разных сторонах модуля.

Термопары установлены между двух керамических пластин. Соединяются они медными шинами. Количество термопар может доходить до нескольких сотен. От их количества зависит мощность модуля.

Разность температур между горячей и холодной стороной модуля Пельтье может достигать 70 °C.

Надо понимать, что термоэлектрический модуль Пельтье снижает температуру одной стороны, относительно другой. Т.е. чтобы холодная сторона имела низкую температуру, необходимо отводить тепло от горячей поверхности, снижая ее температуру.

Для увеличения перепада температур, возможно последовательное (каскадное) соединение модулей.

Применение.

Термоэлектрические модули Пельтье применяются:

в небольших бытовых и автомобильных холодильниках;
в охладителях воды;
в системах охлаждения электронных приборов;
в термоэлектрических генераторах.

Я, используя элемент Пельтье, сделал холодильник для вина.

Достоинства и недостатки модулей Пельтье.

Как-то неправильно сравнивать элементы Пельтье с компрессорными охлаждающими установками. Совсем разные устройства – большая механическая система с компрессором, газом, жидкостью и маленький полупроводниковый компонент. А больше сравнивать не с чем. Поэтому достоинства и недостатки модулей Пельтье весьма условное понятие. Есть области, в которых они не заменимы, а в других случаях их применение совершенно нецелесообразно.

К достоинству элементов Пельтье можно отнести:

отсутствие механически движущихся частей, газов, жидкостей;
бесшумная работа;
небольшие размеры;
возможность обеспечивать как охлаждение, так и нагревание;
возможность плавного регулирования мощности охлаждения.

низкий кпд;
необходимость в источнике питания;
ограниченное число старт-стопов ;
высокая стоимость мощных модулей.

Параметры элементов Пельтье.

Qmax (Вт) – холодопроизводительность, при максимально-допустимом токе и разности температур между горячей и холодной сторонами равной 0. Считается, что вся тепловая энергия поступающая на холодную поверхность, мгновенно, без потерь передается на горячую.
Delta Tmax (град) – максимальная разность температур между поверхностями модуля при идеальных условиях: температура горячей стороны – 27 °C и холодная сторона с нулевой отдачей тепла.
Imax (А) – ток, обеспечивающий перепад температур delta Tmax.
Umax (В) – напряжение, при токе Imax и разности температур delta Tmax.
Resistance (Ом) – сопротивление модуля постоянному току.
COP (Сoefficient Of Рerformance) – коэффициент, отношение мощности охлаждения к электрической мощности, потребляемой модулем. Т.е. подобие кпд. Обычно 0.3-0.5.

Эксплуатационные требования к элементам Пельтье.

Модули Пельтье – капризные устройства. Их применение сопряжено с рядом требований, не выполнение которых приводит: к деградации модуля или выходу из строя, снижению эффективности системы.

Модули выделяют значительное количество тепла. Для отвода тепла должен быть установлен соответствующий радиатор. Иначе:

Невозможно достичь нужной температуры холодной стороны, т.к. элемент Пельтье снижает температуру относительно горячей поверхности.
Допустимый нагрев горячей стороны как правило + 80 °C ( в высокотемпературных до 150 °C). Т.е. модуль может просто выйти из строя.
При высоких температурах кристаллы модуля деградируют, т.е. снижается эффективность и срок службы модуля.

Важен надежный тепловой контакт модуля с радиатором охлаждения.

Источник питания для модуля должен обеспечивать ток с пульсациями не более 5%. При более высоком уровне пульсаций эффективность модуля снизится, по некоторым данным на 30-40%.

Не допустимо, для управления элементом Пельтье, использовать релейные регуляторы. Это приведет к быстрой деградации модуля. Каждое включение – выключение вызывает деградацию полупроводниковых термопар. Из-за резких изменений температуры между пластинами модуля возникают механические напряжения в местах спайки с полупроводниками. Производители элементов Пельтье нормируют количество циклов старт-стопов модуля. Для бытовых модулей это порядка 5000 циклов. Релейный регулятор выведет из строя модуль Пельтье за 1-2 месяца.

К тому же элемент Пельтье обладает высокой теплопроводностью между поверхностями. При выключении, тепло радиатора горячей стороны, через модуль будет передаваться на холодную сторону.

Недопустимо, для регулирования мощности на элементе Пельтье, использовать ШИМ модуляцию.

Чем надо питать элемент Пельтье источником тока или напряжения? Обычно используют источник напряжения. Он проще в реализации. Но вольт-амперная характеристика модуля Пельтье нелинейная и крутая. Т.е. при небольшом изменении напряжения ток меняется значительно. И вдобавок, характеристика меняется при изменении температуры поверхностей модуля. Надо стабилизировать мощность, т.е. произведение тока через модуль на напряжение на нем. Охлаждающая способность элемента Пельтье напрямую связана с электрической мощностью. Конечно, для этого необходим достаточно сложный регулятор.

Напряжение модуля зависит от количества термопар в нем. Чаще всего это 127 термопар, что соответствует напряжению 16 В. Разработчики элементов рекомендуют подавать до 12 В, или 75% Umax. При таком напряжении обеспечивается оптимальная эффективность модулей.

Модули имеют герметичное исполнение, их можно использовать даже в воде.

Полярность модуля отмечена цветами проводов – черный и красный. Как правило, красный (положительный) провод расположен справа, относительно холодной стороны.

Мною был разработан контроллер элемента Пельтье для холодильника, удовлетворяющим всем этим требованиям. Он:

Вырабатывает питание для элемента Пельтье с пульсациями не более 2%.
Стабилизирует на модуле электрическую мощность, т.е. произведение тока на напряжение.
Обеспечивает плавное включение модуля.
Регулировка температуры происходит по принципу аналогового регулирования, т.е. плавного изменения мощности на элементе пельтье.
Контроллер разработан для холодильника, поэтому математика регуляторов учитывает инерционность охлаждения воздуха в камере.
Обеспечивает контроль температуры горячей стороны модуля и управление вентилятором.
Имеет высокий кпд, широкие функциональные возможности.

Термоэлектрический модуль Пельтье TEC1-12706.

Это самый распространенный тип элемента Пельтье. Используется во многих бытовых приборах. Не дорогой, с неплохими параметрами. Хороший вариант для изготовления маломощных холодильников, охладителей воды и т.п.

Характеристики модуля TEC1-12706 привожу в переводе на русский из документации TEC1-12706.pdf компании производителя – HB Corporation.

Технические параметры TEC1-12706.

Обозначение	Параметр	Значение, при температуре горячей стороны
25 °C	50 °C
Qmax	Холодопроизводительность	50 Вт	57 Вт
Delta Tmax	Разность температур	66 °C	75 °C
Imax	Максимальный ток	6.4 А	6.4 А
Umax	Максимальное напряжение	14.4 В	16.4 В
Resistance	Сопротивление	1.98 Ом	2.3 Ом

Графические характеристики.

Габаритный чертеж модуля TEC1-12706.

Обозначение	Размер
A	40 мм
B	40 мм
C	3.8 мм

Рекомендации по эксплуатации.

Максимально – допустимая температура 138 °C.
Не допустимо превышение значения параметров Imax и Umax.
Срок службы 200 000 часов.
Параметр частота отказов основан на длительных испытаниях с выборкой 0.2%.
Производитель – HB Corporation.

Пример разработки на элементе Пельтье – холодильник для вина.

Осушитель воздуха на элементе Пельтье своими руками

Показатели влажности в помещении свыше 60 % губительно сказываются не только на самочувствии человека, но и на мебели, бытовой технике, стенах и потолке. Абсолютно все, живое и искусственное, страдает от негативного воздействия повышенной влажности. В слишком влажных помещениях разводится грибок, размножается плесень и микроорганизмы. Справиться с высокими показателями влажности помогают осушители воздуха, которые не так уже и сложно изготовить самостоятельно.

Причины высоких показателей влажности

Излишняя влажность — большая проблема

Неправильная установка металлопластиковых окон в квартире.
Неправильная организация фундамента.
Неправильная гидро- и теплоизоляция или ее полное отсутствие.
Отсутствие вытяжной системы, ее низкая функциональность.
Выполнение ремонтных работ в закрытой комнате.

Снизить влажность можно устранив технологические несоответствия. К сожалению, это не всегда возможно. Тогда на помощь приходят осушители воздуха.

Важно! Установить показатели влажности в помещении можно с помощью специального устройства – гигрометра.

Виды осушителей воздуха

В зависимости от физических принципов работы различаются:

испарительный осушитель: влажный воздух с помощью вентилятора направляется на холодную поверхность, где он преобразовывается в конденсат и стекает в установленный бак;
адсорбционный осушитель: внутри прибора устанавливается абсорбционный механизм, преобразовывающий влажность в конденсат и выводит его в специальный резервуар;
осушитель с применением элемента Пельтье: с помощью полупроводниковых элементов в процессе протекания через них тока, влажный воздух охлаждается и преобразовывается в конденсат.

Принцип элемента Пельтье

Элемент Пельтье

Речь идет о механизме термоэлектрического преобразователя, который действует на эффекте Пельтье. Основывается он на появлении разности температурных показателей в процессе перемещения электрического тока через элементы преобразователя.

В своей конструкции устройство имеет одну или несколько пар полупроводниковых параллелепипедов n — и р-типа, которые соединяются парами по средствам перемычек, как правило, металлических. В конструкции они являются своеобразными термическими контактами. Такие элементы изолированы с помощью пленки, устойчивой к току. Перемычки могут быть исполнены и в виде пластин, выполненных из керамики.

Полупроводниковые параллелепипеды соединяются последовательно: вверху – n->p, внизу — p->n. В процессе использования элементы, находящиеся вверху, охлаждаются, а нижние контакты – нагреваются. То есть с помощью электрического тока тепло перемещается с одной стороны на другую, создавая разность температурных показателей, которая может составлять до 70 градусов. Показатели зависят от величины поставляемого тока.

Принцип работы элемента Пельтье для непрофессионалов

Элемент Пельтье – термическая пара, которая представляет собой 2 проводника р и n, с последовательным соединением между собой. При протекании электрического тока через установленные элементы, тепло на контакте n-p поглощается, а на контакте p-n – образовывается. В результате физического явления на примыкающем участке температура будет снижаться, а противоположный элемент, соответственно, будет повышать свои температурные показатели. При изменении полярности тока изменяется функциональность участков: место нагрева будет охлаждаться, а противоположная сторона – нагреваться. Для использования на практике элемента установки одной термопары недостаточно. Чем мощнее термоэлектрический модуль, тем больше в нем установлено термопар.

Достоинства

Компактные размеры устройства.
Отсутствие движущихся механизмов в конструкции.
Отсутствие газа и жидкости.
Бесшумность.
Наличие регулировки мощности охлаждающего процесса.
Возможность выполнять термостатирование при разных показателях температуры окружающей среды.

Осушитель своими руками

Недостатки

Незначительный КПД.
Потребность использования электросети.
Ограниченное количество включений и отключений.
Большие затраты при использовании мощного модуля.

Сферы использования

В холодильных установках бытового характера.
В процессе охлаждения электроники.
В генераторах, основанных на термоэлектрическом принцип.

Осушитель воздуха на элементах Пельтье своими руками

Элемент Пельтье может использоваться в виде теплового насоса, с помощью которого устранить избыток влаги в закрытом помещении не составит труда.

Схема конструкции

Пластины Пельтье могут быть разных размеров

Осушитель воздуха своими руками, используемый в быту, состоит из 3 деталей: 2-х радиаторов и 1-го элемента Пельтье, размещенного между ними. Чтобы изготовить его нужно:

просверлить отверстия в радиаторах;
элемент Пельтье намазать с обеих сторон намазать термопастой, которую можно приобрести в специализированном компьютерном магазине;
расположить элемент Пельтье между радиаторов и зафиксировать с помощью саморезов.

Важно! Фиксировать конструкцию следует очень аккуратно, так как при сильном зажатии элемент Пельтье может треснуть.

Готовую конструкцию следует закрепить на подставке, с размещенным внизу сосудом для сбора жидкости. Работает такой прибор очень просто: одна сторона охлаждается, в следствии чего на ней собирается влага, которая находится в воздухе. Осушитель воздуха 12 вольт с параллельно соединенным кулером при сильной влажности в помещении за 12 часов работы позволяет собрать более 500 мл жидкости. Этот показатель относителен, так как зависит от показателей влажности в помещении. В том случае, когда один из радиаторов нагревается слишком сильно, необходимо сменить полярность.

Осушитель воздуха Пельтье своими руками из старого холодильника

Материалы:

кусок оргстекла, размером 500х600 мм;
герметик, к примеру, на основе силикона;
бытовой вентилятор, мощность которого составляет 100 Вт;
10 штук саморезов;
шланг для слива жидкости;
2 силиконовые прокладки;
2 гайки;
втулка.

Дверца морозильной камеры снимается, так как она не потребуется при монтаже конструкции. Вентилятор врезается внутрь оргстекла таким образом, чтобы он обеспечивал поступление воздуха внутрь старой морозильной камеры. Для выполнения такой работы следует проделать в оргстекле отверстие требуемого диаметра, в котором фиксируется с помощью саморезов вентилятор. Стыка и отверстия для создания прочности та герметичности заделываются силиконовым клеем.

Снизу конструкции проделывается отверстие и вставляется шланг для слива отработанной жидкости. Отверстие в обязательном порядке уплотняется герметиком. Свободный конец трубки выводится в емкость, куда и будет стекать отработанная жидкость. На место дверцы устанавливается оргстекло с вмонтированным вентилятором. Данная конструкция, естественно, не будет иметь достойного эстетического внешнего вида, но свои функции будет выполнять безукоризненно. К примеру, данный осушитель своими руками способен снизить влажность в помещении на 8% за одни сутки, притом температура на входе – 14 градусов, а на выходе – 9 градусов.

Осушитель воздуха позволяет создать в помещении необходимые показатели влажности. Простые устройства создают благотворный микроклимат в комнате и не позволяют развиваться в ней плесени и грибкам.

https://youtu.be/EKXWUSMpHaE

Навигация по записям

Что такое эффект Пельтье?

Термоэлектричество – это электричество, получаемое непосредственно из тепла. Производство электричества из тепла называется эффектом Зеебека по имени немецкого физика Томаса Дж. Зеебека, открывшего это явление в 1820-х гг.

Термоэлектричество возникает в электрической цепи, в которой два разнородных проводника или полупроводника соединены на концах. Когда температура одного из спаев отличается от температуры другого, в цепи будет протекать постоянный электрический ток.Для данной термоэлектрической цепи, работающей в данном диапазоне температур, величина тока зависит главным образом от разности температур между двумя спаями; в общем, чем больше разница температур, тем больше ток.

Эффект Зеебека можно обратить; т. е. при пропускании постоянного тока через цепь, в которой два разнородных проводника или полупроводника соединены своими концами, в одном из переходов будет происходить нагрев, а в другом — охлаждение.Этот термоэлектрический эффект называется эффектом Пельтье по имени французского физика Жана К. А. Пельтье , открывшего его в 30-х гг. 19 в. Разработаны небольшие обогреватели и холодильники, работа которых основана на этом эффекте.

Эффект Пельтье (слева) Эффект Зеебека (справа)

Теория

Объяснение эффекта Зеебека требует понимания поведения электронов внутри металла. Не все электроны внутри металла связаны с определенными атомами; некоторые могут свободно передвигаться.Эти свободные электроны ведут себя как газ. Плотность «свободных» электронов (количество в единице объема) различается от металла к металлу. Следовательно, когда два различных металла соприкасаются, их электронные газы диффундируют друг в друга. Из-за разной плотности электронных газов и из-за того, что электроны несут электрический заряд, металлы на стыке становятся противоположно заряженными. Эта разница в заряде создает разность потенциалов на переходе. Степень диффузии «электронных газов» зависит от температуры.Если два перехода находятся при разных температурах, между ними будет существовать разность потенциалов и будет протекать ток.

Особо точная, экологически чистая, энергосберегающая система нагрева и охлаждения с технологией Пельтье используется в охлаждаемом инкубаторе Memmert IPP , климатической камере постоянных условий HPP и камере хранения IPS . Нагрев и охлаждение в одной системе: если на элемент Пельтье подается напряжение, одна сторона охлаждается, а противоположная сторона одновременно нагревается.Просто поменяв полярность напряжения питания, можно поменять местами горячую и холодную стороны элемента Пельтье.

Технология Пельтье работает особенно экономичным и энергосберегающим образом при температурах, близких к температуре окружающей среды, поскольку энергия требуется только в случае необходимости нагрева или охлаждения, в отличие от компрессорной технологии. Здесь можно очень точно настроить функции нагрева или охлаждения.

В режиме обогрева, так же как и в тепловом насосе, тепловая энергия забирается из окружающего воздуха и передается во внутреннюю камеру.Из-за закрытой системы охлаждения Пельтье обмен наружного воздуха не происходит. Преимущества: отсутствие осушения внутренней камеры и значительно сниженный риск загрязнения.

Охлаждение элементом Пельтье в охлаждаемом инкубаторе IPP, климатической камере постоянных условий HPP и камере хранения IPS.

Принцип теплового насоса в режиме обогрева охлаждаемого инкубатора ИПП, климатической камеры постоянных условий ХПП и камеры хранения ИПС.

Для получения дополнительной информации о полном ассортименте печей Memmert , инкубаторов и климатических камер , пожалуйста, заполните контактную форму ниже.

Эффект Пельтье-Зебека — Academic Kids

От академических детей

В Википедии нет статьи с таким точным названием.

Если вы создали эту страницу за последние несколько минут и она еще не появилась, она может быть не видна из-за задержки обновления базы данных. Попробуйте очистить ( https://academickids.com:443/encyclopedia/index.php?title=Peltier-seebeck_effect&action=purge ), в противном случае подождите и повторите попытку позже, прежде чем пытаться воссоздать страницу.
Если вы ранее создавали статью под этим заголовком, возможно, она была удалена. Смотрите кандидатов на скорейшее удаление по возможным причинам.

Искусство и культура
- Искусство ( http://www.acadekids.com/encyclopedia/index.php/Art )
- Архитектура ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Architecture )
- Культуры ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Cultures )
- Музыка ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Music )
- Музыкальные инструменты ( http://academickids.com/encyclopedia/index.php/List_of_musical_instruments )

Биографии ( http://www.acadekids.com/encyclopedia/index.php/Biographies )
Клипарт ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Clipart )
География ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Geography )
- Страны мира ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Countries )
- Карты ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Maps )
- Флаги ( http://www.acadekids.com/encyclopedia/index.php/Flags )
- Континенты ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Continents )
История ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/History )
- Древние цивилизации ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Ancient_Civilizations )
- Промышленная революция ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Industrial_Revolution )
- Средневековье ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Middle_Ages )
- Предыстория ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Prehistory )
- Ренессанс ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Renaissance )
- Хронология ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Timelines )
- США ( http://www.acadekids.com/encyclopedia/index.php/United_States )
- Войны ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Wars )
- Всемирная история ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/History_of_the_world )

Тело человека ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Human_Body )
Математика ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Математика )
Ссылка ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Reference )
Наука ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Science )
- Животные ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Animals )
- Авиация ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Aviation )
- Динозавры ( http://www.academickids.ком/энциклопедия/index.php/Динозавры )
- Земля ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Earth )
- Изобретения ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Inventions )
- Физические науки ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Physical_Science )
- Растения ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Plants )
- Ученые ( http://www.acadekids.com/encyclopedia/index.php/Scientists )
Социальные науки ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Social_Studies )
- Антропология ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Anthropology )
- Экономика ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Economics )
- Правительство ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Government )
- Религия ( http://www.acadekids.com/encyclopedia/index.php/Религия )
- Праздники ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Holidays )
Космос и астрономия
- Солнечная система ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Solar_System )
- Планеты ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Planets )
Спорт ( http://www.academickids.ком/энциклопедия/index.php/Спорт )
Хронология ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Timelines )
Погода ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Weather )
штаты США ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/US_States )

Информация

Домашняя страница ( http://academickids.com/encyclopedia/index.PHP )
Свяжитесь с нами ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Contactus )

экспериментов по охлаждению на эффекте Пельтье – устройства Пельтье

Скачать PDF YouTube

Охлаждающее устройство Пельтье представляет собой термоэлектрический полупроводниковый компонент, обеспечивающий охлаждение без движущихся частей. Он очень прост в использовании и может быть очень холодным – и очень горячим!

Сегодня мы проведем несколько экспериментов с распространенным и недорогим устройством охлаждения Пельтье.

Введение

Возможность охлаждения воздуха или теплообмена имеет решающее значение во многих ситуациях. От компьютерных чипов, которые должны защищать от перегрева, до космических аппаратов, которые должны выдерживать экстремальные температуры, проектирование систем охлаждения — это большой бизнес.

Большинство из нас знакомы с кондиционированием воздуха. Снижая температуру и влажность, они позволяют нам жить и работать в условиях, которые в противном случае были бы неудобными или даже невыносимыми. Даже в прохладном климате кондиционеры используются в центрах обработки данных для поддержания комфортной рабочей температуры оборудования (и персонала).

В обычном кондиционировании воздуха используется хладагент или хладагент, который циркулирует по трубам, насосам, испарителям и конденсаторам для отвода тепла и отвода его наружу. Он эффективен и эффективен, но также занимает много места.

Существуют также области применения, в которых обычное кондиционирование воздуха нецелесообразно или даже невозможно.

Введите устройство Пельтье. Этот полупроводниковый компонент может осуществлять теплообмен без каких-либо движущихся частей.Он идеально подходит для охлаждения компьютерных микросхем, а также для создания небольших охлаждающих устройств для личного пользования. Он также используется в космических кораблях, поскольку обычный кондиционер не работает в условиях низкой гравитации.

Мы не будем строить космические корабли в мастерской, по крайней мере, сегодня. Но мы можем использовать недорогие устройства Пельтье, обеспечивающие охлаждение, для небольших проектов или просто для интересных и забавных экспериментов.

Эффект Пельтье

В 1834 году французский физик по имени Жан Шарль Атанас Пельтье обнаружил, что пропускание тока через два разнородных металла может привести к повышению или понижению температуры на стыке двух металлов.

Пельтье экспериментировал с проводами из меди и висмута. Он обнаружил, что при протекании тока от меди к висмуту на переходе выделяется тепло. Он также обнаружил, что верно и обратное: когда ток протекает между висмутом и медью, переход становится холоднее.

Это явление стало известно как Эффект Пельтье .

Эффект Зеебека

Эффект, тесно связанный с эффектом Пельтье, называется эффектом Зеебека .

Эффект Зеебека назван в честь немецкого физика Томаса Иоганна Зеебека, который открыл этот эффект в 1821 году, однако на самом деле его наблюдал еще в 1794 году итальянский ученый Алессандро Вольта. Если это имя звучит знакомо, Вольта действительно тот джентльмен, в честь которого назван Вольт.

Эффект Зеебека по существу противоположен эффекту Пельтье. Эффект Зеебека описывает преобразование тепла непосредственно в электричество на стыке различных типов проводов.

Устройство Пельтье также можно использовать как устройство Зеебека и наоборот, хотя эффективность обоих ограничена. И эффект Пельтье, и эффект Зеебека относятся к категории Термоэлектрические эффекты .

Современные устройства Пельтье

Вместо разнородных металлов современные устройства Пельтье используют полупроводники.

Полупроводниковый охладитель Пельтье состоит из набора «ножек», состоящих из полупроводникового материала P- или N-типа. «Нога» строится путем создания нескольких слоев материала подложки, наращиваемых для того, чтобы иметь некоторую высоту.

Эти «ножки» расположены в виде матрицы с чередованием материалов типа P и N.

Токопроводящая пластина помещается ниже и выше матрицы для обеспечения электрических соединений. Затем вся сборка помещается между теплопроводным изолятором, обычно керамическим.

Это тип устройства Пельтье, с которым мы сегодня будем экспериментировать.

Проблемы с модулями Пельтье

Модули Пельтье

— очень полезные охлаждающие устройства, но они далеки от совершенства.

Самая большая проблема с модулем Пельтье — его неэффективность. Охладитель Пельтье далеко не так эффективен, как обычное устройство на основе хладагента. Хотя их можно использовать для создания небольших кондиционеров, было бы нецелесообразно использовать их для охлаждения всего здания.

Еще одна проблема — срок службы. Модуль Пельтье не вечен, эффективность всех термоэлектрических охладителей с возрастом снижается. Справедливости ради следует отметить, что обычные системы кондиционирования воздуха также страдают тем же недостатком.

TEC1-12706 Охладитель Пельтье

Устройство Пельтье, которое мы собираемся использовать, представляет собой очень распространенный модуль, охладитель Пельтье TEC1-12706.

Это небольшое устройство размером 40мм х 40мм, я измерил толщину своего модуля 3,75мм. Это модуль Пельтье стандартного размера, и вы обнаружите, что 40 мм x 40 мм также являются стандартным размером радиатора.

Модуль имеет два вывода, красный и черный. Это для его питания, я использовал 12-вольтовый блок питания для своего модуля.Поскольку модули Пельтье не очень эффективны, вам потребуется хороший ток, чтобы управлять этим, я рекомендую использовать блок питания, рассчитанный на 6 ампер.

Чтение номера детали

В эксперименте можно использовать и другие модули Пельтье. Эти модули имеют стандартную схему номеров деталей, как показано ниже.

Номер детали моего устройства выглядит следующим образом:

TE — это аббревиатура от «Термоэлектрический»
C — указывает размер модуля.Модуль «C» — это модуль стандартного размера, тогда как модуль «S» — это модуль меньшего размера.
1 — указывает количество ступеней или слоев полупроводникового материала. В этой серии большинство из них имеют только один слой, но доступны модули Пельтье с большим количеством слоев.
127 – Количество пар, «пара» – это пара соединений P-N.
06 – Сила тока, на которую рассчитано устройство, в амперах. Обратите внимание, что эти модули не имеют номинального напряжения.

TEC1-12706 Эксплуатация

В моем модуле сторона с маркировкой охлаждается, однако это может быть нестандартно, поэтому я советую вам протестировать ваш модуль.

Кстати, вы можете изменить полярность напряжения, подаваемого на модуль Пельтье. В результате тепло будет излучаться с другой стороны модуля. Это хорошая уловка, чтобы знать, если вам случится установить свой модуль задом наперед.

Одна вещь, которую вы обнаружите очень быстро, это то, что вы ДОЛЖНЫ использовать радиатор на горячей стороне, модуль сгорит, если вы этого не сделаете, а холодная сторона вообще не будет сильно охлаждаться.

Модули Пельтье

также не рассчитаны на температуру, при которой они охлаждаются. Вместо этого модуль рассчитан на разницу температур между горячей и холодной сторонами. Таким образом, чем холоднее будет горячая сторона, тем холоднее станет холодная сторона.

Эксперименты с модулем Пельтье

Мы собираемся провести несколько экспериментов с модулем Пельтье. Хотя ни один из этих экспериментов (за исключением, пожалуй, последнего) не имеет практической ценности, они дадут вам хорошее представление о степени охлаждения, которую вы можете получить от модуля Пельтье.

Они также покажут вам важность использования хорошего радиатора и мощного блока питания.

Быстрое включение

Первый эксперимент максимально прост!

Все, что мы собираемся сделать, это на короткое время включить наш модуль, чтобы посмотреть, насколько сильно нагреется горячая сторона. Я подчеркнул «очень кратко», и я имею в виду, что пара секунд — это все, что требуется при подходящем блоке питания.

Сначала я измерил температуру модуля перед включением питания.Обратите внимание, что я поместил модуль на приспособление, чтобы держать его, вы не хотите держать его в руке, когда будете проводить этот эксперимент! Так как может быть ОЧЕНЬ жарко!

В моем случае было измерено 20,8 по Цельсию, что примерно соответствует температуре окружающей среды в мастерской, когда я проводил измерения.

Затем я подал питание от своего 12-вольтового настольного блока питания. Это привело к тому, что горячая сторона модулей сразу же нагрелась, и я отключил питание всего через 2 секунды. Затем я провел еще одно измерение температуры.

Как видите, температура резко возросла всего за пару секунд!

Из-за устройства, которое я использовал для удержания модуля, «холодная» сторона была вовсе не такой холодной, мой кондуктор отводит тепло в обе стороны. И, поскольку модуль Пельтье создает разницу температур, было бы не так холодно, даже если бы я использовал устройство для изоляции двух сторон.

Во всяком случае, этот эксперимент показывает, насколько важно иметь радиатор на горячей стороне.Чем мы и займемся дальше.

Изготовление льда в мастерской!

Для этого эксперимента я установил модуль Пельтье на большой радиатор горячей стороной к радиатору. Я использовал термопасту на радиаторе, чтобы обеспечить хорошую теплопроводность между ним и модулем Пельтье.

Затем я поместил всю сборку в поддон с водой, чтобы вода и алюминиевый поддон могли расширить возможности радиатора.

Я подал питание на модуль Пельтье и заметил, что он сразу начал остывать.Затем я взял пару капель воды и поместил ее поверх модуля.

Я немного подождал и увидел воду на модуле.

Примерно через 90 секунд я заметил, что вода начала замерзать. Я позволил эксперименту продолжаться, наблюдая за процессом замораживания.

Примерно через три минуты вода полностью замерзла!

Чтобы заморозить воду, нужно понизить температуру как минимум до нуля градусов Цельсия.Я подозреваю, что, поскольку он замерзал так быстро, фактическая температура была ниже этой.

Это убедительно доказывает, что модуль Пельтье действительно сильно остывает.

Производство электроэнергии

В последнем эксперименте с модулем Пельтье я собираюсь использовать модуль для того, для чего он не предназначен.

Помните эффект Зеебека? Это был дополнительный эффект эффекта Пельтье, он создает электричество из тепла.

Оказывается, модуль Пельтье может работать как прибор Зеебека, хотя и очень неэффективный.

Я проверил эту теорию, нагрев «горячую сторону» моего модуля с помощью тепловой пушки, одновременно наблюдая за выходным напряжением с помощью измерителя, подключенного к двум проводам.

Мне удалось получить около 1,5 вольта от моего модуля после того, как я его нагрел. Недостаточно, чтобы что-то с этим делать, тем более, что я подозреваю, что это был очень слаботочный ток.

Теоретически можно соединить несколько модулей последовательно, чтобы увеличить напряжение, и параллельно, чтобы получить больший ток.Но для практических целей это всего лишь научный курьез.

Если вы действительно хотите получать электричество из тепла, есть много способов сделать это лучше!

Охладитель Пельтье в сборе

Охладители Пельтье

доступны на eBay и в ряде других источников. Они очень недороги и могут быть использованы для практических целей, таких как создание крошечной холодильной установки или персонального холодильника.

Во всяком случае, эти узлы являются отличным источником запчастей по очень низкой цене.Тот, который я получил, имел три вентилятора, модуль Пельтье и несколько радиаторов и тепловых трубок. Он даже поставлялся с новым 12-вольтовым 6-амперным блоком питания. Очень много, если учесть, что это стоит примерно столько же, сколько блок питания сам по себе!

Так как все в сборке работает от 12 вольт, заставить устройство работать было очень просто.

После подключения я попытался получить показания температуры с «холодной стороны», конца с маленьким вентилятором.

Было нелегко получить показания, но в конце концов я получил один из 17.4 Цельсия. В предыдущих попытках мне удалось получить показания всего 15 градусов.

Одна вещь, которую я заметил, заключалась в том, что у меня образовывался конденсат на радиаторе «холодной стороны», что могло быть вызвано конденсацией влаги в воздухе на холодной поверхности. Таким образом, устройство также действовало как небольшой осушитель!

Это отличные устройства для экспериментов. Следите за eBay, чтобы выбрать одно из них для себя.

Заключение

Модули Пельтье

очень просты в использовании и при правильном теплоотводе действительно могут снизить температуру.Они могут обеспечить охлаждение полупроводников или морозного напитка без каких-либо движущихся частей.

Надеемся, что эта статья и сопровождающее видео натолкнут вас на идеи для ваших собственных крутых проектов!

Ресурсы

PDF-версия — PDF-версия этой статьи, отлично подходящая для печати и использования на рабочем месте.

Родственные

Краткий обзор

Название изделия

Эксперименты по охлаждению на эффекте Пельтье

Описание

Узнайте об эффекте Пельтье и о том, как использовать обычный и недорогой охладитель Пельтье для охлаждения электронных устройств.Мы проведем несколько экспериментов с модулем Пельтье, в том числе используем его для приготовления льда!

Автор

Мастерская дронботов

Имя издателя

Мастерская дронботов

Логотип издателя

Знакомство с термоэлектрическими охладителями

Рис. 1: Поперечное сечение типичной TECouple

Введение

Термоэлектрические охладители представляют собой твердотельные тепловые насосы, используемые в приложениях, где требуется стабилизация температуры, циклическое изменение температуры или охлаждение ниже температуры окружающей среды.Есть много продуктов, использующих термоэлектрические охладители, в том числе ПЗС-камеры (устройства с зарядовой связью), лазерные диоды, микропроцессоры, анализаторы крови и портативные холодильники для пикника. В этой статье обсуждается теория термоэлектрического охладителя, а также связанные с ним тепловые и электрические параметры.

Как работает термоэлектричество . . .

Термоэлектрики основаны на эффекте Пельтье, открытом в 1834 году, когда постоянный ток, подаваемый на два разнородных материала, вызывает разницу температур.Эффект Пельтье является одним из трех термоэлектрических эффектов, два других известны как эффект Зеебека и эффект Томсона. В то время как два последних эффекта действуют на одиночный проводник, эффект Пельтье является типичным явлением соединения. Три эффекта связаны друг с другом простым соотношением.

Типовой термоэлектрический модуль изготавливается с использованием двух тонких керамических пластин с серией полупроводниковых материалов из теллурида висмута, легированных P и N, и помещенных между ними. Керамический материал с обеих сторон термоэлектрического элемента придает жесткость и необходимую электрическую изоляцию.Материал N-типа имеет избыток электронов, в то время как материал P-типа имеет дефицит электронов. Один P и один N составляют пару, как показано на рисунке 1. Термоэлектрические пары электрически последовательно и термически параллельно. Термоэлектрический модуль может содержать от одной до нескольких сотен пар.

Когда электроны перемещаются из материала P-типа в материал N-типа через электрический соединитель, электроны переходят в более высокое энергетическое состояние, поглощая тепловую энергию (холодная сторона).Продолжая движение через решетку материала, электроны перетекают из материала N-типа в материал P-типа через электрический разъем, переходя в более низкое энергетическое состояние и выделяя энергию в виде тепла к радиатору (горячая сторона).

Термоэлектрики могут использоваться для нагрева и охлаждения в зависимости от направления тока. В приложениях, требующих как нагрева, так и охлаждения, при проектировании следует сосредоточить внимание на режиме охлаждения. Использование термоэлектричества в режиме обогрева очень эффективно, поскольку весь внутренний нагрев (джоулианское тепло) и нагрузка с холодной стороны перекачиваются на горячую сторону.Это снижает мощность, необходимую для достижения желаемого нагрева.

Требуются тепловые параметры

Соответствующий термоэлектрический элемент для применения зависит как минимум от трех параметров. Этими параметрами являются температура горячей поверхности (T _h ), температура холодной поверхности (T _c ) и тепловая нагрузка, поглощаемая холодной поверхностью (Q _c ).

Горячая сторона термоэлектрического элемента — это сторона, на которой выделяется тепло при подаче постоянного тока.Эта сторона прикреплена к радиатору. При использовании радиатора с воздушным охлаждением (естественная или принудительная конвекция) температуру горячей стороны можно определить с помощью уравнений 1 и 2.

(1)	Т _ч = Т _амб + (О) (Q _ч )
Где
	T _h = Температура горячей стороны (°C).
	T _окр = Температура окружающей среды (°C).
	O = тепловое сопротивление теплообменника (°C/ватт).
и
(2)	Q _h = Q _c + P _в
Где
	Q _ч = теплота, выделяемая горячей стороне термоэлектрического элемента (ватты).
	Q _c = теплота, поглощаемая с холодной стороны (Вт).
	P _в = электрическая мощность, подводимая к термоэлектрическому элементу (Вт).

Термическое сопротивление радиатора вызывает повышение температуры выше температуры окружающей среды. Если тепловое сопротивление радиатора неизвестно, то оценки допустимого превышения температуры над окружающей средой составляют:

Естественная конвекция	от 20°C до 40°C
Принудительная конвекция	от 10°C до 15°C
Жидкостное охлаждение	от 2°C до 5°C (превышение температуры охлаждающей жидкости)

Радиатор является ключевым компонентом сборки.Слишком маленький радиатор означает, что желаемая температура холодной стороны не может быть достигнута.

Холодная сторона термоэлектрического элемента — это сторона, которая становится холодной при подаче питания постоянного тока. Эта сторона может быть более холодной, чем желаемая температура охлаждаемого объекта. Это особенно верно, когда холодная сторона не находится в прямом контакте с объектом, например, при охлаждении корпуса.

Разница температур на термоэлектрическом элементе (T) относится к T _h и T _c в соответствии с уравнением 3.

(3) Т = Т _ч – Т _в

Кривые термоэлектрических характеристик на рисунках 2 и 3 показывают взаимосвязь между T и другими параметрами.

Оценка Q _c тепловой нагрузки в ваттах, поглощаемой с холодной стороны, затруднена, поскольку необходимо учитывать все тепловые нагрузки в проекте. Среди этих тепловых нагрузок:

Активный: I ² R Тепловая нагрузка от электронных устройств
Любая нагрузка, возникающая в результате химической реакции
Пассив: Излучение (теплопотери между двумя близкими объектами с разной температурой)
Конвекция (теплопотери через воздух, когда температура воздуха отличается от температуры объекта)
Потери в изоляции
Потери на проводимость (теплопотери через провода, винты и т.)
Переходная нагрузка (время, необходимое для изменения температуры объекта)

Питание термоэлектрического

Все термоэлектрические элементы рассчитаны на I _max , V _max , Q _max и T _max при определенном значении T _h . Работа на максимальной мощности или близкой к ней относительно неэффективна из-за внутреннего нагрева (джоулевское тепло) при высокой мощности. Поэтому термоэлектрики обычно работают в пределах от 25% до 80% от максимального тока.Входная мощность термоэлектрического элемента определяет температуру горячей стороны и охлаждающую способность при заданной нагрузке.

При работе термоэлектрического элемента протекающий через него ток имеет два эффекта: (1) эффект Пельтье (охлаждение) и (2) эффект Джоуля (нагрев). Эффект Джоуля пропорционален квадрату силы тока. Следовательно, по мере увеличения тока джоулев нагрев преобладает над охлаждением на элементах Пельтье и вызывает потери в чистом охлаждении. Эта отсечка определяет I _max для термоэлектрического.

Для каждого устройства Q _max — это максимальная тепловая нагрузка, которая может быть поглощена холодной стороной термоэлектрического элемента. Этот максимум имеет место при I _max , V _max и при T = 0°C. Значение T _max представляет собой максимальную разность температур на термоэлектрическом элементе. Этот максимум достигается при I _max, V _max и без нагрузки (Q _c = 0 Вт). Эти значения Q _max и T _max показаны на кривой производительности (рис. 3) как конечные точки линии I _max.

Пример

Предположим, что у проектировщика есть приложение с расчетной тепловой нагрузкой 22 Вт, радиатором с принудительной конвекцией с тепловым сопротивлением 0,15°C/Вт, температурой окружающей среды 25°C и объектом, который необходимо охладить до 5 °С. Холодная сторона термоэлектрика будет находиться в непосредственном контакте с объектом.

Разработчик имеет в лаборатории термоэлектрический датчик Melcor CP1.4-127-06L и должен знать, подходит ли он для данного применения. Спецификации для CP1.4-127-06Л имеют следующий вид (эти характеристики приведены при Т _ч = 25°С):

I _макс. = 6,0 А

Q _макс. = 51,4 Вт

В _макс. = 15,4 В

T _макс. = 67°C

Чтобы определить, подходит ли этот термоэлектрический элемент для данного применения, необходимо показать, что параметры T и Q _c находятся в пределах рабочих характеристик.

Параметр T следует непосредственно из T _h и T _c . Так как холодная сторона термоэлектрика находится в непосредственном контакте с охлаждаемым объектом, T _c оценивается в 5°С. Предполагая повышение температуры на 10°C по сравнению с температурой окружающей среды для радиатора с принудительной конвекцией, T _h оценивается как 35°C. Не зная мощности в термоэлектрическом элементе, точное значение Т _ч найти невозможно. Уравнение 3 дает разность температур на термоэлектрическом элементе:

T = T _h – T _c = 35°C – 5°C = 30°C

На рисунках 2 и 3 показаны кривые производительности для CP1.T против Qc

Эти значения основаны на оценке T _ч = 35°C. Как только мощность в термоэлектрическом элементе определена, уравнения 1 и 2 можно использовать для решения T _h и для определения того, была ли подходящей первоначальная оценка T _h.

Потребляемая мощность термоэлектрического элемента, Pin, является произведением тока и напряжения. Используя линию 3,6 ампера на рисунке 2 для тока, входное напряжение, соответствующее T = 30°C, составляет приблизительно 10 вольт.

Используя уравнения 1 и 2, теперь можно рассчитать T _h.

	Т _ч = Т _амб + (О) (Q _ч )
	где T _амб = 25°C O = 0,15°C/ватт
	Q _h = Q _c + P _in = 22 Вт + ((3,6 А)* (10 В)) = 22 Вт + 36 Вт = 58 Вт
поэтому	T _ч = 25°C + (0.15°C / Вт) (58 Вт)
	= 25°С + 8,7°С = 33,7°С

Рассчитанное значение T _h достаточно близко к исходной оценке T _h, чтобы сделать вывод, что термоэлектрический элемент CP1.4-127-06L будет работать в данном приложении. Если необходимо знать точное решение, процесс математического решения T _h можно повторять до тех пор, пока значение T _h не изменится.

Другие параметры для рассмотрения

Материал, из которого изготовлены компоненты сборки, заслуживает тщательного рассмотрения.Радиатор и монтажная поверхность с холодной стороны должны быть изготовлены из материалов с высокой теплопроводностью (например, из меди или алюминия) для улучшения теплопередачи. Однако изоляция и монтажная фурнитура должны быть изготовлены из материалов с низкой теплопроводностью (например, пенополиуретана и нержавеющей стали), чтобы уменьшить потери тепла.

Экологические проблемы, такие как влажность и конденсация на холодной стороне, могут быть уменьшены путем использования надлежащих методов герметизации. Герметизация по периметру (рис. 4) защищает пары от контакта с водой или газами, устраняя коррозию, тепловые и электрические короткие замыкания, которые могут повредить термоэлектрический модуль.

Рис. 4: Типичный термоэлектрический прибор Melcor с уплотнением по периметру

Важность других факторов, таких как площадь основания термоэлектрического элемента, его высота, стоимость, доступный источник питания и тип радиатора, зависит от применения.

Одноступенчатый против многоступенчатого

Учитывая температуру горячей стороны, температуру холодной стороны и тепловую нагрузку, можно выбрать подходящий термоэлектрический элемент. Если T на термоэлектрическом элементе меньше 55°C, то достаточно одноступенчатого термоэлектрического преобразователя.Теоретическая максимальная разница температур для однокаскадного термоэлектрического элемента составляет от 65°C до 70°C.

Если T больше 55°C, следует рассматривать многокаскадный термоэлектрический элемент. Многокаскадный термоэлектрик достигает высокой температуры за счет размещения шести или семи однокаскадных термоэлектриков друг над другом.

Резюме

Хотя существует множество приложений, в которых используются термоэлектрические устройства, все они основаны на одном и том же принципе. При разработке термоэлектрического приложения важно, чтобы все соответствующие электрические и тепловые параметры были включены в процесс проектирования.После рассмотрения этих факторов можно выбрать подходящее термоэлектрическое устройство на основе рекомендаций, представленных в этой статье.

Sara Godfrey
Melcor Corporation, 1040 Spruce Street
Trenton, NJ08648, USA
Тел.: +1 (609) 393 4178
Факс: +1 (609) 393 9461
Электронная почта: [email protected]

Ссылки

1. Левин, М.А., Охлаждение твердого тела с помощью термоэлектрики, электронная упаковка и производство, ноябрь 1989 г.
2. Корпорация Melcor, Справочник по термоэлектрике, сентябрь., 1995.
3. Роу, Д.М., CRC Handbook of Thermoelectrics, CRC Press, Inc., 1995.
4. Смайт, Роберт, Термоэлектрические охладители отводят тепло от современных горячих микросхем, Electronic Products, август 1995.

Что такое термоэлектрический охладитель?

Термоэлектрический охладитель (TEC) используется во многих областях, требующих точного контроля температуры. Небольшой размер TEC позволяет точно контролировать температуру отдельных компонентов, таких как волоконная оптика, лазерные драйверы, прецизионные источники опорного напряжения или любые другие устройства, критичные к температуре.

Abstract: Термоэлектрический охладитель (TEC) используется во многих приложениях, требующих точного контроля температуры. Небольшой размер TEC позволяет точно контролировать температуру отдельных компонентов, таких как волоконная оптика, лазерные драйверы, прецизионные источники опорного напряжения или любые другие устройства, критичные к температуре.

Термоэлектрический охладитель относится к компоненту, который использует термоэлектрический эффект полупроводников для производства холодной энергии, также известный как полупроводниковый охладитель.Термоэлектрические охладители имеют множество применений. Его можно использовать для изготовления портативных ящиков для хранения/сохранения тепла, дозаторов холодной и горячей воды, а также для рассеивания тепла электронных устройств. Критические к температуре компоненты интегрированы с ТЭО и датчиком температуры в единый теплотехнический модуль. Дополнительным бонусом ТЭО является возможность нагрева путем реверсирования тока. В настоящее время основными полупроводниковыми материалами, используемыми в охладителях, являются теллуриды висмута. Примесь добавляется для формирования компонента разности температур полупроводников N- или P-типа после специальной обработки.Его работа характеризуется охлаждением при нагреве.

Каталог

I Принцип работы термоэлектрического охладителя

При реверсивном питании температура на контакте изменится в противоположную сторону. Это явление называется эффектом Пельтье , также известным как термоэлектрический эффект. В 1821 году Томас Зеебек обнаружил, что, когда два проводника из разных материалов соединяются в петлю и между двумя соединениями присутствует перепад температур, по петле протекает ток.Двенадцатью годами позже Дж. К. Пельтье продемонстрировал противоположный эффект: при перерезании одного из проводников в петле и пропускании тока через петлю между двумя соединениями наблюдалась разница температур.

Из-за материалов, доступных в то время, резистивное тепло, генерируемое большими токами, доминировало над эффектом Пельтье. Сегодня, с развитием материалов, эти переходы стали более практичными для использования в качестве термоэлектрических тепловых насосов, выполняющих ту же функцию, что и охлаждение с компрессией пара на основе фторуглеродов.Хотя они все еще не так эффективны, как устройства с паровым циклом, они не имеют движущихся частей или рабочей жидкости и могут быть очень маленькими по размеру. Термоэлектрический эффект чистого металла очень мал. Если вместо металла использовать полупроводник N-типа и полупроводник P-типа, эффект будет намного больше. После включения питания вблизи верхнего контакта генерируются электронно-дырочные пары, поэтому внутренняя энергия уменьшается, температура снижается, а тепло поглощается во внешний мир.В этой ситуации верхняя часть называется холодным концом. За счет рекомбинации электронно-дырочных пар нижнего контакта увеличивается внутренняя энергия, повышается температура и выделяется тепло в окружающую среду. В этой ситуации нижняя часть называется горячим концом.

Разница температур и холодопроизводительность пары полупроводниковых термоэлектрических компонентов очень малы. Практический термоэлектрический охладитель состоит из множества пар термоэлектрических компонентов, соединенных параллельно и последовательно, который также называется термоэлектрической батареей .Одноступенчатая термоэлектрическая батарея может получить разность температур около 60°С, то есть температура холодного конца может достигать от -10 до -20°С. Увеличение количества ступеней термоэлектрической батареи может увеличить разницу температур между двумя концами. Однако количество этапов не должно быть слишком большим, обычно 2-3 класса. Когда эти композиционные термоэлектрические элементы покрывают керамической плиткой или другими теплопроводными изоляционными материалами, в состоянии электризации образуется эндотермический и экзотермический эффект.

схема работы

II Особенности термоэлектрического охладителя в работе, прост в эксплуатации и легко регулирует мощность охлаждения. Однако его коэффициент охлаждения относительно невелик, а энергопотребление относительно велико, поэтому он в основном используется в случаях с небольшим потреблением холода и небольшой площадью, например, для охлаждения определенных компонентов электронного оборудования и оборудования радиосвязи; некоторые также используются для бытовых холодильников, но это не экономично.Термоэлектрический охладитель также можно превратить в измеритель нулевой точки, чтобы обеспечить температуру нулевой точки при измерении температуры термопарой.
III Технические применения термоэлектрического охладителя
В 1950-х годах, с бурным развитием полупроводниковых материалов, термоэлектрические охладители постепенно перешли из лабораторий в инженерную практику и стали применяться в обороне, промышленности, сельском хозяйстве, медицине и быту, от кондиционера атомной подводной лодки до зонда, используемого для охлаждения инфракрасных детекторов.В качестве специального источника холода термоэлектрические охладители имеют следующие преимущества в технических применениях:
1. Он не требует хладагента, может работать непрерывно, не имеет источников загрязнения, вращающихся частей и эффекта вращения. Он не имеет вибрации, шума и имеет долгий срок службы, прост в установке.
2. Термоэлектрический охладитель выполняет две функции: охлаждение и обогрев. Эффективность охлаждения, как правило, невысока, но эффективность обогрева очень высока, всегда больше 1.Таким образом, использование одного компонента может заменить отдельные системы отопления и охлаждения.
3. Термоэлектрический охладитель является токообменным элементом. За счет контроля входного тока можно добиться высокоточного контроля температуры. В сочетании со средствами обнаружения и контроля температуры легко реализовать дистанционное управление, программное управление и компьютерное управление, что удобно для формирования системы автоматического управления.
4. Тепловая инерция термоэлектрического охладителя очень мала, а время охлаждения и нагрева очень быстрое.Когда горячий конец имеет хороший отвод тепла, а холодный конец пуст, кулер может достичь максимальной разницы температур менее чем за одну минуту.
5. Обратным применением термоэлектрического охладителя является выработка электроэнергии с разностью температур. Термоэлектрические охладители обычно подходят для производства электроэнергии в областях со средними и низкими температурами.
6. Мощность одной пары холодильных элементов термоэлектрического охладителя очень мала. Однако, если их объединить в блок, соединенный последовательно и параллельно, чтобы сформировать систему охлаждения, мощность можно сделать настолько большой, что мощность охлаждения может варьироваться от нескольких милливатт до десятков тысяч ватт.
7. Диапазон разности температур термоэлектрического охладителя может быть реализован от положительной температуры 90°C до отрицательной температуры 130°C.
Согласно вышеприведенному анализу диапазон применения термоэлектрических компонентов включает охлаждение, нагрев и производство электроэнергии. А приложения для охлаждения и обогрева более распространены. Существуют следующие аспекты:
(1) Термоэлектрический кондиционер
Полупроводниковый кондиционер характеризуется отсутствием хладагента, низким уровнем шума, изменением направления постоянного тока.Его можно перевести с охлаждения на обогрев, поэтому он подходит для кондиционирования воздуха в особых условиях, таких как подводная лодка, средство электронной связи и т. д., которые не допускают утечки хладагента.
(2)Термоэлектрический термостат
Термостат с полупроводниковым охлаждением отличается малой мощностью и высокой точностью регулирования температуры и может применяться в приборах и экспериментальных приборах с повышенными требованиями. Например, полупроводниковый нулевой измеритель и полупроводниковая водяная баня с постоянной температурой в качестве базы данных измерения полупроводниковой термоэлектрической батареи, их точность контроля температуры может достигать 0.01К.
(3) Полупроводниковый холодильный диспенсер для воды
Диспенсер для воды с полупроводниковым охлаждением характеризуется отсутствием хладагента, компактной конструкцией холодильной системы и подходит для различных случаев, когда требуется легкий вес и небольшие размеры холодильника и исключена утечка хладагента. , такие как полупроводниковый распределитель охлаждающей воды в самолетах Boeing.
(4) Медицинский термоэлектрический холодильник
Медицинское устройство с полупроводниковым охлаждением характеризуется компактной конструкцией и удобным использованием, например, замороженный слайсер, замороженный анестезирующий матрац, устройство для экстракции катаракты и устройство холодовой терапии кожных заболеваний.
(5) Термоэлектрический осушитель воздуха
Осушитель воздуха с полупроводниковым охлаждением характеризуется отсутствием хладагента и низким уровнем шума. Он подходит для особых условий, таких как военные склады, малошумные подводные лодки и подводные резервуары высокого давления, которые не допускают утечки хладагента.
(6)Термоэлектрический тепловой насос
Тепловой насос с полупроводниковым охлаждением характеризуется низкой тепловой инерцией и удобным преобразованием рабочих условий.Общие полупроводниковые кондиционеры или полупроводниковые термостаты могут работать в соответствии с условиями теплового насоса.
Приложения для точного терморегулирования будут продолжать использовать TEC в качестве решения. Можно ожидать, что производительность ТЭО будет продолжать улучшаться, что сделает их более привлекательным решением для растущего числа приложений для контроля температуры. TEC может даже заменить холодильные устройства с паровым циклом, используемые для обогрева и охлаждения домов. Драйверы ТЭО и контуры терморегулирования только начали находить практическое применение.
Часто задаваемые вопросы по термоэлектрическим системам, охлаждение Пельтье Часто задаваемые вопросы, охлаждение Пельтье, охладитель Пельтье, демонстрационная коробка Пельтье, кондиционеры Пельтье, шкафные охладители, nema4, nema-4x, радиаторы, теплообменники, охладители Пельтье, устройства

Часто задаваемые вопросы
Общий:
Как TECA оценивает работу кондиционера?
TECA определяет свою рейтинговую точку как количество тепла, удаляемого, когда температура корпуса равна температуре окружающей среды или при 0 дельта Т.Это предпочтительный отраслевой метод. Из-за различных характеристик при различных условиях окружающей среды мы часто указываем это как диапазон. Поскольку отраслевых стандартов не существует, другие производители могут выбирать другие определения; например, номинальная производительность при температуре на 20° выше температуры окружающей среды. Пользователю важно понимать эти тонкости, чтобы убедиться, что он «сравнивает яблоки с яблоками».
Какой процесс использует TECA для получения опубликованных кривых производительности?
Наши кривые являются результатом тестирования.Кривые представляют собой линейную линию, соответствующую результатам тестирования. Используемые значения представляют собой общую нагрузку, снимаемую кондиционером, и среднюю температуру в помещении (средняя температура в помещении в нашем испытательном устройстве очень хорошо соответствует температуре воздуха, возвращаемого в кондиционер).
Чем этот процесс отличается от процессов, используемых другими производителями?
Некоторые компании определяют часть кривой дельта Т на основе среднего значения между приточным воздухом кондиционера и возвратным воздухом, в то время как другие используют только температуру приточного воздуха.Мы считаем, что средняя температура корпуса или температура возвратного воздуха является гораздо лучшим, точным и воспроизводимым методом.
Почему TECA не рекомендует и не предлагает фильтры?
Компания TECA производит и продает стандартные термоэлектрические кондиционеры с 1970-х годов. За это время мы узнали, что, к сожалению, фильтры, которые не меняются или не очищаются регулярно, порождают проблемы. Результат – забитый фильтр и перегретый кондиционер.Блоки TECA не загрязняются так быстро и не так часто, как фильтр.

Термоэлектрическая технология:
Могу ли я нагревать, а также охлаждать с помощью термоэлектрических блоков TECA?
Да; многие модели имеют функцию обогрева. Они обозначаются суффиксом HC в номере модели. Чтобы продлить срок службы модулей и избежать потенциальных опасностей, которые могут возникнуть в результате неправильного использования функции нагрева модулей с обратной полярностью, TECA часто использует резистивные нагреватели, встроенные в свои системы нагрева/охлаждения.В других случаях используется эффект обратной полярности.
Каковы преимущества агрегата TECA по сравнению с компрессорной системой?
Установки TECA не имеют движущихся механических частей, кроме вентиляторов. Это делает их чрезвычайно надежными, так как они не требуют регулярного обслуживания. Они имеют компактную простую конструкцию и могут быть легко адаптированы и установлены в вашем корпусе. Они не содержат загрязняющих веществ, таких как фреоны или другие газы.
Имеют ли устройства TECA одобрение UL, CSA или CE?
Да, некоторые устройства были протестированы в соответствии со стандартами UL и CSA в лабораториях ETL, когда это уместно, другие, если уместно, имеют маркировку CE.См. страницу UL/CSA/CE этого сайта для продуктов, соответствующих этим стандартам.
Как долго прослужит типичная установка TECA?
Ожидаемый срок службы модулей TECA высок благодаря долговечности твердотельной конструкции. Срок службы наших кондиционеров обычно превышает пять лет при нормальных условиях.

Применение:
Можно ли использовать блоки TECA для комфортного кондиционирования воздуха?
Да, в пределах.В то время как один из наших блоков был бы идеальным для предмета личного комфорта, такого как охлаждающий жилет, для охлаждения жилых или других больших помещений потребуется несколько блоков. Наш самый большой блок рассчитан на 1500 БТЕ/час, в то время как для типичного дома требуется от 30 000 до 60 000 БТЕ/час.
В каких условиях используются устройства TECA?
У нас есть блоки для использования внутри помещений, соответствующие стандарту Nema-12. Блоки Nema-12 предназначены для защиты от пыли, падающей грязи и капающих неагрессивных жидкостей.У нас также есть блоки для внутреннего и наружного использования с рейтингом Nema-4X. Установки Nema-4X предназначены для защиты от коррозии, переносимой ветром пыли и дождя, водяных брызг и попадания воды из шланга.
Должен ли я устанавливать кондиционеры TECA в определенном положении?
Нет, наши твердотельные кондиционеры работают в любом положении. Там, где есть выбор, большинство пользователей предпочитает боковую ориентацию. Где бы ни были размещены блоки, вентиляторы и ребра не должны загораживаться, чтобы не препятствовать воздушному потоку.Не рекомендуется устанавливать в перевернутом виде. Подробная информация о монтаже.

Определяющие термины:
Что такое «дельта Т»?
«Дельта Т» относится к перепаду температур. Мы предупреждаем наших клиентов, чтобы они проверяли, что означает дельта T в каждом отдельном расчете. В наших кривых производительности и уравнениях он может представлять несколько вещей.Для кондиционеров с воздушным охлаждением это может указывать на разницу температур между температурой окружающей среды и температурой корпуса или разницу температур между окружающей средой и холодным стоком (теплообменник холодной стороны). Для кондиционеров с жидкостным охлаждением это может относиться к разнице температур между охлаждающей жидкостью и температурой корпуса или к разнице температур между охлаждающей жидкостью и охладителем (теплообменник холодной стороны). Для охлаждающих плит это разница температур между температурой окружающей среды и охлаждающей плитой при использовании охлаждающих плит с воздушным охлаждением или разница температур между охлаждающей жидкостью и охлаждающей плитой.
Что такое «температура окружающей среды»?
Температура окружающей среды — это температура воздуха, окружающего охлаждаемый шкаф. Как правило, комнатной температуры.
Что такое «активная нагрузка»?
Под «активной нагрузкой» понимается количество тепла, выделяемого внутри корпуса. Обычно это можно рассматривать как тип тепла, выделяемого электроникой, «Вольты, умноженные на Амперы, равные Ваттам».При определении этого значения необходимо тщательно рассчитать количество тепла, которое остается в корпусе. Например, корпус может содержать источник питания, реле и систему управления, которые контролируют некоторые функции вне корпуса. «Активная нагрузка» может быть быстро оценена путем измерения «вольт-ампер», которые входят в корпус и выходят из него. Можно предположить, что разница остается в корпусе.
Если я не могу рассчитать свою «активную нагрузку», как я могу ее определить?
Если вы не можете рассчитать его путем суммирования рассеивания тепла компонентами, попробуйте вычесть общую энергию, выходящую из корпуса, из общей энергии, поступающей в корпус, то есть энергетический баланс.Другим вариантом является удаление любых средств охлаждения корпуса, запуск компонентов на полную мощность и измерение дельта Т между корпусом и окружающей средой, а также использование размера корпуса с помощью программного обеспечения для определения размеров TECA ® для подтверждения ответа.
Что такое «пассивная нагрузка»?
Под «пассивной нагрузкой» мы подразумеваем два типа нагрузок: любую солнечную или лучистую нагрузку и нагрузку через стены ограждения на дельта Т от окружающей среды к ограждению. Для солнечных нагрузок хорошая оценка составляет 15 Вт на квадратный фут площади поверхности.Для нагрузки через стенки корпуса мы рекомендуем программу TECA® Sizing Software.
Что такое общая тепловая нагрузка?
«Общая тепловая нагрузка» — это общее количество тепла (в ваттах или БТЕ/ч), которое должен удалить кондиционер. Обычно это сумма активных и пассивных нагрузок.
Что подразумевается под «создана для дистанционного контроля температуры»?
Когда блок TECA «создан для дистанционного управления температурой», он настраивается на управление внешним, но проводным контроллером.Мы встраиваем реле (привод постоянного тока) в блок и подключаем кабель, который будет подавать питание на контроллер и управлять реле. Агрегаты, предназначенные для дистанционного управления, часто используются с регуляторами температуры TECA TC3300.

Ведение бизнеса с TECA:
Производит ли TECA устройства на заказ?
Да. Мы рады работать с нашими клиентами, чтобы удовлетворить их потребности в охлаждении/нагреве любым возможным способом.Индивидуальные сборки составляют значительную часть нашего бизнеса. Свяжитесь с нами для получения информации о пользовательских единицах измерения.
Каковы условия кредита TECA?
Условия оплаты нетто через 30 дней после отгрузки при условии одобрения кредита. Новые счета должны предоставлять необходимые кредитные ссылки. До тех пор, пока кредит не будет установлен, платеж в полном объеме с заказом, L.O.C или COD. могут быть запрошены.

Условия:

Настольный нагреватель-охладитель.
В этом проекте мы собираемся построить настольный нагреватель-охладитель, используя термоэлектрический принцип Пельтье. Во-первых, краткая история модулей Пельтье и эффекта Пельтье. Только в 1834 году, после отдельной карьеры торговца часами, Пельтье обнаружил, что когда он пропускает электрический ток через цепь, состоящую из двух разных проводников, происходит явление.В зависимости от направления тока один переход нагревался, а другой охлаждался. Сейчас это известно как эффект Пельтье.
Жан Шарль Атанас Пельтье
Один из продуктов Circuit Specialists включает в себя модули Пельтье, которые используют эффект Пельтье для реальных приложений. Эти модули можно использовать в устройствах, где требуется нагрев или охлаждение. В нашем проекте мы хотели разработать простое приложение для модулей Пельтье, которое также имело бы некоторую функциональность.Поэтому мы придумали проект термоэлектрической нагревательной/охлаждающей плиты . Мы многому научились во время проекта и поделимся некоторыми извлеченными уроками в конце.
Список деталей:
Термоэлектрические модули Пельтье. (мы использовали 4 из них, соединенных последовательно)
Охлаждающий вентилятор.
Блок питания переменного/постоянного тока.
Коробка для проектов.
Выключатель двухполюсный на два направления (DPDT).
Кабель питания.
Термоклей, маленький тюбик.
Конденсатор 2200 мкФ
Инструкции по сборке
Просверлите отверстие для штока переключателя DPDT в центре вашей проектной коробки.
Пропустите кабель питания через отверстие и подключите его соответствующим образом.
Я использую сверхпрочный двусторонний скотч, чтобы приклеить термоэлектрические модули по одному на корпус. Обязательно используйте силиконовый теплопроводящий состав.
После приклеивания термоэлектричества просверлите 2 отверстия для проводов.
Подключение переключателя в соответствии со схемой ниже.
Просверлите отверстие для выключателя, затем припаяйте к выключателю питание и термоэлектрический модуль.
Установите вентилятор сверху блока питания, чтобы все оставалось прохладным.
Соберите корпус с помощью прилагаемых винтов.
Наконец, мы можем проверить максимальную температуру, которую может производить устройство.
Заключение
Устройство можно улучшить во многих местах.Например, более мощный источник питания может дать более высокую максимальную температуру. Некоторые радиаторы, установленные изнутри корпуса, также помогут увеличить максимальную температуру и снизить минимальную температуру при охлаждении. Кроме того, конденсатор действительно может помочь со стабилизацией питания. Тем не менее, в Circuit Specialists мы хотим убедиться, что проект безопасен для всех возрастов, поэтому мы поддерживаем температуру около 130 градусов по Фаренгейту.
Теперь вы можете расслабиться и насладиться горячим напитком зимой 😀
G Создайте свой собственный проект комплекта термоэлектрической нагревательной/охлаждающей плиты здесь.