Мощный генератор на 12 элементах Пельтье
Лучшее время для работы термогенератора на основе элементов пельтье, это конечно же зима. Потому что их нужно хорошо охлаждать, чтобы хоть что-то получить.
В эксперименте с испытанием мощного генератора использованы 12 модулей Пельтье TEC1-12706. Самые дешевые и популярные, продаются в этом китайском магазине. Для него есть кулер охлаждения.
Охлаждение в показанном примере осуществлялось вентилятором мощностью 5,4 ватта, 12 вольт.
О том, что это такое элемент Пельтье, какие у него характеристики и как работает, конструкции рабочих моделей, описано в нескольких статьях на нашем сайте, которые вы легко сможете найти через строку удобного поиска.
Товары для изобретателей Ссылка на магазин.
Цель эксперимента узнать, какую максимальную мощность может выдать обычный китайский самый дешевый термоэлемент в зимнее время года.
Итак, с началом эксперимента печь растоплена, когда дрова немного разгорелись, термогенератор начал работать и запустился вентилятор.
Электроника для самоделок вкитайском магазине.
Теперь плавно доводим напряжение до 13 вольт. Зафиксирована мощность 9 ватт. Пока шли настройки, генератор прогрелся и мощность упала на 1,5 ватт.
Кратковременно удалось получить до 9 ватт. Но потом мощность упала и остановилась в пределах 7,5 ватт. Но этот показатель держался стабильно. Этой мощности хватит для зарядки любого телефона, смартфона или планшета.
Из 12 элементов пельтье получается 0,5 ватт и более на один элемент. При температуре воздуха ноль градусов это неплохой показатель на воздушном охлаждении. При температуре -20 результат был бы на порядок выше. Поэтому вполне возможно получить даже до одного ватта на один элемент пельтье, но при большом морозе.
Теперь вентилятор будет подключен через ваттметр для того, чтобы посмотреть, сколько полезной энергии расходуется на его работу. Прибор показал 6 ватт. Если бы не этот вентилятор, можно было бы добавить еще 5-6 ватт к мощности этого термогенератора.
Вывод следующий: порядка 1 ватта на элемент пельтье можно получить при хорошем морозе. Есть места, например якутия или дальний север, температура доходит до минус 50 градусов цельсия. Так что там 1 ватт с элемента получить будет просто.
Такие мощные печи на основе элементов Пельтье производятся в России. Называются они «Электрогенерирующая печь Индигирка». Купить их можно в этом магазине, скидочный промокод 11920924.
Конструкция такого термогенератора предельно проста. 12 самых дешевых китайских элементах пельтье зажимаются между двумя алюминиевыми радиаторами, которые должны иметь ровные, в идеале полированные, поверхности. Естественно, на каждую сторону термоэлемента наносится термопаста. Скручиваем радиаторы болтами и соединяем проводами. Крепим кулер, желательно мощнее. Ну и сама печка. Это кусок оцинковки, лучше нержавейки. Крепится к горячему радиатору болтами. Потом делается дно с отверстиями 7-8 миллиметров для забора воздуха.
Есть продолжение этого эксперимента. Чтобы найти его, напишите в поиске по сайту: Пельтье на воздушном охлаждении.
Элемент Пельтье или делаем термогенератор.
Как осветить стадион одной икеевской свечкой? Конечно же, осветить стадион с одной икеевской свечки не получится. Это недостижимый идеал, но к идеалам принято стремиться.
Сегодня расскажу о поделке-самоделке термоэлектрической кружке.
Много читал об устройствах вырабатывающих электрический ток из тепла, даже пробовал собрать простой термогенератор. К сожалению, не получилось получить более 1,2 вольта — поэтому идея термоэлектричества была отложена до лучших времен. Как то, просматривая список товаров в китайских магазинах увидел недорогой преобразователь напряжения работающий в диапазоне 1-5 вольт и выдающий 5 вольт. Сразу же пришло в голову использовать данный преобразователь в генераторе термоэлектричества.
Ранее, для постройки термогенератора были использованы два радиатора от компьютера подходящего размера, и элемент Пельтье приобретенный на ebay.
Конструкция представляла из себя сэндвич из радиаторов, посредине элемент Пельтье посаженный на компьютерную термопасту и зафиксированный по периметру автомобильным высокотемпературным силиконовым герметиком (380 С). Но данная конструкция оказалась громоздкой. К сожалению фото не сохранилось. Получить свыше 1,2 в. не удалось, даже при прогреве нижнего радиатора портативной газовой горелкой.
Для нового термогенератора было решено использовать идею термоэлектрической посуды. Было приобретено две подходящие по размеру кружки из нержавейки, автомобильный высокотемпературный герметик и преобразователь напряжения с 1 в до 5 в. В кружку с более широким дном, на термопасту, был посажен элемент Пельтье и залит по периметру герметиком. Затем была вставлена кружка с менее широким дном, и данная заготовка осталась сохнуть в течении 24 часов под грузом. На следующий день, когда герметик схватился, к выводам элемента Пельтье был припаян преобразователь напряжения. Неожиданно возникла проблема: провода от элемента Пельтье касались внешней кружки, и при использовании кружки на костре, изоляция могла быть расплавлена, что грозило коротким замыканием на корпус кружки, и выходом из строя термогенератора.
фото:
Видео генератора в работе, выдает около 100 ма.
Планирую купить +59 Добавить в избранное Обзор понравился
+57 +113
Нагрев/охлаждение с элементами Пельтье — Memmert GmbH + Co.
KGЯвляясь технологическим лидером в области лабораторного оборудования с элементами Пельтье, компания Memmert устанавливает новые стандарты с помощью усовершенствованной технологии Пельтье: климатическая камера постоянного действия HPPeco и охлаждаемый инкубатор IPPeco работают более энергоэффективно и экономично. , точно, мощно и тихо, чем любое другое подобное устройство, когда-либо существовавшее ранее.
Благодаря усовершенствованной технологии Пельтье компания Memmert практически удвоила эффективность всей технологии нагрева и охлаждения по сравнению с аналогичными приборами, сэкономив до 90 % энергии по сравнению с климатическими камерами с компрессорным охлаждением и охлаждаемыми инкубаторами.
В 2000 году компании Memmert впервые удалось адаптировать принцип Пельтье для более мощных лабораторных приборов, а затем нагревать и охлаждать их с помощью единой системы. На сегодняшний день ни один другой производитель не предлагает сравнимого ассортимента приборов с внутренним объемом до 2140 л, которые охлаждаются и нагреваются по технологии Пельтье в диапазоне температур от 0 до 70 °C.
При рабочих температурах, близких к температуре окружающей среды, технология Пельтье является особенно экономичной и энергосберегающей, поскольку, в отличие от компрессорной технологии, энергия требуется только при нагреве или охлаждении. Тепловая энергия в окружающей среде помещения преобразуется в тепловую энергию и, таким образом, заменяет часть необходимой электроэнергии.
Нагрев и охлаждение в одной системе: Если на элемент Пельтье подается напряжение, одна сторона охлаждается, а противоположная сторона одновременно нагревается. Просто поменяв полярность напряжения питания, можно поменять местами горячую и холодную стороны элемента Пельтье.
Элементы Пельтье, вероятно, являются самым известным промышленным применением эффекта Пельтье. Они соединены последовательно. Загрязнение посторонними атомами вызывает разницу в проводимости двух материалов. Если к выводам полупроводника приложено напряжение, часть энергии преобразуется в тепло. Одна сторона элемента Пельтье становится холодной, так как из нее извлекается энергия при пропускании через нее электрического тока, а другая сторона выделяет тепло, извлекаемое из холодной стороны, в окружающую среду.
Элементы Пельтье работают как электронный тепловой насос в климатической камере постоянных условий HPPeco и инкубаторе с охлаждением на элементах Пельтье IPPeco.
Во время работы в режиме обогрева тепловая энергия извлекается из окружающего воздуха и подается внутрь. Обмен наружного воздуха отсутствует, поэтому внутреннее пространство не осушается. Физически вызванное, неизбежное капание воды в процессе охлаждения происходит не внутри климатической камеры постоянных условий HPPeco и инкубатора с охлаждением на элементах Пельтье IPPeco, а вне рабочего пространства в ловушке влаги. Там конденсат подается специально в сборный лоток.
В инкубаторе или климатической камере с охлаждением на Пельтье элементы Пельтье встроены в охлаждающие устройства. Чтобы избежать перегрева элементов Пельтье, оптимизировать эффективность и, прежде всего, обеспечить максимально возможную разницу температур между холодной и горячей сторонами, необходимо как можно эффективнее отводить отработанное тепло.
Это делается с помощью внешнего вентилятора (регулируемого по потребности) и охлаждающего элемента достаточного размера. В идеале двигатель внутреннего вентилятора должен отводить внутрь как можно меньше тепла.
Чрезвычайно малые колебания регулирования обеспечивают воспроизводимость и документируемость испытаний и процессов при точно определенных температурных условиях.
Пельтье удивительно универсален. Элемент Пельтье в инкубаторе Memmert IPPeco с охлаждением на Пельтье или в климатической камере постоянных условий Пельтье HPPeco переключается до 18 000 раз в секунду, что обеспечивает чрезвычайно точный контроль температуры. Кроме того, технология Пельтье в приборах Memmert плавно нагревается и охлаждается в одной системе, работает почти без вибраций и очень тихо. Что касается таких приложений, как выращивание кристаллов протеина, разведение насекомых и рыбок данио, стоит отметить, что громкий и грубый компрессор не требуется. Это оказывается неоценимым преимуществом.
Конечно, тихая лаборатория, независимая от приложения, полезна и для сотрудников, так что они могут не отвлекаясь сосредоточиться на своей работе.
Кроме того, встроенные в элементы Пельтье вентиляторы обеспечивают быструю передачу энергии и оптимальное распределение температуры.
Усовершенствованная технология Пельтье обеспечивает минимальные затраты при текущей эксплуатации, отказоустойчива и экономит ценное пространство в лаборатории благодаря своей компактной конструкции.
Решение использовать климатическую камеру постоянных условий HPPeco или охлаждаемый инкубатор IPPeco от Memmert не влечет за собой никаких скрытых эксплуатационных затрат на замену хладагента, техническое обслуживание или ремонт прибора. В дополнение к энергоэффективности, отсутствие охлаждающего компрессора и надежные отказоустойчивые компоненты сводят эксплуатационные расходы к минимуму.
Охлаждение электронных корпусов Термоэлектрические и компрессорные кондиционеры
Введение
Кондиционеры, использующие термоэлектрические охладители, часто рассматриваются как альтернатива традиционным парокомпрессионным системам для охлаждения корпуса.
Поскольку термоэлектрический охладитель компактен, надежен и полностью твердотельный, надежность, присущая такой системе, привлекательна как для инженеров, так и для конечных пользователей. Однако существует естественное нежелание выбирать систему на основе термоэлектричества из-за предубеждений в отношении энергоэффективности или отсутствия опыта работы с термоэлектриками.
Здесь мы сравниваем и противопоставляем две технологии охлаждения. Сравнение эффективности, надежности, контроля, а также установки и обслуживания показывает, что решение на основе термоэлектрических элементов может иметь значительные преимущества по сравнению с обычными системами на основе компрессоров.
Сравнение технологий – как это работает 3) конденсатор. Испаритель (холодная секция) — это место, где хладагент под давлением проходит через расширительный клапан и расширяется, кипит и испаряется. Во время этого перехода из жидкого состояния в газообразное поглощается энергия (тепло). Компрессор действует как насос хладагента и повторно сжимает газ в жидкость.
Конденсатор отводит как тепло, поглощаемое испарителем, так и тепло, выделяемое при сжатии, в окружающую среду.Термоэлектрическая система состоит из материалов как p-, так и n-типа, контактирующих с образованием соединения. Когда устройство подключено к батарее или другому источнику питания, электроны будут течь. В холодном спае энергия (тепло) поглощается электронами и переходит из низкоэнергетического состояния в полупроводниковом элементе p-типа в состояние с более высокой энергией в полупроводниковом элементе n-типа. Батарея обеспечивает энергию для перемещения электронов по системе. В горячем спае энергия передается теплообменнику, когда электроны перемещаются с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень. Изменение направления тока меняет направление откачки тепла. Это позволяет термоэлектрическому устройству обеспечивать как охлаждение, так и нагрев простым изменением направления тока.
Термоэлектрические охладители представляют собой полупроводниковые устройства, не имеющие движущихся частей, жидкостей или газов.
Основные законы термодинамики применимы к этим устройствам так же, как и к обычным тепловым насосам, абсорбционным холодильникам и другим устройствам, связанным с передачей тепловой энергии.
Мощность
Термоэлектрики работают от постоянного тока. Их можно настроить для работы при различных напряжениях постоянного тока, выбрав последовательную или параллельную конфигурацию внутренней конструкции термоэлектрического охладителя. Наиболее распространенными напряжениями являются 24 и 48 В постоянного тока. Поскольку им требуется постоянный ток, для преобразования переменного тока в постоянный часто используется источник питания.
Работа от постоянного тока имеет несколько преимуществ по сравнению с переменным током. Термоэлектрические охладители будут перекачивать тепло со скоростью, пропорциональной приложенной мощности. Следовательно, когда потребности в охлаждении невелики, термоэлектрический охладитель будет потреблять меньше энергии для поддержания контроля температуры.
Когда требуется дополнительное охлаждение, термоэлектрический охладитель будет потреблять больше энергии. Этот элемент управления позволяет эффективно использовать мощность, уменьшая цикличность включения питания, присущую контроллерам двухпозиционного типа. Кроме того, поскольку термоэлектрические охладители могут нагревать или охлаждать в зависимости от направления протекания тока, они исключают превышение заданной температуры и обеспечивают более точное регулирование температуры.
Различные уровни мощности сети в географических регионах требуют, чтобы компрессоры и вентиляторы переменного тока работали на определенных напряжениях и частотах. Это увеличивает количество компонентов, необходимых для поддержки каждого региона, и делает устройство восприимчивым к возможному отключению питания. Однако источники питания могут работать в универсальном диапазоне входных напряжений и частот. Это позволяет системе охлаждения эффективно работать в географических районах с ограниченной надежной выходной мощностью и может поддерживать работу термоэлектрического охладителя во время снижения напряжения (в условиях низкого напряжения).
В режиме обогрева термоэлектрическая система потребляет меньше энергии, чем система на основе компрессора. Обеспечивая нагрев или охлаждение с помощью одного и того же термоэлектрического устройства, термоэлектрический охладитель требует меньшего количества деталей и предотвращает быстрое циклирование из-за перегрева конкурирующих охлаждающих и нагревательных компонентов. Это достигается изменением направления тока на термоэлектрический охладитель. Конечным результатом является высокая степень контроля, энергоэффективность и надежность. Компрессорная система обычно включает в себя отдельный нагревательный элемент, потому что компрессоры не могут работать в обратном направлении.
Обычные кондиционеры на базе компрессоров обычно питаются от сети переменного тока. Современные компрессоры более эффективны, чем десять лет назад. В установившемся режиме работы при максимальных расчетных тепловых нагрузках они могут быть наиболее энергоэффективным выбором. При этом условии хорошо спроектированная система на основе компрессора будет потреблять на 30-35% меньше энергии, чем эквивалентная термоэлектрическая система.
Во многих корпусах, особенно в удаленных или открытых средах, условия окружающей среды колеблются в течение дня и в течение сезона. Компрессорные системы либо полностью включены, либо выключены. Пропорционального управления нет, поэтому всегда должна подаваться полная мощность. Кроме того, пусковой ток компрессорной системы часто в три раза превышает рабочий ток в установившемся режиме, и схема должна быть рассчитана на такой ток. Сочетание непропорциональности, повторяющегося управления ВКЛЮЧЕНИЕМ-ВЫКЛЮЧЕНИЕМ с высоким энергопотреблением при запуске и повышением эффективности в установившемся режиме снижается.
Надежность
Управление температурным режимом корпуса необходимо для повышения надежности и поддержания оптимальной работы электроники. Поэтому крайне важно, чтобы применялась самая надежная технология климат-контроля.
Термоэлектрический охладитель представляет собой твердотельное устройство. Здесь нет компрессора, двигателя или хладагентов. Единственными движущимися частями являются вентиляторы горячей и холодной сторон для циркуляции тепла в шкафу и отвода тепла в окружающую среду.
Хотя эти вентиляторы рассчитаны на срок службы до 70 000 часов, ими также можно управлять на более низких скоростях, чтобы продлить срок службы.
Термоэлектрические охладители с пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) регулятором могут работать более 70 000 часов. Благодаря встроенному ПИД-регулятору термоэлектрический охладитель не подвержен нагрузкам, вызванным скачками напряжения при пуске-остановке или скачками температуры. Следовательно, сохраняется более высокая надежность установившихся режимов.
В работе системы на основе компрессора используются движущиеся части и охлаждающие жидкости. И компрессор, и двигатель необходимы для перемещения рабочей жидкости по системе, а вентиляторы используются для циркуляции воздуха через испаритель. Компоненты компрессорной системы со временем изнашиваются из-за трения, теплового расширения и управления включением-выключением. Износ трения является постоянной проблемой в этой системе и усугубляется колебаниями температуры окружающей среды и стороны управления.
Кроме того, утечка хладагента может произойти через уплотнения, которые устают от непрерывной работы. Эта потеря хладагента ухудшит производительность и перестанет защищать критически важную электронику.
Транспортировка и установка
Блок термоэлектрического охладителя не содержит рабочих хладагентов и может транспортироваться, перемещаться и монтироваться в любом положении без ущерба для его производительности или надежности. Это не только упрощает способ доставки, но и предлагает варианты ориентации устройства для максимального тиражирования. Единая конструкция узла термоэлектрического охладителя может быть установлена сверху, на стене или на двери в вертикальном или горизонтальном направлении, и одна модель может удовлетворять различным вариантам установки. Сила тяжести будет влиять на ориентацию только в том случае, если приложение достигает точки росы, потому что методы отвода конденсата будут зависеть от силы тяжести и должны учитываться при проектировании.
Узел термоэлектрического охладителя меньше по размеру, требует меньшей площади поверхности для монтажа и общего объема, чем система на основе компрессора при мощности менее 500 Вт (1700 БТЕ).
Типичная экономия размера и веса может варьироваться от 25% до 50%.
Из-за хладагента система на основе компрессора должна находиться в определенной ориентации во время транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ и установки, иначе может произойти повреждение системы. Компрессоры также имеют тенденцию быть тяжелее и крупнее, чем сопоставимые системы на основе термоэлектрических элементов. Для этого требуются монтажные поверхности и, возможно, несколько техников, необходимых для установки. Система на основе компрессора не может поддерживать несколько ориентаций монтажа, поэтому для установки сверху и спереди требуется специальный блок. Это требует больше моделей для хранения в инвентаре.
Вибрация
Вибрация имеет кумулятивный эффект ослабления аппаратных соединений охлаждающего устройства, а также электроники внутри корпуса. Узел термоэлектрического охладителя работает бесшумно с минимальной вибрацией или без нее. Единственная вибрация исходит от вентиляторов постоянного тока, которые гасятся вибрациями с помощью прорезиненных креплений.
Узлы термоэлектрического охладителя не способствуют ослаблению крепления или другим проблемам с вибрацией, которые могут возникнуть при длительной эксплуатации. Система на основе компрессора имеет несколько движущихся частей, которые постоянно вращаются и вибрируют при включении питания. Это способствует общему более высокому уровню шума и вибрации, которые могут нанести ущерб электронике системного уровня, размещенной внутри корпуса.
Контроль температуры
Спецификация контроля температуры для корпуса электроники обычно составляет +/- 2°C или выше. Это позволяет запроектировать гистерезис, уменьшая цикличность между охлаждением и нагревом или включением/выключением, когда корпус имеет заданную температуру. Этот диапазон подходит для термостатического регулирования, но более жесткий допуск требует пропорционального типа регулирования.
Термоэлектрический контроллер может регулировать температуру корпуса в пределах 0,5°C от заданной температуры. Это достигается с помощью встроенного двунаправленного ПИД-регулятора, который регулирует полезную мощность термоэлектрического охладителя, обеспечивая точную настройку и быструю реакцию на колебания тепловой нагрузки компонентов или окружающей среды.
Рабочий диапазон для типичного термоэлектрического охладителя составляет от -40°C до +65°C для большинства систем.
Компрессорные системы обычно предназначены для работы при температуре от 20°C до 55°C. Этот диапазон подходит для большинства корпусных приложений и операционных сред. Если требуется нагрев, необходимо использовать отдельный нагреватель и цепь переключения или, если желательны более высокие или более низкие температуры, необходимо разработать специальный компрессор для этого диапазона (хладагент, аппаратное обеспечение).
Кондиционеры: термоэлектрические и компрессорные
На приведенном ниже графике сравнивается холодопроизводительность термоэлектрического охладителя в сборе с компрессорным кондиционером из спецификации производителя. Первоначальная интерпретация заключается в том, что компрессор обладает большей охлаждающей способностью, чем термоэлектрический охладитель в сборе (260 Вт против 250 Вт) при DT = 0°C при температуре окружающей среды ~ 50°C.
Однако в реальных условиях эксплуатации (DT = 20°C) холодопроизводительность обоих блоков одинакова (140 Вт против 138 Вт).
Типовое применение корпуса для системы резервного питания телекоммуникационных батарей
Для обеспечения надежности и максимального срока службы батареи требуют контроля температуры окружающей среды, которая может колебаться выше и ниже предельных значений температуры батареи.
Условия охлаждения/обогрева
Температура окружающей среды: от -33 до +50°C (в среднем +35°C)
Контрольная температура: от +10 до +30°C
Интенсивность утечки тепла через стенки шкафа: 5 Вт/°C
Активный внутренний тепловая нагрузка: 20 Вт
Сравнение моделей
AA-250-48-44-00-XX
Номинальные характеристики:
Полезное охлаждение при L35, L35 (внутренняя, внешняя температура, °C) = 244 Вт
Полезное охлаждение при L35, L50 (внутреннее, внешнее температура, °C) = 166 Вт
Номинальное напряжение: от 48 до 56 В постоянного тока
Потребляемая мощность при L35, L35 (внутренняя, внешняя температура, °C) = 290 Вт
Размеры Ш x В x Г: 153 x 400 x 204 мм
Вес: 6,3 кг
Ведущий компрессорный кондиционер
Номинальные характеристики:
Полезное охлаждение при L 35, L 35 (внутренняя и внешняя температура, °C) = 300 Вт
Полезное охлаждение при L 35, L 50 (внутренняя, внешняя температура, °C) = 150 Вт 60 Гц
Потребляемая мощность при L 35, L 35 (внутренняя и внешняя температура, °C) = 290 Вт
Потребляемая мощность при L 35, L 50 (внутренняя, внешняя температура, °C) = 340 Вт
Размеры: Ш x В x Г: 525 x 340 x 135 мм
Вес: 17 кг
Обзор
В этом случае блок батарей в шкафу требует контроля температуры для продления срока службы, чтобы их можно было использовать во время аварийных отключений электроэнергии.
Температура окружающей среды может колебаться от высокой +50°C до низкой -33°C. Корпус должен поддерживаться при температуре от +10°C до +30°C в этих условиях окружающей среды для защиты батареи.
Это сравнение демонстрирует производительность и эффективность наиболее подходящих коммерчески доступных термоэлектрических и компрессорных моделей. Данные, использованные в этом исследовании, получены как из спецификаций производителей, так и из программного обеспечения для моделирования; энергопотребление было подтверждено представителями производителей. Скорость утечки тепла в шкаф и из него определяется площадью поверхности и значением изоляции. В этом сравнении скорость утечки тепла составила 5 Вт/°C.
Например, разница температур окружающей среды и внутренней температуры в 20°C приводит к потере/притоку тепла 100 Вт (20°C x 5 Вт/°C = 100 Вт). Решение для охлаждения и обогрева должно компенсировать эти потери или выгоды.
Режим охлаждения: Демонстрирует энергопотребление, необходимое для поддержания температуры корпуса в соответствии со спецификацией (+30°).
Режим обогрева: Демонстрирует энергопотребление, необходимое для поддержания температуры корпуса в соответствии со спецификацией (+10°C). Данные компенсируют активную нагрузку 20 Вт внутри шкафа.
Специальные примечания
- Для обеспечения точности при сравнении учитываются следующие соображения:
- Узел термоэлектрического охладителя с питанием от постоянного тока показан как со 100 %, так и с 9Подается питание постоянного тока с эффективностью 0 %. Данные с эффективностью 90 % демонстрируют энергопотребление, если питание постоянного тока не является органическим для корпуса и требуется источник переменного/постоянного тока коммерческого класса.
- Компрессор потребляет всего 3,3 А, хотя в спецификации указано 4 А. Производитель предполагает, что меньшее значение тока является более точным.
- Пусковой ток не учитывался из-за кратковременности и кратковременности. Пусковой ток сборки термоэлектрического охладителя на ~25% больше стационарного; пусковой ток компрессора примерно на 300 % больше, чем в установившемся режиме.
- Блок компрессора не имеет функции обогрева и использует дополнительный резистивный нагреватель. Это не было включено в значения размера или веса.
- Для блока термоэлектрического охладителя может потребоваться отдельный источник питания постоянного тока, если он не встроен в корпус. Это не было включено в значения размера или веса.
- Потребляемая мощность узла термоэлектрического охладителя включает мощность внутреннего и внешнего вентилятора.
- Энергопотребление узла термоэлектрического охладителя показано как с пропорциональным, так и с рабочим циклом (вкл./выкл.) регулированием.
- Энергопотребление компрессора зависит от рабочего цикла (вкл./выкл.).
Результаты
В таблицах и графиках в версии этого документа в формате pdf представлены измеренные значения эффективности при различных температурах окружающей среды.
Режим охлаждения
Блок термоэлектрического охладителя до двух раз эффективнее блока на основе компрессора с пропорциональным управлением во всех условиях испытаний.
Когда блок термоэлектрического охладителя циклически включается и выключается, компрессор имеет преимущества, заключающиеся в меньшем перепаде температур и тепловой нагрузке. В целом, термоэлектрический блок требует меньше энергии для поддержания заданной заданной температуры, чем блок на основе компрессора.
Режим нагрева
Узел термоэлектрического охладителя до 20 раз эффективнее во всех диапазонах условий испытаний. Это связано с тем, что как мощность, подводимая к узлу термоэлектрического охладителя, так и тепло, нагнетаемое узлом термоэлектрического охладителя, предоставляется в виде тепла. Эффективность наиболее заметна, когда перепад температур (DT) ниже.
Сводка
| Термоэлектрическая основа | Компрессор на базе | Комментарии | |
| Энергопотребление | Лучше всего с пропорциональным управлением в режиме охлаждения и нагрева | Нет пропорционального управления; влияет на общую эффективность | Узел термоэлектрического охладителя более эффективен в более широком диапазоне температур |
| Надежность | > 70 000 часов | Неопубликовано | Вентилятор является только движущейся частью термоэлектрического охладителя в сборе |
| Потребляемая мощность | Требуется постоянный ток | Требуется переменный ток | DC более гибок для работы в нескольких географических регионах |
| Надежность | Твердотельный тепловой насос; пропорциональный контроль; вентилятор только подвижная часть | Механический насос, хладагенты, вентиляторы. Рабочий цикл включения-выключения | Вентилятор является только движущейся частью термоэлектрического охладителя в сборе |
| Обращение и установка | Можно транспортировать, хранить и устанавливать в любом положении (сверху, вертикально, горизонтально) | Хладагент (R134a) требует уникальной ориентации | Контроль конденсации может диктовать некоторую конструктивную ориентацию узла термоэлектрического охладителя |
| Шум/вибрация | < 61 дБ(А)/ нет | < 61 дБ(А) / механический | Вентилятор является только движущейся частью термоэлектрического охладителя в сборе с возможностью регулировки скорости |
| Техническое обслуживание | Разборка не требуется. Периодический сжатый воздух над радиаторами | Для доступа к катушкам и камерам требуется разборка. Сжатый воздух, пополнение хладагента | Узел термоэлектрического охладителя имеет низкую совокупную стоимость владения |
| Контроль температуры | <0,5°С | ≥2°C | Точность контроллера TE до < 0,5°C, при необходимости с использованием PID |
| Размер | 0,0127 м3 | 0,0273 м3 | Узел термоэлектрического охладителя занимает меньше места, чем система на основе компрессора |
| Вес | 7 кг | 17 кг | Узел термоэлектрического охладителя весит меньше, чем система на базе компрессора |
Заключение
Узел термоэлектрического охладителя имеет значительные преимущества по сравнению с решением на основе компрессора сопоставимого размера в электронных корпусах с климат-контролем.
