Что можно сделать из элементов Пельтье и за счет каких механизмов?

Элементы Пельтье – казалось бы, давно уже не новость, однако многие не полностью представляют принцип их работы, и не знают, что можно сделать из модулей и зачем они нужны. Изобретатель Игорь Белецкий покажет несколько наглядных экспериментов, чтобы у вас сложилось понимание того, на что способны эти пластинки.

Их легко приобрести в интернете и заказать доставку по почте. Купить Пельтье лучше всего в этом китайском магазине. Есть и специальный кулер охлаждения.

На фото: Модуль Пельтье

Самый популярный модуль Пельтье TEC1-12706

Самым популярным среди практиков, увлеченных идеями свободной природной энергии и производителей технических устройств является элемент размером 40 на 40 миллиметров с маркировкой TEC1-12706.  Это означает, что он состоит из 127 пар малюсеньких термоэлементов – полупроводников разного типа, которые попарно соединены при помощи медных перемычек в последовательную цепь и рассчитаны на постоянный ток до 5 А при напряжении 12 вольт.

Схема Элемента Пельтье

Некоторые думают что модули Peltier, это что-то типа солнечных панелей – ведь они такие же плоские, торчат проводки, и те и другие могут генерировать электрический ток. Увы, это не совсем так на самом деле. Чтобы понять, как функционируют загадочные пластинки, посмотрите видео И. Белецкого, описание в текстовом формате ниже.

Эффекты Пельте и Зебека – функции модуля

У этого девайса есть целых два режима работы – 1. выработка холода и тепла; 2 – генерация электрического тока.

1. Итак, знаменитый эффект Пельтье (тепло и холод). Это когда вы подводите к элементу постоянный ток и замечаете, что одна из его сторон стала теплее, а другая холоднее. Таким образом он работает как тепловой насос. Очень полезное свойство. Спору нет.

2. Но оказалось, что имеет место и обратный процесс – так называемой эффект Зебека, а именно возникновение электрического тока при установлении и поддержании определенной разности температур на сторонах самого модуля (пластинки).

Примечание. Никогда не перегревайте элементы, если хотите и далее проводить эксперимент с ними. Полупроводники в модуле спаяны припоем, температура плавления которого может лежать в пределах от восьмидесяти до двухсот градусов. А учитывая, где сегодня производится большинство этих элементов, можно только догадываться на каких соплях их спаяли.

Схема. Как создается электричество при нагреве сторон Пельтье

Вся неприятность в том, что этот элемент будет нормально работать только при эффективном охлаждении.

Тест с получением электричества

Например, мы хотим проверить эффект Зебека. Поставим сверху кружку с кипятком. Тем самым не превышено 100 градусов, допустимых по нагреву.

Наблюдаем появление напряжения. Интересно, что если изменить направление тепловой потока через модуль, то изменится направление постоянного тока. Но со временем на второй стороне благодаря теплопроводности элемента Пельтье температура тоже поднимется и напряжение, естественно, упадет.

Чтобы эффект был постоянным, нужен постоянный отвод тепла. Для этого модуль размещают на массивным радиаторое и желательно с активным охлаждением. Показатели явно лучше, как вы понимаете. Это требует дополнительных энергозатрат.

Допустим, вы хотите сделать из этого элемента походную зарядку для мобильников. Тогда на природе радиатор можно поместить в холодную воду, возможно даже проточную или ледяную, что несомненно еще лучше. Применение этих модулей зимой при хорошем дармовом минусе – наиболее перспективно.

Правда, одного элемента для зарядки телефона явно будет маловато. А вот два – это уже лучше. Естественно, если увеличить нагрев, то выходная мощность тоже возрастет. Но это очень рискованный шаг, который можно сделать только ради эксперимента. Работа такого генератора будет длиться недолго.

Теперь перейдем к эффекту Пельтье, то есть к производству холода.

Холодильник на модулях Пельте – насколько он эффективен?

Для эксперимента будет использован автомобильный холодильник. Полезный объем его 20 литров. Обратите внимание – заявленная мощность – 48 ватт при токе 4 ампера и постоянном напряжении 12 вольт. А это значит, что внутри стоит всего лишь 1 маленький элемент Пельтье. Для тех кто не в теме откроем секрет – такую же мощность имеет обычный домашний холодильник, размеры которого в разы больше. Ну да ладно, сейчас не об этом. Проверим его эффективность. Например поставим ему минимальную задачу охладить стаканчик с водой, имеющей комнатную температуру 26 градусов. Для работы холодильника будем использовать блок питания, идеально подходящий по своим параметрам. Дополнительно в цепь будем помещен ваттметр. Он будет в реальном времени отображать ток, напряжение и мощность. Но самое главное – потребление, так называемый ватт в час. Таким образом мы сможем примерно оценить энергозатраты нашего холодильника.

Включаем и видим, все прекрасно работает. Вот ток 4,29 А. Напряжение 11,15 Вольт. Мощность 47,9 Ватт. 0,1 Ватт-часов.

Пока процесс идет, проведем более наглядный эксперимент, который покажет, что же именно происходит в холодильнике. Когда подадим на элемент постоянный ток, он начнет перекачивать тепло с одной стороны на другую.

Кстати, если поменять направление тока, то изменится и направление перекачки тепла, что весьма удобно. Главное не забываем об активном охлаждении, потому что пятьдесят ватт электрической мощности нагревает элемент мгновенно. Чем эффективнее мы отведем тепло с горячий стороны, чем холоднее на другой.

Как видите, на самой поверхности модуля вода замерзает очень быстро, ну еще бы – столько энергии сжирает.

Но вернемся к нашему холодильнику. Спустя один час работы температура воздуха внутри упала до пятнадцати градусов, а у воды опустилась до 20. Удивило, что за час работы он съел четко 48 ватт. Через два часа у воздуха было 13 градусов, а у воды 17. И наконец, после трех часов работы температура воздуха остановилась на 13-ти градусах, а в стакане с водой была 15 и ниже 12 она уже не опустится. Ну так себе холодильник, учитывая что он был забит напитками не полностью. Но при этом этот монстр потребил 140 Ватт. Для домашней сети может и не много, но для автомобильного аккумулятора это уже весьма ощутимо. Поэтому здесь и стоит всего лишь один элемент. Потому что больше никакой аккумулятор просто не потянет. А это значит, что кпд такого модуля ничтожно мал – буквально считанные проценты, что опять же зависит от производителя. Такой холодильник больше напоминает хороший термос. Если бы взяли из дома холодные продукты, то он бы просто не позволил им быстро нагреться. Делать такие холодильники большими энергетически невыгодно.

В каких случаях Пельтье эффективен?

Кстати это относится и к самодельщикам,  пытающихся делать на этом принципе автомобильные кондиционеры. Есть более эффективные технологии, а вот использовать элементы Пельтье для охлаждения чего-то маленького и компактного – просто идеальное решение. Есть целый спектр таких устройств, например охлаждать процессоры или микросхемы различных малогабаритных приборов. В этом скорее всего и есть самый главный плюс таких элементов. Они миниатюрны и минимальны по весу. По сравнению с теми же фотоэлементами у Пельтье минусов конечно больше, ну а самый эффект безусловно заслуживает внимания. В конце концов все зависит от решаемых задач а если энергия халявная, то высокий КПД не так уж и важен.

До скольки градусов можно охладить элемент? Об этом в отдельном видео.

Заключение

Популярные среди радиолюбителей и инженеров модули Пельтье – электронные элементы, активно использующиеся для систем охлаждения и получения электроэнергии. На их основе разрабатываются источники питания для освещения или зарядки девайсов в походных условиях, мобильные компактные холодильники для автомобилей. Существуют попытки применения для охлаждения компьютерных процессоров. Работа устройств основана на 2 механизмах: при нагреве одной стороны пластины Пельтье и охлаждении второй, вырабатывается электроток; при подаче электричества на контакты одна сторона пластины охлаждается, вторая – нагревается.

Элемент Пельтье — Практическая электроника

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? “Ну а как же, например, бытовой холодильник” – скажите вы. И будете не правы. В бытовом холодильнике электрический ток  оказывает только вспомогательную функцию: гоняет фреон по кругу.

Что такое элемент Пельтье

Но существуют ли такие радиоэлементы, которые при подаче на них электрического тока вырабатывают холод? Оказывается существуют ;-). В 1834 году французский физик Жан Пельтье обнаружил поглощение тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников. Или, иными словами,  в этом месте

наблюдалась пониженная температура. Ну и как положено в физике, чтобы не придумывать новое название этому эффекту, его называют в честь того, кто его открыл. Открыл что-то новое? Отвечай за базар)). С тех пор зовется такой эффект эффектом Пельтье.

Ну и как тоже ни странно, элемент, который вырабатывает холодок, называют элементом Пельтье. Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого основан на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются TEC (от англ. Thermo

Electric Cooler — термоэлектрический охладитель).

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

Потребляемая мощность элемента Пельтье

Элемент Пельтье сам по себе считается очень энергозатратным. Регулировка температуры его сторон достигается напряжением. Чем больше напряжение, тем большую силу тока он потребляет. А чем больше силы тока он потребляет, тем быстрее набирает температуру. Поэтому, можно регулировать холодок, тупо меняя значение напряжения).

Вот некоторые  значения по потреблению электрического тока элементом Пельтье:

При напряжении в 1 Вольт он кушает 0,3 Ампера. Неплохо)

Повышаю напряжение до 3 Вольт

Кушает уже почти 1 Ампер.

Повышаю до 5 Вольт

Чуть больше полтора Ампера.

Даю 12 Вольт, то есть его рабочее напряжение:

Жрет уже почти 4 Ампера! Грабеж).

Давайте грубо посчитаем его мощность. 4х12=48 Ватт. Это даже больше, чем 40 Ваттная лампочка, которая висит у вас в кладовке). Если элемент Пельтье такой прожорливый, целесообразно ли из него делать бытовые холодильники и холодильные камеры? Конечно же нет! Такой холодильник у вас будет жрать Киловатт 10 не меньше! Но зато есть один маленький плюс – он будет абсолютно бесшумен :-). Но если нет никакой возможности, то делают холодильники даже из элементов Пельтье. Это в основном  мини холодильники для автомобилей. Также элемент Пельтье некоторые используют для охлаждения процессора на ПК. Получается  очень эффективно, но по энергозатратам лучше все-таки ставить старый добрый вентилятор.

Где купить элемент Пельтье

На Али можно найти даже мини-кондиционер из элемента Пельтье вот по этой ссылке.

На Али этих элементов Пельтье можете выбрать сколь душе угодно!

Вот ссылка на них

Фонарь на элементах Пельтье своими руками

Специально 92 для mozgochiny.ru

Каждый элемента Пельтье генерирует всего 0,1 В при контакте с кожным покровом. Для того, чтобы увеличить это напряжение нужно: соединить три элемента в последовательную цепь. Кроме того нужно использовать «Похититель джоулей» для повышения генерируемого напряжения. Если вы будете использовать эту самоделку, что сделана своими руками в качестве USB зарядки, вам нужно будет использовать модуль усиления напряжение до 5 вольт.

Шаг 1: Материалы

• 3 элемента Пельтье;
• 2 вида медных проводов;

• Светодиод;
• Тороид;

• NPN транзистор, любой маркировки;
• 4.7 Ом резистор, любого типа;

• T12 люминесцентная трубка;
• Чёрная краска;
• Картон;

• Алюминиевая фольга;
• Скотч.

Шаг 2: Изготавливаем корпус

Отмерим 10 см трубы и обрежем её. С помощью маркера отметим места, где будут устанавливаться элементы Пельтье и вырежем квадраты с помощью ножниц или канцелярского ножа.

Шаг 3: Окрашиваем корпус

Покрасим трубу в чёрный цвет.

Шаг 4: Изготавливаем картонный диск

Нарисуем круг того же диаметра, что и труба. Вырежем его, а потом сделаем два небольших надреза на каждой его стороне. Приклеим его к одному концу трубы, который располагается ближе к трём квадратным отверстиям.

Шаг 5: Припаиваем элементы

Укоротим выводы среднего элемента. Расположим их в правильном положении. Возьмём два других элемента и укоротим по одному проводу с каждой стороны, оставив вторые провода не тронутыми. После всех операций спаяем их вместе в сборку.

Шаг 6:

Установим элементы Пельтье в вырезанные отверстия корпуса.

Шаг 7: Прокладываем проводку

Припаяем дополнительные провода на отрицательные и положительные спайки. После чего просунем их в два отверстия в стороне трубки и протянем через пазы в картоне.

Шаг 8: Тороид

Скрутим два медных провода вместе. Обернём проволоку вокруг тороида, пока не покроем всю поверхность. Не имеет значения, в каком направлении будут идти провода. Зачистим концы проводов ножом или наждачной бумагой.

Шаг 9: Подключаем «Похититель джоулей»

Чтобы проверить схему, возьмём две запасные перемычки и подключим одну к левой (отрицательной) стороне резистора, а другую к красному и зеленому проводам. Подключим провод от светодиода на отрицательную сторону батареи 1,5 В и прикрепим другую перемычку к положительной стороне батареи. Светодиод должен засветиться.

Шаг 10: Пайка схемы

Припаяем красный и зелёный провода вместе с каждой стороны тороида. Возьмём один свободный провод тор. и припаяем его к одной стороне резистора. Припаяем средний вывод транзистора к другой стороне резистора. Возьмём две перемычки, припаяем их к боковым выводами транзистора. Теперь, спаяем другой свободный провод от тор. к правой «ноге» транзистора. Наконец, припаяем светодиод к двум свободным перемычкам, с отрицательной стороны к правому выводу транзистора.

Шаг 11: Соединяем элементы Пельтье с «Похитителем джоулей»

Возьмём отрицательный вывод от Пельтье и припаяем его к правому выводу транзистора. После чего положительный вывод припаяем к двум проводам тороида, скрученным вместе.

Шаг 12: Финальные детали

С помощью алюминиевой фольги полностью закроем всё пространство над элементами. С помощью термоклея закрепим светодиод на торцевой крышке, в маленьком отверстии. Если заглушка не имеет отверстия, сделайте его. Вырежем круглый диск из алюминиевой фольги с отверстием в центре, и приклеим его на диод. Поздравляем! Все готово!

Шаг 13: Оглядываясь назад

Если хотите, можете использовать некоторые из этих советов в своих фонариках. Благодаря им они будет работать намного лучше и эффективнее.

• Элементы должны быть расположены, как можно ближе друг к другу;
• Можно установить аккумуляторы;
• Добавить к нему USB вход, для зарядки устройства;
• Создать больше напряжения можно путем охлаждения другой стороны элемента Пельтье льдом.

 

Спасибо за внимание! Светлого всем будущего!

( Специально для МозгоЧинов #Body-Heat-Powered-Flashlight» target=»_blank»>)

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

Теплопроводность керамики элемента пельтье. Элементы Пельтье — охлаждение и нагрев

Явление возникновения термо-ЭДС было открыто немецким физиком Томасом Иоганном Зеебеком в далеком в 1821 году. А заключается это явление в том, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из соединенных последовательно разнородных проводников, при условии что их контакты находятся в условиях различных температур, возникает ЭДС.

Данный эффект, названный по имени его первооткрывателя эффектом Зеебека, называют теперь просто термоэлектрическим эффектом .

Если цепь состоит всего из пары разнородных проводников, то такая цепь называется . В первом приближении можно утверждать, что величина термо-ЭДС зависит лишь от материала проводников и от температур холодного и горячего контактов. Таким образом, в небольшом интервале температур термо-ЭДС пропорциональна разности температур холодного и горячего контактов, а коэффициент пропорциональности в формуле называется коэффициентом термо-ЭДС.

Так например, при разности температур в 100°С, при температуре холодного контакта 0°С, пара медь-константан обладает термо-ЭДС величиной в 4,25мВ.

Между тем, термоэлектрический эффект имеет в своей основе три составляющих:

Первый фактор — различие у разных веществ зависимости средней энергии электронов от температуры. В результате, если при нагреве проводника на одном его конце температура выше, то там электроны приобретают большие скорости, чем электроны на холодном конце проводника.

Кстати, у полупроводников с нагревом растет и концентрация электронов проводимости. Электроны с высокой скоростью устремляются к холодному концу, и там происходит накопление отрицательного заряда, а на горячем конце получается нескомпенсированный положительный заряд. Так возникает составляющая термо-ЭДС, называемая объемной ЭДС.

Второй фактор — у разных веществ контактная разность потенциалов зависит от температуры по-разному. Это связано с различием энергии Ферми у каждого из проводников, сведенных в контакт. Контактная разность потенциалов, возникающая при этом, оказывается пропорциональной разности энергий Ферми.

Получается электрическое поле в тонком приконтактном слое, причем разность потенциалов с каждой стороны (у каждого из сведенных в контакт проводников) будет одинаковой, и при обходе цепи по замкнутому контуру, результирующее электрическое поле будет равно нулю.

Но если температура одного из проводников будет отличаться от температуры другого, то в связи с зависимостью энергии Ферми от температуры, изменится и разность потенциалов. В результате возникнет контактная ЭДС — вторая составляющая термо-ЭДС.

Третий фактор — фононное увеличение ЭДС . При условии, что в твердом теле имеет место температурный градиент, количество фононов (фонон — квант колебательного движения атомов кристалла), движущихся в направлении от горячего конца к холодному будет преобладать, в результате чего вместе с фононами большое количество электронов будет увлекаться в сторону холодного конца, и там станет накапливаться отрицательный заряд, пока процесс не придет в равновесие.

Это дает третью составляющую термо-ЭДС, которая в условиях низких температур может в сотни раз превосходить две упомянутые выше составляющие.

В 1834 году французский физик Жан Шарль Пельтье открыл обратный эффект. Он обнаружил, что при прохождении электрического тока через контакт (спай) двух разнородных проводников выделяется или поглощается тепло.

Количество поглощаемого или выделяемого тепла связано с видом спаянных веществ, а также с направлением и величиной протекающего через спай электрического тока. Коэффициент Пельтье в формуле численно равен коэффициенту термо-ЭДС, умноженному на абсолютную температуру. Это явление известно теперь как .

В сути эффекта Пельтье в 1838 году разобрался русский физик Эмилий Христианович Ленц. Он экспериментально проверил эффект Пельтье, поместив каплю воды на место спая образцов сурьмы и висмута. Когда Ленц пропускал через цепь электрический ток, вода превращалась в лед, но когда ученый изменил направление тока на противоположное, лед быстро растаял.

Ученый установил таким образом, что при протекании тока не только выделялось джоулево тепло, но происходило также поглощение или выделение дополнительного тепла. Это дополнительное тепло получило название «тепло Пельтье».

Физическая основа эффекта Пельтье заключается в следующем. Контактное поле в месте спая двух веществ, созданное контактной разностью потенциалов, либо препятствует прохождению пропускаемого через цепь тока, либо способствует ему.

Если ток пропускается против поля, то требуется работа источника, который должен затратить энергию на преодоление контактного поля, в результате чего и происходит нагрев места спая. Ежели ток направлен так, что контактное поле поддерживает его, то работу совершает контактное поле, и энергия отнимается у самого вещества, а не расходуется источником тока. В результате вещество в месте спая охлаждается.

Наиболее выразителен эффект Пельтье у полупроводников, благодаря чему стали возможными модули Пельтье или термоэлектрические преобразователи .

В основе элемента Пельтье два полупроводника, контактирующие между собой. Эти полупроводники отличаются энергией электронов в зоне проводимости, поэтому при протекании тока через место контакта, электроны вынуждены приобретать энергию, чтобы смочь перейти в другую зону проводимости.

Так, при перемещении в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника, электроны поглощают энергию, охлаждая место перехода. При обратном направлении тока электроны отдают энергию, и происходит нагрев дополнительно к джоулеву теплу.

Полупроводниковый модуль Пельтье состоит из нескольких пар , имеющих форму маленьких параллелепипедов. Обычно в качестве полупроводников используют теллурид висмута и твердый раствор кремния и германия. Полупроводниковые параллелепипеды соединены между собой попарно медными перемычками. Эти перемычки служат контактами для теплообмена с керамическими пластинками.

Перемычки расположены так, что с одной стороны модуля только перемычки обеспечивающие переход n-p, а с другой стороны — только перемычки обеспечивающие переход p-n. В результате, при подаче тока, одна сторона модуля нагревается, другая — охлаждается, а если полярность питания сменить на противоположную, то сторона нагрева и охлаждения соответственно поменяются местами. Таким образом, при прохождении тока происходит перенос тепла с одной стороны модуля на другую, и возникает разность температур.

Если теперь одну сторону модуля Пельтье нагревать, а другую охлаждать, то в цепи возникнет термо-ЭДС, то есть будет реализован эффект Зеебека. Очевидно, эффект Зеебека (термоэлектрический эффект) и эффект Пельтье — две стороны одной медали.

Сегодня можно легко приобрести модули Пельтье по относительно доступной цене. Наиболее популярны модули Перьтье типа ТЕС1-12706, содержащие 127 термопар, и рассчитанные на питание 12 вольт.

При максимальном потреблении в 6 ампер, достижима разница температур в 60°С, при этом заявляемый производителем безопасный диапазон рабочих температур — от -30°С до +70°С. Размер модуля 40мм х 40мм х 4мм. Модуль может работать как в режиме охлаждения-нагревания, так и в .

Есть и более мощные модули Пельтье, например TEC1-12715, рассчитанный на 165 Вт. При питании напряжением от 0 до 15,2 вольт, с силой тока от 0 до 15 ампер, данный модуль способен развить разность температур в 70 градусов. Размер модуля также 40мм х 40мм х 4мм, однако диапазон безопасных рабочих температур шире — от -40°С до +90°С.

В таблице ниже приведены данные по модулям Пельтье, широко доступным сегодня на рынке:

Андрей Повный

Многие слышали про «магические» элементы Пельтье — при прохождении тока через них одна сторона охлаждается, а другая — нагревается. Это работает и в обратную сторону — если одну сторону нагревать, а другую охлаждать — вырабатывается электричество. Эффект Пельтье известен с 1834 года, но и по сей день нас не перестают радовать инновационные продукты на его основе (нужно только помнить, что при генерации электричества, как и у солнечных батарей — есть точка максимальной мощности, и если работать далеко от неё — КПД генерации сильно снижается).

В последнее время китайцы поднажали, и заполонили интернеты своими относительно дешевыми модулями , так что эксперименты с ними уже не отнимают слишком много денег. Китайцы обещают максимальную разницу температуры между горячей и холодной стороной в 60-67 градусов. Хммм… А что если мы возьмем 5 элементов, подключим последовательно, тогда у нас должно получиться 20С-67*5 = -315 градусов! Но что-то мне подсказывает, что все не так просто…

Классические «китайские» элементы Пельтье — это 127 элементов, включенных последовательно, и припаянных к керамической «печатной плате» из Al2O3. Соответственно, если рабочее напряжение 12В — то на каждый элемент приходится всего по 94мВ. Бывают элементы и с другим количеством последовательных элементов, и соответственно другим напряжением (например 5В).

Нужно помнить, что элемент Пельтье — это не резистор, его сопротивление нелинейно, так что если мы прикладываем 12В — у нас может не получится 6 ампер (для 6-и амперного элемента) — ток может изменятся в зависимости от температуры (но не слишком сильно). Также при 5В (т.е. меньше номинала) ток будет не 2.5А, а меньше.

Кроме того, количество перенесенного тепла сильно зависит от разницы температуры между поверхностями. При разнице 60-67С — перенос тепла стремится к 0, а при нулевой разнице — 51 Ватт для 12*6 = 72-х Ваттного элемента. Очевидно, уже это не позволяет так просто соединять элементы в серию — нужно чтобы каждый следующий был по размерам меньше предыдущего, иначе самый холодный элемент будет пытаться отдать больше тепла (72Вт), чем элемент следующей ступени может пропустить через себя при желаемой разнице температур (1-51Вт).

Элементы пельтье собираются легкоплавким припоем с температурой плавления 138С — так что если элемент случайно останется без охлаждения и перегреется — то достаточно будет отпаяться одному из 127*2 контактов чтобы выкинуть элемент на свалку. Ну и элементы очень хрупкие — как керамика, так и сами охлаждающие элементы — я нечаянно разодрал 2 элемента «вдоль» из-за присохшей намертво термопасты:

Итак, маленький элемент — 5В*2А, большой — 12*9А. Кулер на тепловых трубках, температура комнатная. Результат: -19 градусов. Странно… 20-67-67 = -114, а получились жалкие -19…

Идея — вынести все на морозный воздух, но есть проблема — кулер на тепловых трубках хорошо охлаждает только если температура «горячей» и «холодной» стороны кулера лежит по разные стороны фазового перехода газ-жидкость наполнителя трубки. В нашем случае это означает, что кулер в принципе не способен охладить что-либо ниже +20С (т.к. ниже работают только тонкие стенки тепловых трубок). Придется возвращаться к истокам — к цельно-медной системе охлаждения. А чтобы ограниченная производительность кулера не сказывалась на измерениях — добавим килограммовую медную пластину — тепловой аккумулятор.

Результат шокирующий — те же -19 как с одной, так и с двумя стадиями. Температура окружающего воздуха — -10. Т.е. с нулевой нагрузкой мы еле-еле выжали жалкие 9 градусов разницы.

Оказалось, неподалеку от меня хладокомбинат #7, и я решил к ним заглянуть с картонной коробкой. Вернулся с 5-ю килограммами сухого льда (температура сублимации -78С). Опускаем медную конструкцию туда — подключаем ток — на 12В температура моментально начинает расти, при 5В — падает на 1 градус на секунду, и дальше быстро растет. Все надежды разбиты… Эффективность обычных китайских элементов Пельтье быстро падает при температуре ниже нуля. И если охладить банку колы еще можно с видимой эффективностью, то температуры ниже -20 добиться не удается. И проблема не в конкретных элементах — я пробовал элементы разных моделей от 3-х разных продавцов — поведение одно и то же. Похоже на криогенные стадии нужны элементы из других материалов (и возможно для каждой стадии нужен свой материал элемента).

Ну а с оставшимся сухим льдом можно поступить следующим образом:

PS. А если смешать сухой лед с изопропиловым спиртом — получится жидкий азот для «бедных» — в нем так же весело замораживаются и разбиваются цветы и проч. Вот только из-за того что спирт не кипит при контакте с кожей — получить обморожение существенно легче.

Элементом Пельтье принято называть преобразователь, который способен работать от разности температур. Происходит это путем протекания электрического тока по проводникам через контакты. Для этого в элементах предусмотрены специальные пластины. Тепло от одной стороны переходит в другую.

На сегодняшний день указанная технология является востребованной в первую очередь из-за значительной мощности теплоотдачи. Дополнительно устройства способны похвастаться компактностью. Радиаторы для многих моделей устанавливаются слабенькие. Связано это с тем, что тепловой поток довольно быстро остывает. В результате нужная температура поддерживается постоянно.

Подвижных частей указанный элемент не имеет. Работают устройства абсолютно бесшумно, и это является несомненным преимуществом. Также следует сказать, что эксплуатироваться они способны очень долго, а случаи поломок возникают крайне редко. Самый простой тип состоит из медных проводников с контактами и соединительными проводами. Дополнительно с охлаждающей стороны имеется изолятор. Изготовляют его, как правило, из керамики или

Зачем нужны элементы Пельтье?

Элементы Пельтье чаще всего используются для изготовления холодильников. Обычно речь идет о компактных моделях, которые могут применяться, к примеру, автомобилистами в дороге. Однако на этом область применения устройств не подходит к концу. В последнее время элементы Пельтье активно начали устанавливать в звуковую, а также акустическую технику. Там они способны выполнять функции куллера.

В результате охлаждение усилителя устройства происходит без какого-либо шума. Для портативных компрессоров элементы Пельтье являются незаменимыми. Если говорить о научной отрасли, то ученые применяют данные устройства для охлаждения лазера. При этом можно добиться значительной стабилизации волны изучения у светодиодов.

Недостатки моделей Пельтье

Казалось бы, такое простое и эффективной устройство лишено недостатков, однако они имеются. В первую очередь специалисты сразу отметили малую пробивную способность модуля. Это говорит о том, что у человека возникнут определенные проблемы, если он захочет охладить прибор, который работает от сети с напряжением 400 В. В данном случае частично поможет решить эту проблему специальная диэлектрическая паста. Однако пробой тока все равно будет высоким и обмотка элемента Пельтье может не выдержать.

Дополнительно указанные модели не советуют применять для точной электроники. Поскольку в конструкции элемента имеются металлические пластины, то чувствительность транзисторов может нарушаться. Последним недостатком элемента Пельтье можно назвать малый коэффициент полезного действия. Достигнуть значительной разности температур указанные устройства не способны.

Модуль для регулятора

Сделать элемент Пельтье своими руками для регулятора довольно просто. Для этого следует заранее заготовить две металлические пластины, а также проводку с контактами. В первую очередь для установки готовят проводники, которые будут располагаться у основания. Обычно их закупают с маркировкой «РР».

Дополнительно для нормального контроля температуры следует предусмотреть полупроводники на выходе. Они необходимы для того, чтобы быстро отдавать тепло на верхнюю пластину. Для установки всех элементов следует использовать паяльник. Чтобы доделать элемент Пельтье своими руками, в последнюю очередь подсоединяют два провода. Первый монтируется у нижнего основания и фиксируется у крайнего проводника. Соприкосновения при этом с пластиной следует избегать.

Далее крепят второй провод у верней части. Фиксация осуществляется также к крайнему элементу. Для того чтобы проверить работоспособность устройства, применяют тестер. Для этого два провода нужно подсоединить к прибору. В результате отклонение напряжения должно составить примерно 23 В. В данной ситуации многое зависит от мощности регулятора.

Холодильники с терморезистором

Как сделать элемент Пельтье своими руками для холодильника с терморезистором? Отвечая на этот вопрос, важно отметить, что пластины для него подбираются исключительно из керамики. При этом проводников используется около 20 штук. Это необходимо для того, чтобы перепад температуры был более высоким. Повысить можно до 70 %. В данном случае важно рассчитать

Сделать это можно исходя из мощности оборудования. Холодильник на жидком фреоне в этом случае походит идеально. Непосредственно элемент Пельтье устанавливается возле испарителя, который располагается рядом с мотором. Для его монтажа потребуется стандартный набор инструментов, а также прокладки. Они необходимы для того, чтобы оградить модель от пускового реле. Таким образом, охлаждение нижней части устройства будет происходить намного быстрее.

Чтобы добиться получения разницы в температурах (эффект Пельтье) своими руками, проводников может понадобиться не менее 16 штук. Главное при этом — надежно изолировать провода, которые будут подключаться к компрессору. Для того чтобы сделать все правильно, нужно в первую очередь отсоединить осушитель холодильника. Только после этого есть возможность соединить все контакты. По завершении установки предельное напряжение следует проверить при помощи тестера. При нарушении работы элемента в первую очередь страдает терморегулятор. В некоторых случая происходит его

Модель для холодильника 15 В

Делается холодильник Пельтье своими руками с малой Крепятся модули в основном возле радиаторов. Для того чтобы надежно их закрепить, специалисты используют уголки. К фильтру элемент не должен прислоняться, и это следует учитывать.

Чтобы доделать термоэлектрический модуль Пельтье своими руками, нижнюю пластину в основном выбирают из нержавеющей стали. Проводники, как правило, применяются с маркировкой «ПР20». Нагрузку они максимум способны выдерживать на уровне 3 А. Максимальное отклонение температуры способно достигать 10 градусов. В этом случае коэффициент полезного действия может составлять 75 %.

Элементы Пельтье в холодильниках 24 В

Используя элемент Пельтье, холодильник своими руками сделать можно только из проводников с хорошей герметизацией. При этом они для охлаждения должны укладываться в три ряда. Рабочий ток в системе обязан поддерживаться на уровне 4 А.. Проверить его можно при помощи обычного тестера.

Если использовать керамические пластины для элемента, то максимального отклонения температуры можно добиться в 15 градусов. Провода к конденсатору устанавливаются только после того, как будет подложена прокладка. Закрепить ее на стенке устройства можно разными способами. Главное в данной ситуации — не использовать клей, который чувствителен к температурам свыше 30 градусов.

Элемент Пельтье для автомобильного охладителя

Чтобы сделать качественный автохолодильник своими руками, Пельтье (модуль) подбирается с пластиной, толщина которой не более 1.1 мм. Провода лучше всего использовать немодульного типа. Также для работы потребуются медные проводники. Их пропускная способность должна составлять не менее 4А.

Таким образом, максимальное температурное отклонение будет доходить до 10 градусов, это считается нормальным. Проводники чаще всего используют с маркировкой «ПР20». Они в последнее время показали себя более стабильными. Также они подходят для различных контактов. Для соединения устройства с конденсатором используют паяльник. Качественная установка возможна только на блок реле прокладку. Перепады в данном случае будут минимальными.

Как сделать элемент для кулера питьевой воды?

Для фиксации их можно воспользоваться обычными гаечками. Появление излишнего шума при эксплуатации говорит том, что устройство работает не должным образом. В данном случае необходимо проверит целостность проводки. Также нужно осмотреть проводники.

Элемент Пельтье для кондиционера

Чтобы качественно сделать элемент Пельтье своими руками для кондиционера, пластины используют двойные. Минимальная их толщина должна составлять не менее 1 мм. В таком случае можно надеяться на температурное отклонение в 15 градусов. Производительность кондиционеров после оснащения модулей в среднем увеличивается на 20 %. Многое в данной ситуации зависит от температуры окружающей среды. Также следует учитывать стабильность напряжения от сети. При небольших помехах нагрузка устройством выдерживается примерно 4 А.

При пайке проводников их следует размещать не слишком близко друг к другу. Чтобы правильно доделать модули Пельтье своими руками, входные и выходные контакты надо устанавливать только на одну из двух пластин. В таком случае прибор получится более компактным. Грубой ошибкой в данной ситуации будет подключать модуль непосредственно к блоку. Это приведет к неминуемой поломке элемента.

Установка модуля на конденсатор

Чтобы установить модуль Пельтье своими руками, важно оценить мощность конденсатора. Если она не превышает 20 В, то элемент следует монтировать с проводниками, на которых указана маркировка «ПР30» или «ПР26». Для того чтобы закрепить модуль Пельтье (элемент) своими руками на конденсаторе, используют маленькие металлические уголки.

Лучше всего их устанавливать по четыре на каждую из сторон. По производительности конденсатор, в конечном счете, способен прибавить плюс 10 %. Если говорить о теплопотерях, то они будут незначительными. Коэффициент полезного действия прибора в среднем равняется 80 %. Для высоковольтных конденсаторов модули не рассчитаны. В данном случае не поможет даже большое количество проводников.

Элемент Пельтье – это специальный термоэлектрический преобразователь, который работает по одноименному принципу Пельтье – возникновении разности температур во время подачи электрического тока. В английском языке чаще всего упоминается как ТЕС, что в переводе означает термоэлектрический охладитель.

Как работает элемент Пельтье

Работа элемента Пельтье базируется на контакте двух токопроводящих материалов, которые обладают разным уровнем энергии электронов в зоне проводимости. При подаче электрического тока через подобную связь, электрон приобретает высокую энергию , чтобы потом перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. В момент поглощения этой энергии осуществляется охлаждение места охлаждения проводников. Если же ток протекает в обратном направлении – то это приводит к нагреванию места контакта и к обычному тепловому эффекту.

Если с одной стороны сделать хороший отвод тепла, например, при использовании радиаторных систем, то холодная сторона сможет обеспечить очень низкую температуру, которая на десятки градусов будет ниже температуры окружающего мира. Величина тока пропорциональна степени охлаждения. Если же сменить полярность электрического тока, то стороны (тёплая и холодная) просто поменяются местами.

В контакте с металлической поверхностью элемент Пельтье становится настолько малым, что его практически невозможно заметить на фоне омического нагрева и других эффектов теплопроводности. Именно поэтому на практике применяется два полупроводника.

Количество термопар может быть самым разнообразным – от 1 до 100 , за счёт чего можно сделать элемент Пельтье практически с любыми показателями холодильных мощностей.

Практическое применение

В наше время элементы Пельтье активно применяются для:

1. холодильников;
2. кондиционеров;
3. автомобильных охладителей;
4. кулеров для воды
5. видеокарт ПК;

Элемент Пельтье получил широкое применение в различных холодильных системах, в том числе и среди холодильников и кондиционеров. Возможность достигать очень низких температур делает его превосходным решением для охлаждения электрических приборов или технического оборудования, подвергающегося нагреву. Сегодня разработчики применяют элементы Пельтье в акустических и звуковых системах, где они выполняют роль обычного куллера. Отсутствие интенсивных звуков делает процесс охлаждения практически бесшумным, что является прекрасным преимуществом элемента.

В наше время подобная технология пользуется большой популярностью за счёт очень мощной теплоотдачи . К тому же, современные элементы Пельтье отличаются очень компактными габаритами, а их радиаторы способны хранить нужную температуру на протяжении длительного времени. Ещё одним преимуществом элементов Пельтье является их долговечность, т.к. они состоят из цельных неподвижных элементов, что уменьшает вероятность поломок. Конструкция самого распространённого типа выглядит очень просто и включает в себя два медные проводника с контактами и соединительными проводами, также изолирующий элемент, который изготовляется из нержавеющей стали или керамических материалов.

Учитывая простоту конструкции, сделать элемент Пельтье своими руками в домашних условиях совсем несложно. Его можно будет использовать для холодильников или прочих приборов . Перед началом работ вам нужно подготовить две металлические пластины и проводку с контактами. Изначально подготовьте проводники, которые необходимо установить у основания элемента. Как правило, применяются проводники с маркировкой «РР».

Также стоит заранее позаботиться об полупроводниках на выходе. Они будут применяться для отдачи тепла на верхнюю пластину. В процессе установки задействуйте паяльник. На конечном этапе нужно присоединить два провода. Первый устанавливается у основания и прочно закрепляется возле крайнего проводника. Важно учесть, чтобы любые соприкосновения с пластиной были устранены.

Второй проводник прикрепляется у верхней части. Фиксируется он таким же образом, как и первый – к крайнему проводнику. Чтобы проверить функциональность устройства стоит применить тестер. Просто соедините два провода к прибору и проверьте вольтаж. Отклонение напряжения будет составлять где-то 23 В .

Как сделать элементы Пельтье для холодильника?

Элементы Пельтье своими руками для холодильника изготавливаются также просто и быстро. Первое, что нужно учесть перед работами, это – материал пластины. Это должна быть прочная керамика. Что касается проводников, то их нужно подготовить не меньше 20-ти штук , что позволит добиться максимального перепада температур. При правильном расчете коэффициент полезного действия может быть увеличен на 70%.

Многое зависит от мощности используемого оборудования. Если холодильник работает на основе жидкого фреона, то проблем с мощностью никогда не будет. Элемент Пельтье, который был изготовлен своими руками устанавливается непосредственно возле испарителя, который установлен вместе с мотором. Для подобного монтажа вам понадобится запастись самым стандартным набором инструментов и прокладками. Они будут применены для элемента модели от пускового реле. С помощью подобного решения охлаждение в нижней части устройства произойдёт намного быстрее.

Стоит помнить, что перед тем как сделать элемент Пельтье для холодильника своими руками, вам нужно запастись достаточным количеством электрических проводников. Для того чтобы добиться разницы в температурах при разработке элемента своими руками, используйте не меньше 16 проводов . Обязательно обеспечьте им качественную изоляцию и только тогда подключайте к компрессору. Убедившись в надёжности и безопасности связи между проводами можно переходить к их соединению. После завершения установки ещё раз проверьте силу предельного напряжения с помощью тестера. Если работа элемента была нарушена, это первым делом скажется на терморегуляторе. Иногда случается его короткое замыкание.

Помимо холодильников, элементы Пельтье активно применяются и в автомобильных охладителях. Сделать качественный автомобильный холодильник своими руками тоже достаточно просто. Для этого необходимо найти хорошую керамическую пластину с толщиной не меньше 1.1 миллиметра. Провода должны быть немодульными. В качестве проводников лучше всего использовать медные провода с пропускной способностью не меньше 4 Ампера .

В связи с этим максимальное отклонение температур будет доходить до десяти градусов, что считается нормой. В частых случаях используются проводники с маркировкой «ПР20», которые сумели отличиться максимальной надёжностью и стабильностью работы. К тому же они подходят для различных типов контактов. При соединении устройства с конденсатором стоит применить паяльник.

Как сделать элемент Пельтье для кулера питьевой воды?

Кулер питьевой воды – это очень важное и необходимое устройство, которое вовремя охлаждает или нагревает питьевую воду. Чтобы ускорить процесс охлаждения , можно применить элемент Пельтье. Сделать его можно так же просто, как и для холодильника или автомобильного охладителя:

• В качестве пластины стоит использовать исключительно керамическую поверхность.
• В устройстве применяется не меньше 12 проводников, которые смогут выдерживать высокое сопротивление.
• Для подключения нужно использовать два провода (желательно медные). Элемент устанавливается в нижней части кулера. К тому же он может соприкасаться с крышкой устройства. Но чтобы предотвратить возможные короткие замыкания фиксируйте всю проводку на решетке либо корпусе.

Элемент Пельтье для кондиционеров своими руками

Если речь идёт об элементе Пельтье для кондиционеров, то он может быть изготовлен только из проводника «ПР12». Дело в том, что этот тип проводников отлично выдерживает аномальные температуры и способен выдавать до 23В напряжения. Сопротивление при этом должно колебаться в пределах 3 Ом. Максимальные перепады температур будут достигать 10 градусов и КПД – 65 процентов. Проводники нужно укладывать в один ряд .

Стоит отметить, что элемент Пельтье может служить в качестве охладителя для видеокарты персонального компьютера. Для изготовления охладителя нужно взять 14 проводников, желательно из меди. Чтобы подключить элемент Пельтье к видеокарте ПК нужно задействовать немодульный проводник. Само устройство монтируется рядом с встроенным кулером на видеокарте. Для закрепления можно использовать маленькие металлические уголки, а для фиксации обычные гаечки.

Если при работе замечаются какие-то интенсивные шумы и прочие неестественные звуки, стоит проверить работоспособность проводки и осмотреть каждый проводник.

Несколько идей из «элемента Пельтье». Получение электричества из огня, а также «холода» из электричества. | Будни Технаря

Всем привет! Многие знакомы с так называемым «элементом Пельтье», а для тех кто незнаком, в двух словах расскажу.

Данный элемент представляет собой небольшую пластину, при подачи на неё электрического тока одна сторона пластины нагревается, а другая охлаждается .

Модуль рассчитан на напряжение 12 В, максимально потребляемый ток 6.5 А

Что-бы получить температуру около 0 градусов на «холодной стороне» необходимо хорошо охладить «горячую сторону» на которой выделяется тепло. Мощность элемента в районе 60 ватт по этому нужен достаточно массивный радиатор с кулер.

Что же можно из него сделать?

Ну во-первых, «дорожный холодильник»

Достаточно собрать коробку из теплоизоляционного материала, к примеру экструзированного пенопласта и обклеить внутри фольгой. В монтировать в крышку «элемент Пельтье» с прикреплёнными к нему радиаторами. С горячей стороны нужен радиатор больше чем с холодной и с принудительным охлаждением в виде кулера. Радиаторы можно закрепить стяжками чтобы получился «бутерброд». Холодный воздух будет опускаться вниз и охлаждать продукты. Вот и все, можно подключатся к бортовой сети автомобиля и ехать в путешествие.

Холодильник пользователя с drive2 https://www.drive2.ru/l/3847014/

Холодильник пользователя с drive2 https://www.drive2.ru/l/3847014/

Помимо холодильника можно сделать экстремальное охлаждение для любителей разгона процессоров ПК.

Тут также нужен хороший радиатор с принудительным охлаждением, но главная проблема это возможный образующийся конденсат который может загубить электронику.

Вот пример заводского исполнения…

Элемент Пельтье умеет не только охлаждать под действием электричества, но выступать в роли генератора электрического тока.

Достаточно охлаждать одну из сторон, а противоположную нагревать. Элемент способен отдать до 600 мА.

Исходя из этого можно попытаться сделать походную печку с возможностью зарядки так как тока в 600мА достаточно для зарядки гаджетов.

Устанавливаем элемент к стенке печки с другой стороны вешаем радиатор. Самое главное это не перегреть устройство так как внутри находится полупроводники спаянные между собой.

Фото с сайта https://cxem.net/greentech/greentech37.php

Фото с сайта https://cxem.net/greentech/greentech37.php

А вот заводской вариант за 150$

Вот ссылка на простой элемент Пельтье с алиэкспресс.

Подписывайтесь на канал, ставьте лайки и пишите комментарии!

Как сделать термогенератор Пельтье своими руками

Можно приобрести элементы и у соотечественников, но уж совсем по баснословной цене, а это не наш путь.

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.

Сама горелка тоже состоит из банки и угольного фитиля.

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. Я его изготовил от убитого CD-rom_а. 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.

Вентилятор для охлаждения изготовил из 3–х вольтового двигателя от того же неисправного CD-rom_а и лопастей штатного вентилятора от компьютерного кулера. Двигатель и вентилятор состыковал при помощи китайского суперклея и дискодержателя от всё того же CD-rom_а. В результате получился вентилятор охлаждения, который начинает работать от полутора вольт и жрёт совсем небольшой ток.

Для радиатора нагревания взял радиатор от кулера старого процессора.

Напряжение, порядка 6-8 вольт, у меня выходит на преобразователь, где уменьшается до нужных для девайсов пяти вольт.

Про этот преобразователь я уже писал. http://tutankanara.livejournal.com/410005.html

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 400 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 10-15 минут.   

Как работает модуль Пельтье — TOMSON ELECTRONICS

ЭФФЕКТ ПЕЛЬТЬЕ

Термоэлектрические охладители работают по эффекту Пельтье . Эффект создает разницу температур за счет передачи тепла между двумя электрическими соединениями. Напряжение прикладывается к соединенным проводникам для создания электрического тока. Когда ток течет через соединения двух проводников, тепло отводится на одном соединении и происходит охлаждение.На другом стыке выделяется тепло.

Основное применение эффекта Peltie r — охлаждение. Однако эффект Пельтье также можно использовать для нагрева или регулирования температуры. В любом случае требуется постоянное напряжение.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОХЛАДИТЕЛЯ

Термоэлектрические охладители от II-IV Marlow действуют как твердотельные тепловые насосы. Каждый из них имеет массив чередующихся полупроводников n- и p-типа. Полупроводники разных типов имеют дополнительные коэффициентов Пелти r.Набор элементов припаян между двумя керамическими пластинами последовательно и термически параллельно. Твердые растворы теллурида висмута, теллурида сурьмы и селенида висмута являются предпочтительными материалами для устройств с эффектом Пельтье , поскольку они обеспечивают наилучшие характеристики при температуре от 180 до 400 K и могут быть изготовлены как n-типа, так и p-типа.

Охлаждающий эффект любого блока с термоэлектрическими охладителями пропорционален количеству используемых охладителей. Обычно несколько термоэлектрических охладителей соединяются рядом и затем помещаются между двумя металлическими пластинами.II-VI Marlow предлагает три различных типа термоэлектрических охладителей, включая термоциклеры, одноступенчатые и многоступенчатые.

ПОГЛОЩЕНИЕ ТЕПЛА

Охлаждение происходит, когда через одну или несколько пар элементов проходит ток от n- к p-типу; происходит снижение температуры на стыке («холодная сторона»), что приводит к поглощению тепла из окружающей среды. Тепло переносится вместе с элементами электронным транспортом и выделяется на противоположной («горячей») стороне, когда электроны переходят из состояния с высокой энергией в состояние с низкой энергией.

Поглощение тепла Пельтье определяется как Q = P ( Коэффициент Пельтье ) I (ток) t (время). Одноступенчатый термоэлектрический охладитель может обеспечивать максимальную разницу температур около 70 градусов Цельсия. Тем не менее, охладитель Triton ICE Thermoelectric II-VI Marlow охлаждает электронику на 2 градуса Цельсия по сравнению с текущими рыночными предложениями.

Купите у нас модуль Пельтье лучшего качества и получите больше интересных предложений

Технология — термоэлектрическая

Основы термоэлектрического модуля

При подаче питания постоянного тока низкого напряжения на модуль TE тепло будет перемещаться через модуль от одной стороны к другой.Таким образом, одна поверхность модуля будет охлаждаться, в то время как противоположная поверхность будет одновременно нагреваться. Важно отметить, что это явление можно обратить вспять, когда изменение полярности (плюс и минус) приложенного напряжения постоянного тока приведет к перемещению тепла в противоположном направлении. Следовательно, термоэлектрический модуль может использоваться как для нагрева, так и для охлаждения, что делает его очень подходящим для приложений точного контроля температуры. Термоэлектрический модуль также может использоваться для выработки электроэнергии.В этом режиме разность температур, приложенная к модулю, будет генерировать ток.

Практический термоэлектрический модуль обычно состоит из двух или более элементов из легированного полупроводникового материала n- и p-типа, которые электрически соединены последовательно, а термически — параллельно. Эти термоэлектрические элементы и их электрические соединения обычно устанавливаются между двумя керамическими подложками. Подложки скрепляют всю конструкцию механически и электрически изолируют отдельные элементы друг от друга и от внешних монтажных поверхностей.Большинство термоэлектрических модулей имеют размер примерно от 2,5 до 50 мм (от 0,1 до 2,0 дюймов) в квадрате и от 2,5 до 5 мм (от 0,1 до 0,2 дюйма) в высоту. Доступны различные формы, материалы подложки, рисунки металлизации и варианты монтажа.

На схематической диаграмме выше показан типичный термоэлектрический модуль в сборе. В термоэлектрическом охладителе используются термоэлектрические материалы из теллурида висмута N-типа и P-типа. Такая компоновка заставляет тепло проходить через охладитель только в одном направлении, в то время как электрический ток попеременно перемещается вперед и назад между верхней и нижней подложками через каждый N- и P-элемент.Материал N-типа легирован так, что в нем будет избыток электронов (больше электронов, чем необходимо для завершения идеальной структуры молекулярной решетки), а материал P-типа легирован так, что в нем будет недостаток электронов (меньше электронов, чем необходимо. чтобы завершить идеальную решетчатую структуру). Дополнительные электроны в материале N и «дырки», возникающие из-за недостатка электронов в материале P, являются носителями, которые перемещают тепловую энергию через термоэлектрический материал. Большинство термоэлектрических охлаждающих модулей изготавливаются с равным количеством элементов N-типа и P-типа, где одна пара элементов N и P образуют термоэлектрическую «пару».Например, проиллюстрированный выше модуль имеет две пары элементов N и P и называется «модулем с двумя парами».

Холодопроизводительность (тепло, активно прокачиваемое через термоэлектрический модуль) пропорциональна величине приложенного постоянного электрического тока и тепловым условиям на каждой стороне модуля. Изменяя входной ток от нуля до максимума, можно регулировать тепловой поток и контролировать температуру поверхности.

Модули Пельтье для термоэлектрического охлаждения

Термоэлектрическое охлаждение быстро стало применяться на практике для многих типов электронного оборудования.Устройства, представленные на рынке сегодня, компактны, эффективны и — благодаря усовершенствованной внутренней конструкции — преодолевают традиционные проблемы надежности, которые ограничивали возможности для этого типа устройств в прошлом.

Поддержание стабильной температуры электронных компонентов, таких как лазерные диоды или датчики изображения, жизненно важно для обеспечения правильной работы таких инструментов, как мощные лазеры, лабораторные эталоны, спектроскопы или системы ночного видения. В некоторых случаях может потребоваться охлаждение до температуры ниже температуры окружающей среды.Простое пассивное охлаждение, использующее комбинацию радиатора и принудительной подачи воздуха, не может удовлетворить любое из этих требований; реакция на изменения тепловой нагрузки может быть медленной и неточной, а охлаждение зависит от температурного градиента, когда температура источника тепла выше температуры окружающей среды.

В качестве альтернативы обычно используемым методам пассивного охлаждения термоэлектрическое охлаждение может предложить множество преимуществ. К ним относятся точный контроль температуры и более быстрая реакция, возможность безвентиляторной работы (в зависимости от характеристик радиатора), снижение шума, экономия места, снижение энергопотребления и возможность охлаждения компонентов до температур ниже окружающей среды.

Элементы Пельтье: принципы и устройство

Внутренняя структура элемента Пельтье состоит из полупроводниковых таблеток, изготовленных из материалов теллурида висмута N-типа и P-типа. Матрица гранул электрически соединена последовательно, но термически расположена параллельно, чтобы максимизировать теплопередачу между горячей и холодной керамическими поверхностями модуля (рис. 1).

Рисунок 1: Внутренняя структура типового элемента Пельтье (Источник изображения: устройства CUI)

Термоэлектрическое охлаждение использует эффект Пельтье, который наблюдается как тепло, которое либо поглощается, либо выделяется между соединениями двух разнородных проводников при прохождении тока.Термоэлектрический модуль, содержащий элемент Пельтье, расположенный между двумя керамическими пластинами с высокой теплопроводностью, с источником питания, способен эффективно перекачивать тепло через устройство от одной керамической пластины к другой. Более того, направление теплового потока можно изменить, просто изменив направление тока на противоположное.

Приложение постоянного напряжения заставляет положительные и отрицательные носители заряда поглощать тепло от одной поверхности подложки и передавать и отдавать его подложке на противоположной стороне.Следовательно, поверхность, на которой поглощается энергия, становится холодной, а противоположная поверхность, на которой выделяется энергия, становится горячей.

Строительство холодильного агрегата

Для создания практичного термоэлектрического охлаждающего устройства модуль Пельтье встраивается в систему, которая обычно состоит из металлического блока с высокой теплопроводностью, такого как алюминиевый сплав, и ребристого радиатора (рис. 2). Металлический блок используется для прикрепления охлаждаемого устройства, такого как лазерный диод или датчик изображения, к холодной стороне охлаждающего элемента.Толщина блока выбирается для сохранения плоскостности и, таким образом, обеспечения постоянного теплового соединения с холодной пластиной элемента Пельтье, учитывая, что чрезмерная толщина приведет к нежелательной тепловой инерции. Радиатор прикреплен к противоположной стороне или горячей пластине элемента Пельтье, чтобы отводить извлеченное тепло в окружающую среду. На каждую поверхность наносится тонкий слой термопасти или другого термоинтерфейсного материала (ТИМ).

Рисунок 2: Элемент Пельтье, алюминиевый блок и радиатор собраны для создания системы охлаждения (Источник изображения: устройства CUI)

Выбор модуля и контроллера

Полная термоэлектрическая система охлаждения включает элемент Пельтье и теплоотвод, датчики температуры для контроля горячих и холодных пластин и блок контроллера, обеспечивающий подачу правильного тока для поддержания желаемой разницы температур в модуле.

Контроллер и модуль Пельтье выбраны таким образом, чтобы тепло от охлаждаемого компонента в сочетании с эффектом джоулевого нагрева подаваемого тока могло рассеиваться без превышения максимальной теплоемкости (Q _max ) или максимальной разницы температур (ΔT _max ), указанные в таблице данных модуля Пельтье. Также следует учитывать максимальную разницу температур и максимальный ток, чтобы выбранный модуль Пельтье мог поддерживать желаемую разницу температур при работе с подходящим током.Как правило, он должен составлять менее 70% от максимального номинального тока, чтобы гарантировать, что джоулевое нагревание остается в контролируемых пределах, и система может реагировать на кратковременное повышение температуры холодной пластины без возникновения теплового разгона.

Расчет тока и поглощения тепла

Если желаемая разница температур и рабочее напряжение источника питания известны, тепловыделение и рабочий ток могут быть рассчитаны на модуле с использованием функциональных диаграмм, представленных в таблице данных.

В качестве примера функциональные схемы, показанные на рисунке 3, можно использовать для определения накачиваемого тепла и подаваемого тока для температуры горячей пластины (Th) 50 ° C, температуры холодной пластины 10 ° C и напряжения питания 12 В.

Рисунок 3: Расчет настройки с использованием функциональных диаграмм таблицы данных (Источник изображения: устройства CUI.)

Для определения рабочего тока и поглощения тепла:

1. Найдите ΔT:

   ΔT = T _h — T _c — 50 ° C — 10 ° C = 40 ° C

2. Используйте функциональную диаграмму для T _h = 50 ° C, чтобы найти ток для поддержания ΔT = 40 ° C при подаваемом напряжении:

   Из диаграммы I = 3.77 А

3. Найдите тепловую насосную мощность по функциональной диаграмме при I = 3,77 A и ΔT = 40 ° C:

   Из диаграммы Q _c = 20,75 Вт

Термическая усталость в модулях Пельтье

Термоэлектрические охладители могут быть подвержены термической усталости. Традиционно изготовленные блоки содержат обычные паяные соединения между электрическим межсоединением (медью) и полупроводниковыми элементами P / N, а также паяные или спеченные соединения между межсоединением и керамической подложкой (Рисунок 4).Хотя эти методы соединения обычно создают прочные механические, тепловые и электрические связи, они негибкие и могут разрушаться и в конечном итоге выходить из строя при повторении циклов нагрева и охлаждения, которые типичны для нормальной работы модуля Пельтье.

Рисунок 4: Пайка и спекание обычного модуля Пельтье (Источник изображения: CUI Devices.)

Компания

CUI Devices разработала структуру arcTEC ™ для модулей Пельтье для борьбы с эффектами термической усталости.Структура arcTEC заменяет обычную пайку между медным электрическим межсоединением и керамической подложкой на холодной стороне модуля на теплопроводящую смолу. Эта смола обеспечивает эластичную связь внутри модуля, которая допускает расширение и сжатие, возникающие во время повторяющихся циклов термоциклирования. Эластичность этой смолы снижает напряжения внутри модуля, обеспечивая при этом лучшее тепловое соединение и превосходное механическое соединение, и не показывает заметного ухудшения характеристик с течением времени.

Кроме того, специальный припой SbSn (сурьма-олово) заменяет припой BiSn (висмут-олово), обычно используемый между полупроводниковыми элементами P / N и медным межсоединением (рис. 5). Припой SbSn имеет более высокую температуру плавления 235 ° C по сравнению со 138 ° C для BiSn и, таким образом, обеспечивает превосходные характеристики термической усталости и лучшую прочность на сдвиг.

Рисунок 5: Улучшения структуры arcTEC повышают надежность и тепловые характеристики (Источник изображения: CUI Devices.)

Повышение надежности и тепловых характеристик

Чтобы обеспечить дополнительное повышение надежности, элементы P / N структурных модулей arcTEC изготовлены из кремния премиум-класса и в 2,7 раза больше, чем у других модулей. Это обеспечивает более равномерное охлаждение, избегая неравномерных температур, которые способствуют сокращению срока службы. На рисунке 6 показано влияние на распределение температуры путем сравнения инфракрасных изображений обычного модуля Пельтье (вверху) и структурного модуля arcTEC (внизу).Превосходные P / N элементы структурных модулей arcTEC также помогают сократить время охлаждения более чем на 50%.

Рис. 6. Улучшенное распределение температуры в структурных модулях arcTEC (внизу) по сравнению с обычными модулями (вверху) (Источник изображения: устройства CUI.)

Увеличенный ожидаемый срок службы структурных модулей arcTEC может быть продемонстрирован путем анализа изменения внутреннего сопротивления модулей Пельтье, подверженных термоциклированию. Поскольку изменение сопротивления в модулях Пельтье тесно связано с разрывом связи, анализ тенденции дает полезный индикатор срока службы.Результаты, показанные на Рисунке 7, дополнительно демонстрируют значительное улучшение ожидаемого срока службы, которое стало возможным благодаря структуре arcTEC.

Рисунок 7: Оценка надежности путем мониторинга изменения сопротивления (Источник изображения: CUI Devices.)

Заключение

Хотя физика термоэлектрического охлаждения была понятна на протяжении многих поколений, появление подходящих модулей Пельтье, готовых к использованию в коммерческих электронных продуктах, является относительно новым явлением.Предлагается множество преимуществ, включая более быстрый отклик, улучшенную температурную стабильность и большую гибкость для управления температурой критически важных устройств, таких как интегральные схемы, лазерные диоды или датчики. Ожидается, что по мере знакомства дизайнеров с продуктами и методами проектирования появится много новых и инновационных приложений для модулей Пельтье.

Следует проявлять осторожность при выборе модулей Пельтье и проектировании схемы управления, чтобы модули работали в пределах их тепловых ограничений.Самые совершенные на сегодняшний день модули Пельтье, разработанные с гибкими внутренними соединениями и гранулами P / N высокой чистоты, позволили добиться дальнейшего улучшения теплового отклика и надежности.

ресурсов

1. Посмотреть полный портфель модулей Пельтье от CUI Devices
2. Узнайте больше о термоэлектрическом охлаждении с помощью модуля Пельтье PTM от CUI Devices.
3. Подробнее о структуре arcTEC CUI Devices

Отказ от ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Охлаждение на эффекте Пельтье

Термоэлектрические охладители воздух-воздух

Что такое эффект Пельтье и как он охлаждается?

Шарль Пельтье впервые обнаружил, что ток, протекающий между двумя переходами, сделанными из разных проводящих материалов, вызывает нагрев и охлаждение в 1834 году! Материалы, которые он тогда использовал, были висмут и медь. Температура повышалась в одном направлении и остывала в другом. Конечно, это явление называется эффектом Пельтье.

Появление полупроводников сделало возможным создание очень маленьких охладителей Пельтье. Использование полупроводников типа P и N в матрице между двумя листами теплопроводных пластин создает тот же эффект, что и оригинальные эксперименты с медью и висмутом.

Традиционные охлаждающие устройства

«Кондиционеры, тепловые насосы, охладители для болот, градирни» — это термины, которые большинство из нас слышали при описании методов охлаждения коммерческих зданий и домов. Особенно, если вы живете в теплом климате, где охлаждение почти необходимо.А как насчет охлаждения электронных компонентов, электрических шкафов, небольших помещений, таких как автомобили и кемперы? Часто нецелесообразно использовать системы на основе воды или фреона для охлаждения.

Существует уже давно существующая альтернатива охлаждению небольших участков твердотельной электроникой. Использование эффекта Пельтье — один из наиболее практичных методов. В качестве термоэлектрических кондиционеров эти устройства можно использовать там, где нельзя использовать обычные охладители.

Как изготавливаются охладители Пельтье?

Можно получить небольшие обычно керамические охладители и сконструировать собственный охладитель с эффектом Пельтье.Теплопроводящие пластины будут становиться горячими и холодными при подаче постоянного тока на сборку. Без возможности рассеять температуру, создаваемую с обеих сторон, создаваемая температура может вывести устройство из строя. Необходимы дополнительные компоненты.

Радиатор необходим для отвода тепла с одной стороны зажатых компонентов. Поверхность на горячей стороне быстро нагревается, когда другая сторона охлаждается. В обратном направлении лед может быть создан на другой поверхности за короткий промежуток времени.За счет добавления радиаторов с обеих сторон передача тепла и охлаждения имеет более практическое применение.

В небольших масштабах устройства можно использовать для отвода тепла от электронных компонентов, таких как микросхема ЦП в компьютерном устройстве. Для больших физических пространств, таких как электрический шкаф, для практического применения необходимы вентиляторы, подключенные с одной или с обеих сторон.

Независимо от того, большие или маленькие, требуется наличие какой-либо системы управления для предотвращения перегрева устройства и контроля температуры.

Каковы области применения и особенности охладителей Пельтье?

Типичные области применения термоэлектрических охладителей воздух-воздух:

• Панели управления / внешние корпуса
• Аналитические / медицинские инструменты
• Промышленное оборудование
• Охлаждение продуктов питания и напитков
• Телекоммуникационные шкафы
• Ветряные мельницы
• Охладители для воды / вина
• Космические аппараты и спутники
• Корпуса для банкоматов

Термоэлектрические охладители отмечены по:

• Без хладагентов
• Компактный дизайн
• Работа при постоянном токе
• Надежная твердотельная конструкция
• Признано ETL и соответствует требованиям RoHS
• Прочность
• Сокращение времени ремонта и простоя
• В наличии

Контроль температуры внутри наружных электронных шкафов.

Для наружных шкафов, установленных там, где существуют такие условия, необходимы системы терморегулирования для предотвращения падения температуры ниже точки росы.

Где существуют эти условия? Многие нефтегазовые предприятия расположены в местах, где температура и влажность значительно меняются в зависимости от времени года. Техас, Северная Африка, Ближний Восток — это лишь некоторые из них. На юге Ирака и других нефтяных месторождениях на Ближнем Востоке температура может варьироваться от 125 F до 25 F.Эти температуры включали широкий диапазон значений влажности и точек росы.

Нагреватели часто используются для поддержания влажности внутри шкафа ниже точки росы. Эти обогреватели устанавливаются в нижней части шкафа, где естественная конвекция переносит тепло через шкаф. Иногда используется вентилятор, чтобы тепло равномерно распределялось по всем поверхностям. Нагреватели с точечной поверхностной проводимостью также могут использоваться для выбранных компонентов, которые могут быть более восприимчивыми к образованию конденсата на их поверхностях.

Летом естественной конвекции и принудительной подачи воздуха недостаточно, чтобы поддерживать рабочие температуры электронного оборудования ниже их критических пороговых значений. Воздухоохладители Пельтье в сочетании с вентиляторами могут сделать это в более отдаленных районах. Нет необходимости в воде или фреоне в пустыне, где одного мало, а другого трудно обслуживать.

Системы контроля температуры

Влажность, создающая влагу в шкафах при изменении температуры, может быть проблемой.Одно из решений — включить датчик для определения влажности воздуха.

Датчик влажности (или гидростат) определяет влажность воздуха. Датчик влажности, гигростат, измеряет и сообщает как влажность, так и температуру воздуха. Отношение влажности воздуха к максимальному количеству влаги при определенной температуре воздуха называется относительной влажностью. Относительная влажность становится важным фактором в борьбе с конденсацией.

Когда датчик определяет, что влажность становится слишком высокой по сравнению с температурой, он может включить нагревательные элементы для повышения температуры.Повышение температуры снижает относительную влажность в шкафу и снижает вероятность образования конденсата. Эти типы контуров управления можно найти в вашем домашнем холодильнике, предотвращающем образование конденсата на внутренних стенах и продуктах питания. Обычные бытовые морозильные камеры не имеют защиты от конденсации из-за более низкой температуры, и вы обнаружите лед (конденсат) на поверхности упаковок внутри.

Та же концепция используется в наружных электронных шкафах, таких как банкоматы, киоски, средства управления светофорами, в промышленных приложениях, таких как нефть и газ, ветряные мельницы и других, установленных в удаленных местах.

Какие элементы управления и устройства доступны в DBK USA .

Оребренный воздухонагреватель ПТК Поверхностные нагреватели ПТК Нагреватели конвекции ПТК

Нагреватели вентилятора

ПТК контролируют термоэлектрические охладители

Пельтир

Какой у меня TEC? | TE Энциклопедия | Техническая информация | Термоэлектрическое охлаждение | Охладители Пельтье

Как определить, какой у вас модуль Пельтье

Это руководство по самопомощи, в котором делается попытка показать, как можно проанализировать неизвестный модуль Пельтье или термоэлектрический модуль, чтобы определить его основные характеристики.Это позволит вам примерно определить эквивалентные или заменяемые модули.

Термины «модуль Пельтье», «устройство Пельтье», «переход Пельтье», «термоэлектрическое устройство», «термоэлектрический модуль», «TEC», «TE-модуль», «TE-охладитель» одинаковы и используются повсюду как взаимозаменяемые.

Единственный надежный способ определить, какое у вас устройство, — это отправить его нам для бесплатного быстрого анализа. Мы свяжемся с вами и предоставим все необходимые данные, которые позволят вам связать вашу старую деталь с новым устройством Пельтье на замену.Рабочие устройства предпочтительнее, но если они недоступны, отправьте нерабочие устройства. Обычно срок выполнения заказа составляет около недели. Не забудьте указать всю контактную информацию, а также указать, из какого продукта была удалена TEC.

Отправлять устройства на:

Custom Thermoelectric
ATTN: TEC Analysis
11941 Industrial Park Road, STE 5
Bishopville, MD 21813 США

ПРИМЕЧАНИЕ. Пожалуйста, укажите учетную запись FedEx или UPS (или почтовую марку USPS Priority Mail весом 1 фунт), если вы хотите, чтобы детали были возвращены.Если вы покупаете детали у нас, мы можем включить ваши оригинальные детали в эту поставку.

---

Для замены детали …

Вам необходимо знать 3 части информации, чтобы найти запасную часть для вашего термоэлектрического устройства. Они есть;

1. Физические размеры: например, 30 x 30 мм.
2. Количество пар в приборе: Например, 127 пар (наиболее часто встречающиеся).
3. I _max или максимальная сила тока устройства: например, 4 или 6 ампер.

Требуется дополнительная информация;

1. Металлизированные или притертые поверхности.
2. Запечатано или нет.
3. Длина подводящих проводов и вид изоляции.
4. Максимальный температурный диапазон устройства.

Шаги, представленные ниже, помогут вам найти эту информацию.

---

Детали:

Во-первых, давайте рассмотрим основные части и компоненты, из которых состоит охладитель Пельтье.Посмотрите на картинки ниже.

Основными элементами термоэлектрического устройства являются; две керамические поверхности подложки, контактные площадки, полупроводниковые таблетки (как P-, так и N-типа), припой, удерживающий все вместе, и подводящие провода. Кроме того, на край устройства может быть нанесен влагостойкий герметик. [Гранулы также обычно называют элементами, соединениями или кубиками (штампами)]

Керамические подложки или поверхности обычно изготавливаются из глиноземной керамики Al ₂ O ₃ .Реже они изготавливаются из более теплопроводной керамики, такой как оксид беррилия BeO или нитрид алюминия AlN.

К керамическим подложкам прикреплены межсоединения из меди. Они либо припаяны к металлизации на керамике, либо приклеены с помощью процесса, называемого Direct Bond Copper (DBC). DBC — это более надежный и превосходный метод подключения медных контактных площадок.

К контактным площадкам припаяны отдельные полупроводниковые таблетки. Пеллеты бывают как N, так и P.Они расположены поочередно, как на шахматной доске, и образуют одну длинную последовательную цепь через весь термоэлектрический модуль.

---

Маркировка:

Иногда ТИК помечаются номером детали, что может значительно облегчить вашу задачу. Если вы знаете, кто является первоначальным производителем, вы можете просто связаться с ним, чтобы найти оригинальные характеристики. Если у вас есть термоэлектрическое устройство Cambion, свяжитесь с нами для получения перекрестной ссылки.

Многие потребительские товары содержат модули Пельтье, такие как винные холодильники, электрические леденцы, мини-холодильники, холодильники в общежитиях, хьюмидоры для сигар, магнитные ловушки для комаров и т. Д.Подавляющее количество этих ТИК производится за рубежом, например, в Китае. Китайские устройства Пельтье обычно маркируются номером детали, который является общим для многих производителей. Типичный пример показан ниже.

Они используют следующий формат; «TEC1-12706»

Первые две буквы «TE» всегда одинаковы.

Далее идет «C» или «S». «C» обозначает стандартное устройство, а «S» обозначает «меньший» размер. Это помогает, когда существует более одного возможного размера, например, устройство на 127 пар на 4 А в конфигурациях 40 мм и 30 мм.

Далее идет цифра, например «1». «1» после TEC или TES указывает количество ступеней в устройстве — 99% всех TEC являются одно- или одноступенчатыми. Двухступенчатое устройство, очевидно, будет иметь цифру «2».

Первые три числа после тире — это количество пар, например «127» или «031». Это можно увидеть во многих технических описаниях продуктов как «N».

Следующие два числа определяют силу тока (Imax) устройства, например, «04» или «12».

Иногда после номера детали стоит «T125», «T150» или «T200», которые указывают на максимальную номинальную температуру (в градусах Цельсия) модуля TE.

Примеры;

TEC1-12704 — это устройство на 127 пар на 4 А
TEC1-03112 — на 31 пару на 12 А
TES1-07103 — на 71 пару на 3 А устройства меньшего размера, чем стандартное
TEC1-12724T125 — это устройство на 127 пар на 24 А рассчитано на 125ºC

---

Размер:

Это самая простая из наблюдаемых спецификаций термоэлектрического модуля. Просто измерьте длину, ширину и высоту устройства как можно точнее.Если возможно, используйте цифровой штангенциркуль или штангенциркуль, поскольку они более точны. Запишите размеры.

Подавляющее большинство модулей Пельтье производятся в метрических размерах и, следовательно, следуют стандартным метрическим размерам. Типичные размеры квадрата (длина x ширина) составляют 15 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм и 62 мм. Наиболее распространенный размер — 40 мм, за которым следуют 30 мм и 50 мм. Менее распространенные размеры метрических квадратов — 8 мм, 10 мм, 12 мм, 23 мм, 35 ​​мм, 45 мм, 55 мм и 59 мм.

Устройства

Пельтье также имеют размеры в дюймах, например 1.0 дюймов (очень близко к 23 мм), 1,25 дюйма, 1,5 дюйма и 2,0 дюйма (очень близко к 50 мм), хотя они встречаются гораздо реже.

---

Притертая или металлизированная?

Просто быстрое наблюдение и сравнение со следующими изображениями — это все, что вам нужно, чтобы определить состояние лица. Редко можно встретить ТЕ-модуль, который с одной стороны металлизирован, а с другой — притерт.

---

Пары:

Если вы посмотрите на стороны (незапечатанного) термоэлектрического устройства, вы увидите множество «столбцов» из темно-серебристо-серого материала с промежутками между ними.Каждая отдельная колонка представляет собой гранулу. [См. Изображение вида сбоку] Эти термоэлектрические гранулы выполняют фактическую работу теплового насоса теплового насоса. Термоэлектрическое устройство содержит полупроводниковые таблетки с примесью азота и фосфора, расположенные попарно, называемые парами, поэтому в основном таблеток в два раза больше, чем пар. Например, одна пара 127 TEC фактически будет содержать 254 гранулы (127 N и 127 P). Каждая из этих таблеток будет иметь по два паяных соединения, что в общей сложности составит 508 паяных соединений!

Посмотрите на сторону Пельтье, противоположную стороне с выводами.(См. Изображение выше) Подсчитайте количество гранул, которые вы видите. Обычно это четное число.

Используйте следующую формулу: Пары = [(Количество ² ) / 2] -1

Например, вы насчитываете 12 гранул, поэтому [12 ² /2] -1 = 71 пара

Таблица общих значений

Счетчик	Пары в ТРЦ
4	7
6	17
8	31
10	49
12	71
14	97
16	127
18	161
20	199
22	241
24	287

Если у вас прямоугольный прибор, подсчитайте гранулы на стороне Пельтье, противоположной стороне с подводящими проводами (как и раньше), и подсчитайте гранулы на соседней стороне.Если гранула отсутствует из-за подводящего провода, считайте ее, как если бы она БЫЛА там.

Используйте следующую формулу: Пары = [(Count1 x Count2) / 2] -1

Например, вы насчитаете 12 гранул и 6 гранул, поэтому [(12 x 6) / 2] -1 = 35 пар

Две самые распространенные конфигурации пар — 127 и 71. Другие распространенные конфигурации — 7, 17, 23, 31, 35, 47, 63, 71, 95, 127, 161, 199, 241 и 287. Обратите внимание, что 99% из во всех ТИК подсчет нечетных пар.

Если у вашего термоэлектрического модуля есть герметик по краям, который не позволяет вам подсчитывать гранулы, есть два варианта.[Что такое герметик? нажмите здесь]

Вариант 1: Отправьте прибор нам на анализ.
Мы можем удалить герметик и провести анализ с помощью нашего специализированного испытательного оборудования. Пожалуйста, смотрите адрес в начале этой страницы.

Вариант 2: Удалите герметик самостоятельно.
Если герметик «резиновый» и эластичный, это, скорее всего, герметик на силиконовой основе. Если вы будете очень осторожны, используйте лезвие бритвы или нож X-acto, чтобы аккуратно срезать силикон с одной стороны.Вы будете медленно обнаруживать под ними мягкие серебристые шарики, достаточные для того, чтобы их можно было сосчитать. Другой альтернативой является использование средства для удаления силикона. Такие продукты, как Moreau Marketing (www.rmoreau.com) SU100, Digesil NC и Digesil NCX от RPM Technolgy (www.rpm-technology.com) или Dynaloy (www.dynaloy.com) Dynasolve 220, будут работать при погружении модуля TE в стакан со средством для удаления жидкости и подождите несколько часов. Многие из этих средств для удаления будут работать быстрее, если раствор нагреть примерно до 120ºF.Счистите излишки и смойте теплой водой. Следуйте конкретным указаниям по продукту.

Если герметик твердый или жесткий, это, скорее всего, герметик на эпоксидной или акриловой основе. Погрузите устройство в стакан со средством для удаления краски, содержащим хлористый метилен. [хлористый метилен — опасное вещество, и при обращении с ним следует соблюдать осторожность] Каждые 30 минут снимайте модуль со стекла, смахивайте отслоившиеся куски герметика, а затем возвращайте обратно к стеклу. Удалите и промойте спиртом, когда весь герметик высохнет.

---

Сила тока (Imax):

Это наиболее сложная спецификация для определения без специального оборудования.

С помощью штангенциркуля осторожно измерьте ширину 5 или более гранул. По возможности делайте это под лупой или микроскопом с малым увеличением, чтобы увидеть, что гранулы не раздавливаются. Найдите среднее значение ваших измерений и запишите его как «W».

Штангенциркулем измерьте длину нескольких гранул.Измерьте только длину таблетки и НЕ соединительную площадку. См. Изображение выше. Опять же, этот метод более точен, если его делать под микроскопом или лупой, чтобы вы могли более четко видеть, что делаете. Найдите среднее значение ваших измерений и запишите его как «L».

Теперь рассчитайте отношение длины к площади следующим образом:

Отношение длины к площади = Д / Ш ²

Сравните ваш результат со следующей таблицей, чтобы найти наиболее близкое соответствие.

Таблица отношения длины к площади
Д / Ш 2 (дюймы)	Д / Ш 2 (мм)	Сила тока на пеллетах (I макс. )
55,2	2,17	2
36,8	1,45	3
27,6	1.09	4
22,1	0,87	5
18,4	0,72	6
13,8	0,54	8
12,3	0,48	9
11,0	0,43	10
9,2	0.36	12
7,9	0,31	14
6,1	0,24	18

---

Как работают термоэлектрические генераторы | ООО «Прикладные термоэлектрические решения»

Как работают термоэлектрические генераторы

Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) — это твердотельные полупроводниковые устройства, которые преобразуют разницу температур и тепловой поток в полезный источник постоянного тока.Полупроводниковые устройства термоэлектрического генератора используют эффект Зеебека для генерации напряжения. Это генерируемое напряжение управляет электрическим током и производит полезную мощность на нагрузке.

Модуль термоэлектрического генератора

Термоэлектрический генератор — это не то же самое, что термоэлектрический охладитель. (также известный как TEC, модуль Пельтье, чипы охлаждения, твердотельное охлаждение)

Термоэлектрический охладитель работает наоборот термоэлектрического генератора. Когда на термоэлектрический охладитель подается напряжение, возникает электрический ток.Этот ток вызывает эффект Пельтье. Благодаря этому тепло перемещается с холодной стороны на горячую. Термоэлектрический охладитель также является твердотельным полупроводниковым прибором. Компоненты такие же, как у термоэлектрического генератора, но конструкция компонентов в большинстве случаев отличается.

В то время как термоэлектрические генераторы используются для выработки энергии, термоэлектрические охладители (охладители Пельтье) используются для отвода или добавления тепла. Термоэлектрическое охлаждение находит множество применений в охлаждении, обогреве, замораживании, контроле температуры и терморегулировании.

В центре внимания остальных постов — термоэлектрические генераторы.

Как термоэлектрический генератор использует эффект Зеебека?

Основным строительным блоком термоэлектрического генератора является термопара. Термопара состоит из одного полупроводника p-типа и одного полупроводника n-типа. Полупроводники соединены металлической полосой, которая соединяет их последовательно. Полупроводники также известны как термоэлементы, кубики или гранулы.

Пара термоэлектрических генераторов Термоэлектрический генератор (пеллеты, кубики, полупроводники, термоэлементы)

Эффект Зеебека — это прямое преобразование энергии тепла в потенциал напряжения.Эффект Зеебека возникает из-за движения носителей заряда внутри полупроводников. В легированных полупроводниках n-типа носителями заряда являются электроны, а в легированных полупроводниках p-типа носителями заряда являются дырки. Носители заряда диффундируют от горячей стороны полупроводника. Эта диффузия приводит к скоплению носителей заряда на одном конце. Это накопление заряда создает потенциал напряжения, который прямо пропорционален разнице температур в полупроводнике.

Носители заряда термоэлектрических генераторов

Какие полупроводниковые материалы используются для термоэлектрических генераторов?

Для термоэлектрических генераторов обычно используются три материала.Эти материалы представляют собой теллурид висмута (Bi2Te3), теллурид свинца (PbTe) и кремний-германий (SiGe). Какой материал используется, зависит от характеристик источника тепла, радиатора и конструкции термоэлектрического генератора. Многие материалы для термоэлектрических генераторов в настоящее время проходят исследования, но еще не реализованы в коммерческих целях.

Теллурид сурьмы и висмута (BiSbTe)

Что такое модуль термоэлектрического генератора?

Для создания модуля термоэлектрического генератора многие пары p-типа и n-типа электрически соединяются последовательно и / или параллельно для создания требуемых электрического тока и напряжения.Пары помещают между двумя параллельными керамическими пластинами. Пластины обеспечивают жесткость конструкции, плоскую поверхность для монтажа и диэлектрический слой для предотвращения коротких замыканий.

Модуль термоэлектрического генератора

Кто открыл эффект Зеебека? Когда был обнаружен эффект Зеебека?

До недавнего времени считалось, что Томас Зеебек открыл то, что сегодня известно как эффект Зеебека. Сейчас считается, что Алессандро Вольта открыл эффект Зеебека за 27 лет до Томаса Зеебека.Открытие произошло за 224 года до написания этой статьи.

В 1794 году Алессандро Вольта провел эксперименты, в которых он придал железному стержню U-образную форму. Один конец стержня нагревали, погружая его в кипящую воду. Когда неравномерно нагретый стержень был электрически соединен с уже не живой ногой лягушки, через ногу лягушки пропускался ток, и мышцы сокращались. Считается, что это первая демонстрация эффекта Зеебека.

Алессандро Вольта

В 1821 году Томас Зеебек обнаружил, что когда одно из стыков двух соединенных разнородных металлов нагревается, стрелка компаса, расположенная на близком расстоянии, вращается.Первоначально это называлось термомагнитным эффектом. Позже было обнаружено, что напряжение и, следовательно, ток индуцировались нагревом перехода. Ток создавал магнитное поле по закону Ампера. Это индуцированное напряжение из-за нагрева перехода стало известно как эффект Зеебека.

Как добиться контроля температуры с помощью модульной системы Пельтье

Модуль Пельтье, также известный как термоэлектрический модуль, представляет собой мощное устройство для управления температурой, которое используется в таких приложениях, как лазерные изделия.Когда через модуль проходит ток, создается перепад температур, в результате чего одна сторона становится горячей, а другая — холодной. В зависимости от конструкции модуля и приложенного напряжения и тока может быть достигнута разница температур более 100 ° C.

Брюс Роуз, главный инженер по приложениям в CUI Devices

В качестве твердотельного устройства модуль не имеет движущихся частей и может использоваться в электронной системе для охлаждения или нагрева; изменение полярности приложенного напряжения меняет направление потока тепловой энергии.Разработчики часто используют модули Пельтье для охлаждения таких компонентов, как ИС или силовые модули, особенно там, где требуется точный контроль температуры или если принудительного воздушного охлаждения недостаточно. Термоэлектрическая система может быстро реагировать на изменения условий эксплуатации и при необходимости может охлаждать объекты до температуры ниже температуры окружающей среды.

В системе охлаждения охлаждаемое устройство присоединяется к одной стороне модуля Пельтье, а радиатор — к другой (рис. 1). Как также показано на рисунке 1, для подачи тока на работу модуля необходим внешний источник питания.

Может применяться обратная связь с обратной связью с использованием датчика температуры на охлаждаемом устройстве для управления подачей питания на модуль. Радиатор, показанный на рис. 1, должен быть рассчитан не только на тепло, передаваемое от подключенного компонента, но и на тепло, рассеиваемое за счет электрического тока, подаваемого для работы модуля.

Рисунок 1. Основные элементы термоэлектрической системы охлаждения.

Проектирование термоэлектрической системы

Тепловые требования приложения определяют первоначальный выбор элемента Пельтье.К ним относятся тепловая мощность, передаваемая через модуль, максимальный перепад температур и максимальная температура горячей стороны. Когда подходящий модуль определен, разработчики могут рассчитать ток и напряжение, необходимые для достижения желаемого перепада температур.

Стандартные линейки модулей Пельтье, такие как семейство термоэлектрических охладителей CUI Devices, обычно предлагают разработчикам несколько вариантов, которые будут соответствовать тепловым требованиям приложения с соответствующими значениями напряжения и тока.Блог CUI «Как выбрать модуль Пельтье» представляет более подробное обсуждение выбора устройства.

Самый простой способ выяснить, как управлять модулем Пельтье для поддержания заданной температуры, — это сначала рассчитать необходимый ток в зависимости от передаваемой тепловой мощности и разницы температур в модуле. Это можно прочитать непосредственно из графиков в техническом описании модуля, которые показывают зависимость тепловой мощности от разницы температур для различных значений тока.Затем, используя графики зависимости напряжения от разницы температур из таблицы данных, необходимое напряжение может быть считано непосредственно с графика при выбранном значении тока.

Если указанное напряжение подается непрерывно без управления с обратной связью (рис. 2), модуль будет работать на уровне передачи мощности и перепаде температур, которые можно определить из таблицы данных.

Рис. 2. Работа при постоянном напряжении без обратной связи по температуре обеспечивает передачу на уровне мощности и при разнице температур, как указано в таблице данных.

Замыкание контура

Если модуль требуется для охлаждения устройства до определенной температуры, температура измеряется, как показано на рисунке 1, и данные передаются обратно для управления подаваемым напряжением или током. Датчик температуры может быть термопарой, твердотельным датчиком температуры или инфракрасным датчиком.

Каскад широтно-импульсной модуляции обычно реализуется на выходе стандартного источника питания, как показано на рисунке 3, для управления напряжением, подаваемым на модуль.Каскад ШИМ добавляется извне, потому что многие выходы источников питания не позволяют достаточно широкий диапазон регулировки для достижения минимального и максимального напряжений, необходимых для управления модулем Пельтье.

Рекомендуется использовать фильтр на выходе ШИМ для уменьшения пульсаций, которые могут снизить коэффициент полезного действия модуля (COP). Желательно максимальное значение пульсации около пяти процентов, поскольку чрезмерная пульсация также может вызвать проблемы с электрическими шумами в охлаждаемом устройстве.

Рисунок 3.Обратная связь по температуре управляет выходным каскадом ШИМ для регулировки приложенного напряжения.

Кроме того, полоса пропускания контура тепловой обратной связи должна быть небольшой, что означает, что ее можно проектировать разными способами. Поскольку полярность приложенного напряжения определяет направление теплопередачи (рис. 4), подходящие средства изменения полярности позволяют системе либо охлаждать, либо нагревать целевой объект.

Рис. 4. Полярность приложенного напряжения определяет направление теплопередачи.

Ручка самонагрева

Как упоминалось ранее, модуль Пельтье сам генерирует тепло в дополнение к теплу, исходящему от охлаждаемого объекта. Следовательно, радиатор должен иметь возможность рассеивать это собственное тепло в дополнение к теплу, передаваемому через модуль от охлаждаемого объекта.

Если модуль работает с низким КПД, что может произойти, если применяется недостаточная фильтрация источника питания, тепловая мощность из-за самонагрева может быть больше, чем мощность, передаваемая от охлаждаемого объекта.Температура окружающей среды и мощность радиатора определяют максимальную рабочую температуру модуля и общее тепловыделение системы.

Заключение

Модуль Пельтье может быть эффективным инструментом для управления температурой объекта, особенно если желаемая уставка ниже температуры окружающей среды.