Site Loader

Содержание

как изготовить своими руками из подручных материалов?

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 нержавеющей стали.

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 коэффициент полезного действия можно до 70 %. В данном случае важно рассчитать энергопотребление устройства.

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 короткое замыкание.

Модель для холодильника 15 В

Делается холодильник Пельтье своими руками с малой пропускной способностью. 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?

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

Кондиционеры

Модуль «Пельтье» (элемент) своими руками делается для кондиционера только с проводниками класса «ПР12». Их выбирают для этого дела в основном из-за того, что они хорошо справляются с низкими температурами. Максимум модель способна выдавать напряжение 23 В. Показатель сопротивления при этом будет находиться на уровне 3 Ом. Перепад температуры максимум достигает 10 градусов, а коэффициент полезного действия — 65 %. Укладывать проводники между листами можно только в один ряд.

Изготовление генераторов

Изготовить генератор, используя модуль Пельтье (элемент), своими руками можно. Производительность устройства поднимется в целом на 10 %. Достигается это за счет большего охлаждения мотора. Максимум нагрузка прибором выдерживается 30 А. За счет большого количества проводников сопротивление способно составлять 4 Ом. Отклонение температуры в системе равняется примерно 13 градусов. Крепится модуль непосредственно к ротору. Для этого в первую очередь следует отсоединить центральный вал. Во многих случаях статор не мешает. Чтобы обмотка ротора не нагревалась от индуктора, используют керамические пластины.

Охлаждение видеокарты на компьютере

Для охлаждения видеокарты следует подготовить не менее 14 проводников. Лучше всего подбирать медные модели. Коэффициент проводимости тепла у них довольно высокий. Для подключения устройства к плате используются провода немодульного типа. Монтируется модель возле кулера видеокарты. Для ее закрепления обычно используют маленькие металлические уголки.

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 он же термоэлектрический модуль

Чуть чуть теории.

Единичным элементом термоэлектрического модуля (ТЭМ)  является термопара, состоящая из двух разнородных элементов с p- и n- типом проводимости. Элементы соединяются между собой при помощи коммутационной пластины из меди. В качестве материала элементов традиционно используются полупроводники на основе висмута, теллура, сурьмы и селена.

Термоэлектрический модуль (Элемент Пельтье) представляет собой совокупность термопар, электрически соединенных, как правило, последовательно. В стандартном термоэлектрическом модуле термопары помещаются между двух плоских керамических пластин на основе оксида или нитрида алюминия. Количество термопар может изменяться в широких пределах — от единиц до сотен пар, что позволяет создавать ТЭМ практически любой холодильной мощности — от десятых долей до сотен ватт.

При прохождении через термоэлектрический модуль постоянного электрического тока между его сторонами образуется перепад температур -одна сторона (холодная) охлаждается, а другая (горячая) нагревается. Если с горячей стороны ТЭМ обеспечить эффективный отвод тепла, например, с помощью радиатора, то на холодной стороне можно получить температуру, которая будет на десятки градусов ниже температуры окружающей среды. Степень охлаждения будет пропорциональной величине тока. При смене полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами.

Практика.

Элементы Пельте широко используются в системах охлаждения. Но не многие знают об их другом свойстве – вырабатывать энергию. Изучению этих их возможностей и посвящена данная лабораторная работа. 

50*50 мм элемент, установлен между двумя алюминиевыми брусками. Предварительно их поверхности притёрты и смазаны пастой КПТ. В одном из брусков просверлены сквозные отверстия, через которые пропущена медная трубка, для водяного охлаждения. Вот, что получилось:

   Подключаем воду к охладителю  к одной стороне элемента Пельтье, а другую ставим на конфорку.  К выходу элемента подключаем 10Вт 6 вольтовою лампочку. Результат — наш генератор работает !

  Опыт доказывает, что элемент Пельтье хорошо вырабатывает электричество. Лампочка горит достаточно ярко, напряжение около 4.5 вольта. 

Нагрев до 160 градусов оказался не оптималенлен, при 120 градусах результат был хуже всего на 10%. 

   Температура охлаждающей жидкости на выходе десять градусов, на входе на один градус меньше. Судя по таким результатам, вода, для охлаждения, не так уж необходима…

При помощи элементов Пельтье можно добывать электричество в экспедиции, в турпоходе, на охотничьем зимовье, словом в любом месте, где это может понадобиться. Естественно, при наличии дров или яркого солнца, ну и обязательно смекалки.

Использование термоэлектрического модуля.

Такой термоэлектрический генератор прекрасно помнят те, кто помнит советские совхозы и колхозы. Говорят, в войну немцы не могли понять, как партизаны могут подолгу вести радиопередачи из осажденного леса.

Да, как говорится — если бы нашим ученым платили деньги, то они бы iphone  ещё в `85 изобрели бы ! 🙂

Термоэлектрический холодильник

Термоэлектрический холодильник (вариант 2)

Термоэлектрический холодильник (вариант 3)

Автомобильный охладитель для баночных напитков

Кулер для питьевой воды

Термоэлектрический кондиционер для кабины КАМАЗа

В такой «ковшик» наливается вода, ставится на огонь и, пожалуйста, подзаряжай мобильник. Весь секрет в дне, там «зарыт» Пельтье

Давайте поподробней об этой конструкции.

В настоящее время растет интерес к использованию термоэлектрических генераторных модулей в бытовых устройствах. В первую очередь это касается возможности питания маломощных потребителей электроэнергии — радиоприемники, сотовые и спутниковые телефоны, переносные компьютеры, устройства автоматики и т.п. от имеющихся источников тепла. Термоэлектрический генератор, в котором отсутствуют вращающиеся, трущиеся и какие-либо другие изнашиваемые части, позволяет непосредственно получать электричество из любого источника тепла: выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, горячей воды геотермальных источников, «бросового» тепла ТЭЦ и т.п. Руководствуясь опытом, полученным при создании промышленных термоэлектрических генераторов (ТЭГ) различной мощности — от нескольких Ватт до нескольких килоВатт ИПФ КРИОТЕРМ приступила к серийному производству бытового ТЭГ номинальной мощностью 8 Вт. Конструктивно генератор выполнен в виде алюминиевого ковшика с внутренним объемом около 1 л в донной части которого установлены генераторные модули производства ИПФ Криотерм.

 

Необходимый для работы генератора перепад температур достигается при разогреве ковшика, например, пламенем костра. Вода, нагреваемая внутри ковшика может идти на приготовление пищи или на другие цели. Данный генератор в первую очередь предназначен для использования в глухих, труднодоступных местах для подзарядки элементов питания индивидуальных средств связи и навигации, освещения и т.п. Он незаменим для охотников, туристов, моряков, сотрудников спасательных и специальных служб, вынужденных долгое время находится вдали от источников центрального энергоснабжения.

Преимуществом генератора является малый вес и объем, высокая удельная генерируемая мощность, функциональность и высокая надежность. Конструкция генератора исключает возможность его перегрева при правильном использовании. В качестве дополнительной опции к генератору предлагается ступенчатый стабилизатор напряжения с диапазонами 3 В — 6 В — 9В -12В и переходники для зарядных устройств.

БЫТОВОЙ ГЕНЕРАТОР ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ 1TG-8

Техническая спецификация

Масса без жидкости , кг, не более0,55

Габаритные размеры, мм

с ручкой

без ручки250х130х110 ? 123, h=100

Внутренний объем, дм31,0

Номинальная генерируемая мощность, Вт, не менее8,0

Выходное напряжение, В3,0 ? 12,0

Ток, мА660 ? 2660

А вот ещё один пример использования .

Из таких небольших термоэлектрических конденсаторов и состоит генератор.

Уже сейчас термоэлектрические генераторы (TEG) благодаря применению новейших материалов способны вырабатывать электроэнергию мощностью до 1000 Вт.

Термогенератор особенно порадует любителей динамичной езды: ведь чем выше обороты мотора, тем больше вырабатывается электроэнергии, которая в будущем может использоваться в гибридных силовых установках, например, для еще лучшей разгонной динамики.

Почти две трети энергии топлива в современных ДВС «улетает» в атмосферу вместе с теплом. Поэтому инженеры BMW вместе со специалистами американского аэрокосмического агентства NASA активно работают над технологиями превращения тепловой энергии выхлопных газов в электрическую. Такие установки имеют еще один позитивный эффект: дополнительное нагревание непрогретого мотора. Пока TEG «окутывает» отрезок выхлопной трубы, но в будущем планируется интегрировать эту систему в катализатор, используя тем самым его тепловой режим. Для более масштабного внедрения данной технологии в автомобиле придется модернизировать днище, расширив в некоторых местах центральный тоннель. Ожидается, что подобная система уже совсем скоро сможет давать 5-процентную экономию топлива, повышая КПД двигателя внутреннего сгорания.

Вот такой он Элемент Пельтье или термоэлектрический модуль!

Элемент Пельтье своими руками — видео урок как сделать термоэлектрический генератор, что такое эффект Пельтье, как выбрать, фото

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 527 Опубликовано

То, что все электронные устройства в процессе работы нагреваются, не секрет. И этот самый нагрев негативно влияет на качество работы, поэтому для охлаждения приборов в их конструкцию устанавливаются специальные элементы, которые носят имя французского изобретателя Жан-Шарля Пельтье. Устройство это миниатюрное, но именно оно отвечает за охлаждение конденсаторов. Установить элемент Пельтье своими руками не проблема, с этим справится даже новичок, главное – знать, в каком месте схемы его припаять.

Элемент Пельтье

Немного истории

Жан-Шарль Пельтье был часовщиком. Жил он в девятнадцатом веке, когда электротехника и физика были на подъеме. Все, кто хотя бы немного понимал, как работают физические законы, старались в домашних условиях делать опыты. Пельтье не стал исключением. В 1834 году он решил провести один опыт, поместив каплю воды между двумя электродами: один был изготовлен из сурьмы, второй из висмута. После чего через электроды пропустил электрический ток.

Каково его было изумления, когда вода превратилась в лед. Ведь то, что под действием электрического тока любые материалы нагревались, было известно. Но чтобы произошел обратный эффект, это была новость. Французский часовщик так и не понял, что изобрел что-то новое, которое оказалось на границе двух областей науки – электричества и термодинамики. В то время для него произошло просто волшебство.

Правда, проблемы охлаждения в те времена мало кого интересовали, поэтому эффект Пельтье так и остался невостребованным. И только через два века, когда в промышленности и быту стали использовать электронные устройства, для которых требовались миниатюрные приборы охлаждения, о Пельтье и его эффекте вспомнили.

Достоинства и недостатки

Что же получилось, в конце концов? А получился тот самый элемент Пельтье, который обладал большими достоинствами:

  • Компактность устройства, которое давало возможность установить его на электронное плато.
  • Полное отсутствие движущихся деталей, что увеличивало его срок эксплуатации.
  • Возможность соединять несколько элементов в каскадной схеме, которая позволяет снизить достаточно большие температуры.

Внимание! Если поменять полярность подключения, то эффект Пельтье будет совершенно противоположного действия. То есть, устройство будет не охлаждать, а нагревать.

Есть у этого элемента и свои недостатки.

  • Небольшой коэффициент полезного действия. Это влияет на то, что придется к нему подводить большой ток, чтобы получить заметный перепад температур.
  • Сложность отвода тепловой энергии от охлаждаемой плоскости.

Физические процессы в элементе Пельтье

Чтобы разобраться в том, что происходит в данном устройстве, необходимо погрузиться в сложность физических законов и математических выкладок. Простому обывателю в этом разобраться будет сложно, поэтому объясним все по-простому.

Все действие происходит на уровне атомной решетки материала. Поэтому для удобства объяснения заменим его любым газом, который состоит из фононов (это его частицы). Итак, температура газа зависит от нескольких показателей:

  • температуры окружающей среды;
  • от металла, а точнее, от его свойств.

Поэтому получаем в предположении, что металл представляет собой смесь фононного и электронного газа. Оба газа находятся в термодинамическом равновесии. При соприкосновении двух металлов с разной температурой происходит перемещение холодного электронного газа в теплый металл. Что и образует разность потенциалов.

Термоэлектрический эффект Пельтье

На границе контактов двух металлов, то есть на переходе, электроны забирают энергию у фононов и передают ее фононам другого металла. Если поменять полярность подключения, то процесс пойдет в обратную сторону. Перепад температур будет увеличиваться до тех пор, пока в металле есть свободные электроны с высоким потенциалом. Когда они закончатся, настанет своеобразное равновесие температур в обоих металлах. Вот так можно описать по-простому картину эффекта Пельтье.

Итак, из всех процессов, протекающих в элементе Пельтье, можно сделать вывод, что эффективность его работы зависит от точного подбора двух металлов со своими свойствами, от силы тока, который будет протекать через прибор, и от того, как быстро будет отводиться тепло из теплой зоны.

Практическое применение

Что касается практического применения, то здесь пришлось ученым провести ряд опытов, которые показали, что достигнуть увеличения теплоотвода можно одним способом – увеличить количество соединений двух разных материалов. При этом спаи материалов можно увеличивать до бесконечности. Конечно, это утрированное высказывание, но на практике количество пар, чем больше, тем лучше. Но все же основное назначение этого охлаждающего устройства – снижение температуры в микросхемах и небольших приборах.

Итак, где сейчас применяется термоэлектрический модуль Пельтье?

  • В приборах ночного видения, а точнее, в матрицах, которые принимают инфракрасное излучение.
  • В цифровых фотоаппаратах, а точнее, в приборах зарядной связи (ПЗС), а еще точнее, в их микросхемах. Все дело в том, что эти микросхемы требуют глубокого охлаждения, чтобы увеличилась эффективность регистрации картинки.
  • В телескопах, где устройства Пельтье охлаждают детекторы.
  • В системах точного времени для снижения температуры кварцевых электрогенераторов.
Эффект Пельтье сегодня применяется для охлаждения микропроцессоров

И это только малый список, который с недавних пор расширился за счет бытовых приборов, компьютерной техники и автомобилей (кондиционеры, охладители воды и прочее). Хотелось бы отметить высокопроизводительные микропроцессоры, в которых для снижения температуры устанавливаются высокоскоростные элементы Пельтье. И если раньше для охлаждения использовались только вентиляторы, то дополнительная установка модуля решила проблему эффективности и снижения шума.

По поводу этого возникает еще один немаловажный вопрос, будет ли проведена замена традиционных систем охлаждения в бытовых холодильниках модулями Пельтье? Сегодня это невозможно за счет низкого КПД устройства. Да и себестоимость мощных модулей пока очень высока. Но кто знает, что ждет нас в будущем. Может быть, через  лет 5-10 эффект Пельтье будет использован и в бытовых холодильниках. Тем более ученые проводят сегодня опыты с кластратами – это так называемые твердотельные растворы, сильно похожие по строению и свойствам на гидраты. Именно с их помощью можно будет снизить цену охладительному модулю.

Удивительный факт

Термоэлектрическая технология данного типа обладает одной очень интересной особенностью. Эта особенность состоит в том, что можно не только получать тепло или холод из электрического тока, но и, наоборот, из тепла или холода получать электричество. То есть, в обратном случае получаем элемент Пельтье как генератор электроэнергии.

Конечно, электрогенераторы пока в стадии теории, но ведь и француз в свое время не знал, как использовать свое открытие. Так что будем надеяться, что это в скором будущем пригодится.

Заключение по теме

Итак, как видите, эффект Пельтье сегодня применяется в электронике повсеместно. Границы использования будут в скором времени расширены, это подтверждают опыты и доклады ученых. Поэтому стоит ожидать в будущем совершенно новые возможности не только в электронной техники, но и бытовой. К примеру, бесшумно работающие холодильники и компьютеры. Сегодня же радиолюбители устанавливают модули Пельтье своими руками в разные схемы, тем самым решая задачи охлаждения плат.

что это такое, назначение, характеристики, принцип работ

Холодильное оборудование и комплексы для охлаждения воздуха являются неотъемлемыми элементами повседневной жизни. Однако стандартные объемные конструкции на базе хладагентов нецелесообразны для мобильного применения, к примеру, в сумках-холодильниках. В таких случаях используются приборы, основанные на работе эффекта Пельтье, о котором мы детально расскажем в данном материале.

В основе элемента Пельтье или термоэлектрического охладителя лежит термопара из двух элементов с p- и n- типом проводимости, которые соединяются коммутационной медной пластиной. Детали в большинстве случаев изготовляются из висмута, теллура, сурьмы и селена. Такие устройства применяются в системах охлаждения бытового применения, также они имеют свойство вырабатывать энергию.

Что это такое?

Явление и термин Пельтье предполагают открытие, сделанное в 1834 году французским ученым Жаном-Шарлем Пельтье. Суть открытия состоит в том, что постоянно выделяется или поглощается тепло на участке, где происходит контакт двух разнонаправленных проводников, по которым течет электроток.

Классическая теория объясняет данное явление таким образом: при помощи электротока между металлами переносятся электроны, ускоряющиеся или замедляющиеся, в зависимости от контактной разности потенциалов на проводниках из металла с разным уровнем проводимости. Элементы Пельтье таким образом способствуют превращению кинетической энергии в тепловую.

На втором проводнике происходит обратный эффект, где необходимо пополнение энергии на основании фундаментального закона физики. Происходит такая ситуация благодаря процессу теплового колебания, в результате которого металл второго проводника охлаждается.

При помощи современных технологий можно изготовить модуль Пельтье с максимальным термоэлектрическим эффектом.

Устройство и принцип работы

Современные модули Пельтье являют собой конструкцию, в которой присутствуют две пластины-изолятора, а между ними в строгой последовательности соединены термопары. Стандартная схема данного элемента для лучшего понимания его функционирования приведена на рисунке.

Обозначения элементов конструкции:

  • А – контакты, при помощи которых осуществляется подсоединение к источнику питания;
  • В — горячая поверхность;
  • С — холодная сторона;
  • D – проводники из меди;
  • E – полупроводник р-перехода;
  • F – полупроводник типа n.

Элемент изготовляется так, что обе поверхности находятся в контакте с p-n или n-p переходами, исходя из полярности. Контакты p-n нагреваются, а n-p температура снижается. В результате на концах элемента появляется разница температур DT. Такой эффект означает, что тепловая энергия, которая перемещается  между элементами модуля, регулирует температурный режим в зависимости от полярности. Также следует отметить, что в случае изменения полярности меняются горячая и холодная поверхности.

Технические характеристики

Технические параметры элемента Пельтье предполагают такие значения:

  • холодопроизводительность (Qmax) – рассчитывается на базе предельного тока и разницы температурного режима между концами модуля. Единица измерения – Ватт;
  • предельная температурная разница (DTmax) – измеряется в градусах, данная характеристика приводится для оптимальных условий;
  • Imax – предельная сила электротока, требуемая для обеспечения большей разницы температуры;
  • предельное напряжение Umax, которое требуется для электротока Imax для достижения максимальной температурной разницы DTmax;
  • Resistance – внутреннее сопротивление устройства, измеряется в Омах;
  • СОР – коэффициент эффективности или КПД модуля Пельтье, который отражает соотношение охлаждающей и потребляемой мощностей. В зависимости от особенностей устройства, для недорогих устройств показатель находится в пределах 0,3-0,35, для более дорогих моделей он варьируется до 0,5.

Преимуществами мобильного элемента Пельтье являются небольшие габариты, обратимость процесса, а также возможность использования в качестве переносного электрогенератора или холодильника.

Недостатками модуля являются дороговизна, невысокий КПД в рамках 3%, большие затраты электроэнергии и необходимость постоянного поддержания разницы температурных режимов.

Применение

Даже учитывая невысокий коэффициент эффективности, пластины в модуле Пельтье широко применяются в измерительных, вычислительных приборах, а также в переносной бытовой технике. Приведем перечень устройств, в которых модели являются неотъемлемой частью:

  • переносные холодильные устройства;
  • небольшие генераторы электричества;
  • комплексы охлаждения в ПК и ноутбуках;
  • кулеры для подогрева и охлаждения питьевой воды;
  • осушители воздуха.

Как подключить

Подключить модуль Пельтье можно самостоятельно, это не потребует много времени и усилий. На контакты выходов требуется подать постоянное напряжение, которое указано в инструкции по эксплуатации прибора. Красный провод подсоединяется к плюсу, а черный – к минусу. Обратите внимание, что при изменении полярности поменяются местами нагреваемая и охлаждаемая поверхности.

Перед подключением рекомендуется проверить работоспособность элемента. Одним из простых и надежных способов, как проверить устройство, является тактильный метод: для этого необходимо подсоединить устройство к источнику электротока и прикоснуться к разным контактам. У нормально функционирующего устройства одни контакты будут теплыми, а другие – охлажденными.

Также можно выполнить проверку при помощи мультиметра и зажигалки. Для этого нужно подсоединить щупы в контактам устройства, поднести зажигалку к одной стороне и наблюдать за показаниями мультиметра. Если элемент Пельтье работает в стандартном режиме, в процессе нагрева на одной стороне будет вырабатываться электроток, а данные о напряжении отобразятся на экране мультиметра.

Как сделать элемент пельтье своими руками

Элемент Пельтье нецелесообразно изготовлять в домашних условиях в связи с небольшой стоимостью и необходимостью специальных знаний для создания работоспособного элемента. Однако своими руками можно собрать эффективный мобильный термоэлектрический генератор, который пригодится на даче или в туристическом походе.

С целью стабилизации электрического напряжения потребуется собрать самостоятельно стандартный преобразователь на микросхеме ИМС L6920. На вход устройства необходимо подать напряжение 0,8-5,5 В, а на выходе он будет выдавать 5 В, этого значения достаточно для зарядки аккумулятора мобильных устройств в стандартном режиме. Если применяется стандартное электронное устройство Пельтье, тогда потребуется ограничение предельного значения температуры нагреваемой поверхности до 150 градусов. Для простоты контроля температуры целесообразно применять котелок с кипящей водой, тогда модель не будет нагреваться свыше 100 градусов.

Пластины Пельтье широко используются с целью охлаждения современной бытовой техники, в кондиционерах, эффективность устройства доказали в частности для стабилизации теплового режима и  охлаждения мощного процессора. На основе элемента Пельтье часто изготовляются в домашних условиях эффективные мобильные холодильники для дачи или автомобиля, питания радиатора. В силу обратимости процесса, самодельные элементы используются в роли мобильных небольших электростанций в местностях без источника электроэнергии.

Кондиционер на элементах Пельтье своими руками

Это полноценный и настоящий кондиционер, в отличии от тех, которые в большом количестве приводятся в интернете. Тут нет не бутылок с ледяной водой, ни самого льда. А принцип работы довольно схож с бытовыми моделями. Скажу больше, что раньше, на грузовых автомобилях применялись похожие кондиционеры с низковольтным питанием на элементах Пельтье.

Если вы не знакомы с этим элементом, то крайне рекомендую ознакомиться поближе. Если в двух словах, это термоэлектрический модуль. На вид квадратный, плоски, с двумя выходящими проводами. При подаче напряжения на которые, одна сторона модуля начинает нагреваться, а вторая охлаждаться, причем прямо пропорционально.
На этом принципе и основано устройство охладителя, о котором пойдет речь ниже.

Понадобится


  • Элементы Пельтье — 6 штук. Модель TEC1-12705 рассчитана 12 В и 60 Вт, купить можно тут — AliExpress.
  • Блок питания от компьютера или любой другой на 12 В и мощностью не менее 400 Вт, купить можно тут — AliExpress.
  • Провода 2,5 кв.мм. — пару метров.


Это из основного, остальные детали и инструмент смотрите по тексту.

Изготовление кондиционера на элементах Пельтье


У нас будет довольно мощная модель, состоящая из 6 элементов размером 40х40 каждый. Под них необходимо подобрать два массивных радиатора, для обжатия элементов с обеих сторон. Я буду использовать один большой и два маленьких.

Примерно так они будут выглядеть при совмещении.

Из ДСП необходимо вырезать прямоугольник.

В котором сделать ещё прямоугольник под два радиатора, чтобы они плотно входили в него.

С обратной стороны.

Это будет разделительный барьер — холодной стороны от горячей.
Чтобы радиаторы не проскакивали в отверстие, нужно приклеить сбоку по две полосы из алюминиевого профиля. Купить его не составит труда в строительном магазине.

Разводим двухкомпонентный клей на основе эпоксидной смолы (холодная сварка). И склеиваем сначала два радиатора меду собой, а потом уже к ним приклеиваем кусочки профиля.


К большому радиатору также приклеиваем профиль. Вот так все выглядит. Стороны профиля по обе стороны должны находится примерно в онной плоскости.

Сверлим этот бутерброд насквозь: две планки на обеих сторонах вместе с ДСП.

Далее смазываем радиаторы теплопроводящей пастой и устанавливаем подряд элементы. Стороны не путаем, все модули должны смотреть в дну сторону.

Покрываем их сверху новым слоем теплопроводящей пасты.

И прижимаем вторым радиатором. Стягиваем все аккуратно винтами с гайками.

Получилась вот такая конструкция с 12-ю выводами.

Для удобства подключения используем клеммную колодку.

Как вы возможно обратили внимание — трехконтактную. И все модули в ней подключены общим к нижней шине. А красными выводами 3 элемента к верхнему контакту, а три других к среднему. Такое деление сделано специально для нашего блока питания компьютера, который имеет две шины по 12 В и никак не обязательно.


В ДСП просверлим отверстие под провод и подключим его к колодке.

К радиаторам с обеих сторон прикрутим вентиляторы.


На блоке питание собирается так же воедино минусовые провода и плюсовые по два канала.

Подключаем к выходу также через соединительную колодку.

Все, почти готово.
Для запуска блока, в нашем случае, необходимо перемычкой закоротить выходы выключателя.

Установка кондиционера


Устанавливается кондиционер в любое окно. Для этого из фигурного алюминиевого профиля делается такая скоба.

Которая будет четко опираться в створки и не давать всей конструкции выпасть.

Чтобы закрыть щель не до закрытого окна, вырезается полоска из поликарбоната или другого пластика по ширине кондиционера. И вставляется в паз окна.

Равой прижимаем всю конструкцию.

У меня, как видите, раздвижное окно, вам же придется придумать свою конструкцию крепления.
Главное чтобы одна сторона прибора была на улице, а другая дома. И не было сквозняка через щели.

Результат работы


Кондиционер довольно мощный, все таки применено 6 модулей Пельтье. Вся электрическая мощность составила 360 Вт, что не мало. Хотя сравнивать его с тепловым насосом не приходится из-за очень низкого КПД. Но даже такой модели хватит чтобы охладить небольшую комнату.
Вот результат при первом запуске: начальная температура в помещении 24 градуса Цельсия.

Примерно через час работы температура упала до 20 градусов, что является, на мой взгляд, отличным результатом!

Смотрите видео


как сделать своими руками, видео

В английском языке термин упоминается как ТЕС — термоэлектрический охладитель. Элемент пельтье своими руками представляет собой температурно электрический преобразователь, который работает по принципу возникновения разницы температур в момент подачи электрического тока. Возможно ли собрать его самостоятельно и какое применение ему найти?

Элемент пельтье своими руками

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

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

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

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

Рассмотрим на примере схем, как сделать пельтье своими руками:

  • Задействовать его в качестве детали термоэлектрического генератора, согласно рисунку подключения.
  • Собрать простой преобразователь на микросхеме ИМС L6920 (рисунок 1).
Рисунок 1. Элемент пельтье своими руками: универсальная схема

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

  1. Подать на вход получившегося преобразователя напряжение диапазоном 0.8-5.5В, чтобы иметь на выходе стабильные 5В.
  2. При использовании устройства обычного типа — поставить лимит температуры нагреваемой стороны в 150 градусов.
  3. Для калибровки — в качестве источника тепла использовать емкость с кипящей водой, которая точно не нагреется свыше 100 градусов.

Описание технологии и принцип действия

Способ работы термоэлектрического охладителя достаточно прост. Эффект пельтье своими руками основывается на контакте двух проводников тока, обладающих разным уровнем энергии электронов в зоне своей проводимости.

Рисунок 2. Принцип действия элемента

При подаче электротока через такую связь, электрон приобретает высокую энергию, позволяющую ему перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости второго полупроводника. Когда эта энергия поглощается, происходит остуживание места охлаждения проводников (рисунок 2).

При протекании процесса в обратном направлении — реакция приводит к нагреванию контактного места и обычному тепловому эффекту.

Посмотрев пельтье своими руками видео, можно сделать определенные выводы о принципе его действия:

  1. Величина подаваемого тока будет пропорциональной степени охлаждения — если с одной стороны модуля сделать хороший теплоотвод, при использовании радиаторных схем, его холодная сторона обеспечит максимально низкую температуру.
  2. При смене полярности тока — нагревающая и охлаждающая плоскости меняются метами.
  3. При контакте объекта с металлической поверхностью, он становится настолько мал, что его нельзя увидеть на фоне омического нагрева, других эффектов теплопроводности, поэтому на практике применяют два полупроводника.
  4. Благодаря разнообразному количеству термопар — от 1 до 100, можно добиться практически любого показателя холодильных мощностей.

Технические характеристики элемента пельтье

Компонент получил широкое применение в различных холодильных схемах.

Что неудивительно, так как пельтье своими руками имеет следующие технические характеристики:

  1. Способен достигнуть низких температур, что служит отличным решением для охлаждения электрических приборов и тех оборудования, подвергающегося нагреву.
  2. Прекрасно выполняет работу обычного куллера, что делает возможным его установку в современные звуковые и акустические системы.
  3. Абсолютно бесшумен — в процессе работы не издает никаких посторонних и интенсивных звуков.
  4. Обладает мощной теплоотдачей при сохранении нужной температуры на радиаторе достаточно продолжительное время.

Холодильник на элементах пельтье своими руками

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

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

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

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

Кондиционер пельтье своими руками

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

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

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

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

Генератор пельтье своими руками

Самостоятельно собрать подобный прибор не так и сложно. Генератор пельтье своими руками имеет свои особенности: производительность собранного устройства поднимается на 10% за счет большего охлаждения мотора, но нагревать основные комплектующие до показателя свыше 200 градусов не рекомендуется. Прибор выдерживает максимальную нагрузку в 30А, а его сопротивление способно составлять 4Ом благодаря большему количеству проводников (рисунок 5).

Стоит помнить, что генератор на элементах пельтье своими руками:

  1. Имеет температурное отклонение в системе, примерно равное 13 градусам.
  2. В большинстве случаев сборки и разборки конструкции, статор им не мешает.
  3. Модуль крепится непосредственно к ротору, для чего нужно отсоединять центральный вал.
  4. Во избежание нагрева роторной обмотки от индуктора, следует использовать керамические пластины.
Рисунок 5. Элемент пельтье поможет создать походный генератор

Теплогенератор на пельтье своими руками собирается из двух пластин 10*10см, толщиной в 1мм, закрепленных термопастой, которые закрывают собой четыре искомых модуля. Поверх них ставится консервная банка или любая другая емкость для розжига огня, которая обеспечит 170-180 градусов. К нижней части одной из пластин прикрепляется при помощи винтов медный или алюминиевый радиатор. К нему присоединяется еще одна пластинка 20*12см, к которой крепится еще одна такая деталь. На нее устанавливается заводской кожух от аккумулятора, к которому припаивается разъем для зарядки смартфона.

Осушитель пельтье своими руками

В отличие от того же кондиционера, реализация этой идеи вполне себя оправдывает. Осушитель пельтье своими руками имеет простую конструкцию и низкую себестоимость, а его охлаждающий модуль понижает температуру радиатора ниже точки росы, что приводит к оседанию на нем влаги, содержащейся в воздухе, проходящем через прибор. Далее — осевшая вода отправляется в специальный накопитель (рисунок 6).

Несмотря на невысокий КПД, эффективность такого устройства можно назвать вполне удовлетворительной.

Осушитель воздуха своими руками пельтье:

  1. Подключается без проблем — на провода выходов подается постоянное напряжение, величина которого прописана в его даташит.
  2. Имеет стандартную полярность — красный проводок идет на плюс, черный — на минус, если их перепутать охлаждаемая и нагреваемая поверхности поменяются местами.
  3. Проверяется тактильно — при подключении к источнику напряжения одна сторона будет холодной, вторая — теплой.
  4. Если источника тока поблизости нет — подключаем щупы к выводам модуля и подносим зажженную спичку или зажигалку к одной из сторон, наблюдаем за показаниями прибора.
Рисунок 6. Схема сборки осушителя воздуха

Как подключить элементы пельтье на модуле

Если речь идет о простом регуляторе, сложностей в подключении при наличии схемы возникнуть не должно. Модуль пельтье своими руками состоит из двух металлических пластинок и проводки с контактами. Для ее установки готовят проводники «РР» и располагают их у основания. Для контроля за температурным режимом применяют на выходе полупроводники. Чтобы собрать все компоненты воедино используют паяльник средней мощности. В последнюю очередь подсоединяют два провода, по которым проходит электроток.

Модуль пельтье своими руками имеет следующие нюансы подключения:

  1. Первый токопроводящий провод монтируется у нижнего основания конструкции.
  2. Он фиксируется возле крайнего проводящего звена.
  3. При этом стоит избегать любых соприкосновений с металлической деталью.
  4. Далее крепится второй такой проводок в верхней части.
  5. Его фиксируют аналогично предыдущему.

Тестируем модуль пельтье, собранный своими руками

Учитывая простоту сборки, самостоятельно изготовить приспособление не сложно. Протестировать элемент пельтье своими руками из диодов, как и любой другой, тоже не представляет труда. Главное на начальных этапах использовать правильные материалы — подготовить две металлические пластины и проводку с нужными контактами, полупроводники с маркировкой «РР». Проверить все на исправность можно при помощи мультиметра или обычного тестера, при этом диоды должны светиться при подключении устройства к сети.

Как показывает пельтье своими руками видео, для теста необходимо:

  1. Перед пуском стоит устранить любые сторонние соприкосновения с металлической деталью и проверить надежность крепления проводов, качество пайки схем.
  2. Функциональность готового устройства, проверенного на предмет технических несоответствий, проверяется тестером.
  3. Прибору присоединяется два проводка и проверяется вольтаж — отклонения напряжения будут составлять примерно 23В.
  4. Если в результате, одна из сторон отдает тепло, а другая остается холодной, то ваша конструкция собрана верно.

Поделиться

Поделиться

Нравится

Класс!

Нравится

Твитнуть

Термоэлектрический генератор своими руками: видео, фото, инструкция

Многих электриков интересует один очень популярный вопрос – как автономно и бесплатно получить небольшое количество электроэнергии. Очень часто, к примеру, при выезде на природу или походе катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы в экстренной ситуации. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примерами!

Кратко о принципе действия

Чтобы в дальнейшем Вы понимали, для чего нужны те или иные запчасти при сборке самодельного термоэлектрического генератора, сначала поговорим об устройстве элемента Пельтье и о том, как он работает. Данный модуль состоит из последовательно соединенных полупроводников – pn переходов, находящихся между керамическими пластинами, как показано на картинке ниже.

Когда через такую цепь проходит электрический ток, происходит так называемый эффект Пельтье — одна сторона модуля нагревается, а вторая – охлаждается. Для чего это нам нужно? Все очень просто, данный эффект работает и в обратном направлении: если одну сторону пластины нагреть, а второю охладить, то можно получить электроэнергию небольшого напряжения и силы тока. Огромное преимущество данного метода в том, что можно использовать любой источник тепла, будь то костер, или горячая кружка с кипятком, остывающая плита и так далее. Для охлаждения можно применять воздух или для более мощных вариантов – обыкновенную воду, которая обязательно найдется даже в условиях похода. Далее переходим к мастер-классам, которые наглядно покажут из чего и как сделать термоэлектрический генератор своими руками.

Мастер-класс по сборке

У нас есть очень подробная и в то же время простая инструкция по сборке самодельного генератора электроэнергии на базе мини-печи и элемента Пельтье. Она пригодится каждому путешественнику в походе. Для начала Вам необходимо подготовить следующие материалы:

  • Непосредственно сам элемент Пельтье с параметрами: максимальный ток 10 А, напряжение 15 Вольт, размеры 40*40*3,4 мм. Маркировка – TEC 1-12710.
  • Старый нерабочий блок питания от компьютера (с него нужен только металлический корпус).
  • Стабилизатор напряжения, со следующими техническими характеристиками: входное напряжение 1-5 Вольт, на выходе – 5 Вольт. В данной инструкции по сборке термоэлектрического генератора используется модуль с USB выходом, что упростит и сделает безопасным процесс подзарядки современного телефона либо планшета. Эту деталь можно приобрести в магазине радиокомпонентов или в интернете.
  • Радиатор. Можно взять от процессора сразу с кулером (вентилятором), как показано на фото.
  • Термопаста, продается в компьютерном магазине.

Подготовив все материалы, можно переходить к изготовлению устройства своими руками. Итак, чтобы Вам было понятнее, как самому сделать генератор, предоставляем пошаговый мастер-класс с картинками и подробным объяснением:

  1. Разберите старый блок питания и оставьте только корпус. Он будет использоваться, как место розжига огня (так называемая печь). Будьте внимательны, даже на старых блоках питания в высоковольтной части на конденсаторах может остаться опасное для жизни напряжение. Поэтому перед работой оденьте диэлектрические перчатки, убедитесь в отсутствии потенциала на конденсаторе, для уверенности замкните его контакты, и будьте предельно осторожны во время разборки!
  2. На радиатор нанесите термопасту тонким, однородным слоем и прислоните элемент Пельтье. Устанавливать нужно маркировкой к радиатору, это будет холодная сторона. Если Вы перепутаете стороны местами, в дальнейшем нужно будет поменять полярность проводов, чтобы термоэлектрический генератор работал правильно и не испортил преобразователь. Вместо термопасты вы можете использовать специальный теплопроводный клей, это будет даже лучше: не придется дополнительно крепить радиатор к корпусу.
  3. К обратной стороне модуля прислоните корпус блока питания, как показано на фото ниже.
  4. Прикрепите радиатор к корпусу с помощью металлической проволоки.
  5. К выводам элемента припаяйте стабилизатор напряжения с выходом USB. Кстати, для этого можно сделать паяльник сделать своими руками.
  6. Аккуратно поместите 5-вольтовый преобразователь в радиаторе и переходите к испытаниям самодельного термоэлектрического генератора. Не забудьте заизолировать преобразователь с помощью изоленты.

Работает термоэлектрический генератор следующим образом: внутрь печи Вы засыпаете дрова, мелкие щепки, поджигаете их и ждете несколько минут, пока одна из сторон термоэлемента не нагреется. Параллельно можно вскипятить воду на решетке. Для подзарядки телефона нужно, чтобы разница между температурами разных сторон была около 100оС. Если охлаждающая часть (радиатор) будет нагреваться, его нужно будет остужать – аккуратно поливать водой, поставить на него кружку с жидкостью, льдом и т.д. Лучше крепить радиатор так, чтобы его ребра были расположены вертикально, это улучшает отдачу тепла воздуху.

А вот и видео, на котором наглядно показывается, как работает самодельный электрогенератор на дровах:

Генерация электричества из огня

Также можно установить на холодную сторону устройства вентилятор от компьютера, что несколько изменит его конструкцию. Давайте рассмотрим этот вариант по подробнее:

В этом случае кулер будет затрачивать небольшую долю мощности генераторной установки, но в итоге система будет работать с более высоким КПД. Помимо телефонной зарядки модуль Пельтье можно использовать в качестве источника электроэнергии для фонарика, что не менее полезный вариант применения генератора. Еще одна особенность данной конструкции — это способность регулировать высоту над огнем. Для этого автор использует деталь от CD-ROMа (на одном из фото хорошо видно, как самому можно изготовить конструкцию).

Если сделать термоэлектрический генератор своими руками по такой методике, на выходе у Вас может быть до 8 Вольт напряжения, поэтому для подзарядки телефона, нужно подключить понижающий преобразователь, который сделает на выходе стабильные 5 В.

Ну и последний вариант самодельного источника электроэнергии для дома может быть представлен такой схемой: элемент между двух алюминиевых «кирпичиков», медная трубка (водяное охлаждение) и конфорка. Как результат – эффективный генератор, позволяющий получить бесплатное электричество в домашних условиях! Например, при остывании конфорки, когда ей никто не пользуется. Или очень часто люди используют печь для обогрева, так вот часть этой энергии может пойти на зарядку вашего гаджета.

Оригинальная идея – горячая вода, как источник тепла

Второй эксперимент с водой

Вот мы и предоставили три простых варианта самодельного аппарата, который можно собрать из подручных средств. Теперь Вы знаете как сделать термоэлектрический генератор своими руками, на чем основан принцип работы элемента Пельтье и для чего его можно использовать!

Будет интересным к прочтению:

Самодельный суперкулер своими руками — RMCybernetics

Целью этого проекта было создание простого устройства, способного сохранять компоненты как можно более прохладными, используя общие детали и материалы. Показанное здесь устройство способно поддерживать температуру приблизительно -50 ° C.

На изображении слева показана открытая поверхность теплового насоса Пельтье, который обычно находится под хорошо изолированной защитной оболочкой с металлическим основанием.

Некоторые тепловые насосы Пельтье установлены на большом радиаторе (с вентилятором) и окружены изоляционным материалом, за исключением холодной поверхности.Используя термоэлектрический эффект элементов Пельтье, тепло может быстро отводиться от этой поверхности, но только до тех пор, пока радиатор может рассеиваться в окружающем воздухе. Большой радиатор и вентилятор можно найти в компьютерных магазинах, поскольку они необходимы для охлаждения процессора вашего компьютера.

Простое приклеивание компонента к поверхности теплового насоса обеспечит достаточно эффективное охлаждение, но только при наличии большой площади соприкасающейся поверхности. Для компонентов более округлой или неровной формы, таких как лазерные диоды, можно использовать очень холодную жидкость для окружения устройства.Эта жидкость должна выдерживать очень низкие температуры без замерзания и быть очень летучей (легко испаряется). Что-то вроде жидкого азота или гелия было бы замечательно, но это не то, что вы можете просто купить в местном хозяйственном магазине. В этом проекте используется «Морозильный спрей», который обычно можно найти в магазинах, торгующих сантехническими принадлежностями. Этот спрей быстро испаряется при контакте с объектами комнатной температуры, отводящими от него тепло. Медленно распыляя Freezer Spray в небольшой контейнер, такой как крышка, можно собрать его как жидкость.Жидкость можно налить в небольшой металлический контейнер, который стоит на поверхности холодного теплового насоса. Этот металлический контейнер также окружен изоляционным материалом, например полистиролом.

Когда тепловые насосы и вентилятор работают, должна быть возможность предотвратить испарение жидкости, позволяя погружать компоненты в воду для охлаждения.

Для большинства тепловых насосов / термоэлектрических модулей Пельтье требуется нестандартное напряжение постоянного тока (например, 8,4). Хотя такое устройство будет нормально работать при более низком напряжении, вы не сможете получить весь охлаждающий потенциал элемента Пельтье.Хорошим способом питания этих устройств является использование широтно-импульсной модуляции, чтобы вы могли точно регулировать среднюю мощность, протекающую через устройство. Наш модулятор импульсов мощности является идеальным источником питания для модулей Пельтье.

Доступные детали: тепловые насосы, тепловая смесь, схемы управления питанием, БП, радиаторы

Самодельный охладитель Пельтье с регулятором температуры DIY

Как построить термоэлектрический мини-холодильник Пельтье с использованием модуля TEC1-12706 и переключателя контроля температуры W1209

Для этого проекта я использовал свой блок питания ATX с коммутационной платой ATX, чтобы создать самодельный мини-холодильник Пельтье или бокс-холодильник Пельтье с цифровым термостатом (W1209).

Идея пришла мне в голову, когда я искал дешевый термоэлектрический холодильник своими руками. Вместо классического компрессора в этих холодильниках для охлаждения используются модули Пельтье. Основное преимущество этих устройств заключается в том, что в них нет движущихся частей, нет хлорфторуглеродов (CFC), они управляются путем изменения подаваемого тока, они имеют более длительный срок службы и их легко заменить, если они когда-либо сломаются.

Проверьте эти модули Пельтье TEC12706 на Amazon (филиал)

Что такое термоэлектрический модуль Пельтье TEC-12706?

Эти модули Пельтье представляют собой керамический квадрат, содержащий два разных типа полупроводников.Модуль Пельтье действует как тепловой насос, когда к модулю подается электрический ток. Одна сторона Пельтье охлаждается, а другая нагревается. Есть два основных типа модулей, использующих эффект Пельтье; термоэлектрический охладитель (ТЭО) и термоэлектрический генератор (ТЭГ).

ТЭГ может выдерживать более высокие температуры и, как правило, более эффективен при большей разнице температур между горячей и холодной стороной. Эти модули в основном используются для генерации электрического тока путем нагрева одной стороны при сохранении холодной другой стороны.Они коммерчески используются для изготовления тепловентиляторов для дровяных печей. Для получения дополнительной информации о ТЭГах прочтите мой другой пост о термоэлектрических генераторах. С другой стороны, модуль Пельтье, который я буду использовать в этом проекте, представляет собой термоэлектрический охладитель (ТЕС). Существуют различные типы TEC, и я решил использовать TEC1 12706.

Для вашей информации, TE относится к термоэлектрическим. C обозначает нормальный размер по сравнению с маленьким размером (S). Цифра 1 представляет собой количество ступеней, обычно это один.Следующие числа используются для определения количества пар и текущего рейтинга. Число 127 означает, что имеется 127 пар полупроводников. Чем выше это число, тем более проводящим и эффективным будет этот модуль. Последнее число 06 указывает на текущую мощность этого модуля Пельтье. В этом случае номинальный ток TEC1-12706 составляет 6 ампер. Для получения дополнительной информации об этих устройствах Пельтье, не стесняйтесь читать больше в Википедии.

Насколько эффективны термоэлектрические модули Пельтье TEC-12706?

Эффективность модуля зависит от разницы температур между горячей и холодной сторонами блока Пельтье.Эти модули TEC более эффективны, когда разница температур между двумя сторонами ближе друг к другу. Таким образом, важно эффективно рассеивать тепло и холод, производимые с каждой стороны.

Для этого проекта я использую радиаторы, которые я взял со своего старого компьютера, но вы можете использовать радиаторы любого типа, какие только сможете найти. Для большей энергоэффективности радиаторы и модуль Пельтье следует собирать с использованием термопасты или теплопроводных силиконовых прокладок. Таким образом, тепло и холод будут беспрепятственно рассеиваться на радиаторах и увеличивать эффективность охладителя Пельтье.Я также использую компьютерные вентиляторы для рассеивания энергии на обоих радиаторах. Я использовал горячий клей, чтобы закрепить вентиляторы. Меньший нужно разместить над маленьким радиатором. Я использовал вентилятор на 24 В для внутренней стороны кулера, хотя я использую источник питания на 12 В. Таким образом снижается скорость вращения вентилятора и уменьшается выделяемое им тепло. Таким образом, ваш холодильник станет немного более эффективным.

Создание самодельного мини-холодильника Пельтье с использованием модуля Пельтье TEC-12706

Обязательно проверьте модуль Пельтье, прежде чем все подсоединять.Вы можете использовать батарею на 1,5 В, чтобы увидеть, какая сторона горячая, а холодная. Вы должны подключить большой радиатор и вентилятор к горячей стороне и использовать меньший радиатор и меньший вентилятор для холодной стороны. Чтобы построить мини-холодильник Пельтье, я использовал старую транспортировочную коробку из пенополистирола, которая была у меня под рукой. Опять же, чем больше утеплитель, тем эффективнее будет ваш самодельный холодильник. Я выбрал это, потому что было легко разрезать крышку и поместить в нее термоэлектрический модуль Пельтье.

AliExpress.com Товар — Элемент Пельтье TEC1-12706 термоэлектрический модуль Пельтье 12706 TEC 12V DIY холодильник Cooler Peltier TEC1-12706 diy electronic

Использование цифрового термостата W1209 для контроля температуры вашего домашнего холодильника Пельтье

Для управления температура моего самодельного холодильника Пельтье, я использую цифровой термостат W1209.Этот переключатель контроля температуры дешев и прост в использовании. Вы можете установить желаемую температуру с точностью до 0,1 градуса. Датчик будет контролировать питание, включая и выключая модуль Пельтье в зависимости от настроек. Проверьте схему проводов в конце этого поста, чтобы увидеть, как все подключить к устройству Пельтье и источнику питания. Модуль Пельтье TEC-12706 теоретически может использовать до 6 ампер, поэтому для него требуется хороший источник питания. Я использовал старый блок питания ATX от своего компьютера и преобразовал его в настольный блок питания с помощью переходной платы ATX.

Эффективность самодельного кулера Пельтье

Я использовал горячий клей для крепления вентиляторов. Меньший нужно разместить над маленьким радиатором. Я использовал вентилятор на 24 В для внутренней стороны кулера, хотя я использую источник питания на 12 В. Таким образом снижается скорость вращения вентилятора и уменьшается выделяемое им тепло. Таким образом, ваш холодильник станет немного более эффективным. Можно ожидать, что разница между температурой кулера и окружающей средой составит 10-15 градусов Цельсия. По Фаренгейту она упала с 70 до 50 градусов.

Общие выводы о самодельном мини-холодильнике Пельтье

Этот кулер явно не так эффективен, как классический компрессорный холодильник, но это крутой электронный гаджет, дешевый и простой в сборке! Проверьте мою коммутационную плату ATX Instructables или мое видео на YouTube, чтобы получить дополнительную информацию о лабораторном блоке питания, используемом в этом проекте, и о том, как выполнить преобразование блока питания вашего компьютера ATX. Надеюсь, эта информация окажется для вас полезной.

Материал, необходимый для этого проекта самодельного кулера

Самодельный холодильник Пельтье:

— Модуль Пельтье TEC1 12706 (eBay) (AliExpress) (Amazon)
— Переключатель контроля температуры W1209 цифровой термостат (eBay) (AliExpress) (Amazon)
— Теплопроводящая силиконовая прокладка (eBay) (AliExpress)
-8см Компьютерный вентилятор (eBay) (AliExpress)
-4см Компьютерный вентилятор 24 В (eBay) (AliExpress)
-Транспортная коробка из пенопласта (или кулер любого типа, который у вас есть)
-Маленькие и большие радиаторы от старого ПК или любые радиаторы, которые могут быть у вас
-Электрические провода (я использую провода AWG14 и кабели Dupont)
-Пистолет для горячего клея

Преобразование источника питания ATX в лабораторный стол:

-ATX Плата Breakout Board (eBay) (AliExpress)
-Блок питания ATX (eBay)

Пожалуйста, посетите мою страницу с инструкциями, чтобы узнать больше об этом холодильнике Пельтье, сделанном своими руками.Также посмотрите мой предыдущий пост, чтобы узнать, как использовать цифровой мультиметр DT830B для измерения напряжения и силы тока.

Предупреждение и отказ от ответственности

Блок питания ATX может выдавать ток, достаточный для серьезных травм или смерти. Я не несу ответственности за несчастные случаи или повреждения. Не стесняйтесь использовать партнерские ссылки, представленные на этой странице. Цены такие же, анонимно, так что вы можете поддержать создание этих видео.

Мини-холодильник Пельтье для бедняков — Часть 1 из 2

Я часто встречал людей в социальных сетях, которые просили простой дизайн мини-холодильника, с которым они могли бы играть дома, не вкладывая много денег.Этот проект демонстрирует применение микросхемы термоэлектрического охладителя (ТЕС), также известной как микросхема Пельтье. Система очень проста в сборке и использует только несколько общих компонентов. Представленный здесь мини-холодильник Poor Man’s Peltier идеально подходит для охлаждения напитков и тому подобного. Этот мини-холодильник с «бесшумным» термоэлектрическим двигателем охладителя также имеет легкую конструкцию, что делает его идеальным для использования как в дороге, так и дома!

Шаг 1. Охладитель Пельтье

Позвольте мне начать с руководства по конструкции основной части — двигателя охлаждения Пельтье (двигатель с термоэлектрическим охладителем), основанного на общедоступном чипе Пельтье, TEC1-12706.

Чип Пельтье (микросхема ТЕС) представляет собой термоэлемент, который использует эффект Пельтье для реализации теплового насоса. В нем две тарелки — одна холодная, а другая горячая. Между пластинами соединены несколько термопар. При подаче надлежащего напряжения одна пластина становится холодной, а другая — горячей. Для охлаждения TEC-чипа требуется мощная комбинация радиатор / вентилятор (горячая пластина). Вы можете купить радиатор / вентилятор в сборе для процессоров AMD.Здесь также необходима дополнительная алюминиевая пластина радиатора (50 x 50 x 3 мм) — холодная пластина. Для холодной пластины также можно попробовать стандартный радиатор чипсета. В настоящее время большинство этих базовых компонентов легко получить у известных интернет-магазинов / складов компьютерного оборудования.

В таблице ниже представлены характеристики типичного термоэлектрического охладителя TEC1-12706. Обратите внимание: перед тем, как начать собственное строительство, вы должны проверить микросхему TEC на предмет надлежащего рабочего состояния.Для этого просто подключите красный (+) и черный (-) провода микросхемы TEC (TEC1-12706) к источнику питания постоянного тока 3 В / 500 мА и оставьте источник питания включенным примерно на 15 секунд. Затем вы можете проверить микросхему ТЕС кончиком пальца (или цифровым термометром), чтобы убедиться, что одна сторона микросхемы горячая, а другая холодная. Просто отметьте горячую и холодную стороны чипа TEC перманентным маркером.

С жестко закрепленными радиаторами (обязательно используйте достаточное количество термопасты), вы можете провести первоначальное испытание установки.См. Следующий рисунок, чтобы получить некоторые идеи о том, как настроить охлаждающий двигатель. Если вы термически скрепите холодную сторону прибитого двигателя охлаждения Пельтье (с термоэлектрическим чипом охладителя, зажатым между двумя пластинами радиатора) с другим объектом, этот объект остынет!

Честно говоря, сначала я попробовал свою настройку со слабым радиатором, и радиатор сильно нагрелся, а двигатель вообще не охладился. Позже я получил увесистый радиатор из старой материнской платы настольного компьютера LG и, наконец, кое-что сделал с промышленным SMPS на 12 В / 5 А.На картинке видна моя быстрая установка (сделанная дождливой дождливой ночью, отсюда и кабельная стяжка вместо винтов и гаек). Посмотрите на иней и комочки льда (и капли воды), образующиеся на монете менее чем через 15 секунд после включения.

… Математика и маркировка чиллера

Основная функция микросхемы Пельтье — охлаждение, и микросхемы Пельтье имеют разные номинальные мощности, соответствующие тому, насколько быстро холодная сторона может охладить объект.Дельта-Т — это максимальная разница температур с обеих сторон. Здесь дельта-T 66 ° C микросхемы TEC (см. Техническое описание) означает, что, когда температура горячей стороны составляет 50 ° C, тогда абсолютная минимальная температура, достижимая на холодной стороне, составляет –16 ° C. Таким образом, чем холоднее вы можете сохранить горячую сторону, тем холоднее будет холодная сторона. Как правило, микросхемы TEC могут иметь разницу в 40 ° C между горячей и холодной стороной, но эта разница температур фактически на поверхности микросхемы, а не на радиаторе или температуре окружающего воздуха.Точно так же не следует путать мощность работы микросхемы TEC с мощностью, которую она передает. Чаще всего ТИК продаются с указанной мощностью. Микросхема TEC мощностью 50 Вт может не передавать 50 Вт тепловой мощности между горячими и холодными пластинами. Вместо этого наиболее вероятно, что он будет потреблять 50 Вт электроэнергии при максимальных условиях.

Возможно, вы заметили в руководстве пользователя популярных коммерческих мини-термоэлектрических холодильников / холодильников, что они не рекомендуются для хранения скоропортящихся продуктов, потому что большинство из них охлаждают прибл.На 16 ° C ниже температуры окружающей среды. Я заметил, что температура охлаждения обычного мини-холодильника с USB-портом составляет около 8,5 ° C. Фактически, нелегко поддерживать около 4 ° C в быстрых прототипах (как это необходимо в холодильнике), потому что температура внутри зависит от температуры окружающего воздуха и фактической температуры радиатора. Однако небольшая холодная тарелка может привести к образованию льда. К счастью, в таблице данных микросхемы Пельтье указаны кривые производительности устройства (см. Следующий рисунок), и эти кривые важны, если вы хотите поработать над оптимальной производительностью.

И помните, каждый раз, когда охладитель выключается, лед тает очень быстро; следовательно, образующаяся вода может проникнуть в двигатель. Дополнительное уплотнение силиконом или чем-то подходящим будет в этом плане хитрым приемом. Кроме того, остаточное тепло в радиаторе будет передаваться обратно на холодную сторону системы. Поэтому примите меры, чтобы вентилятор охлаждения работал еще некоторое время после выключения охлаждающего двигателя.

Конструкция, очевидно, является первой версией предлагаемой серии.Взгляните на предложенную схему системы продвинутой (задуманной) версии.

Шаг 2: Контроллер охладителя двигателя

Безусловно, существует множество контроллеров микросхем TEC / доступных дизайнерских идей, но на этот раз я не хочу пробовать роскошный модуль контроллера. И поскольку производители микросхем Пельтье предлагают управление режимом постоянного тока и прямо не рекомендуют прямое ШИМ-управление микросхемами Пельтье, я собрал один «электронный термостат» с помощью нескольких дискретных компонентов, извлеченных из моего мусорного ящика.Это не что иное, как стандартная смесь термистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и операционного усилителя (ОУ). Схема в первую очередь предназначена для размещения термистора внутри коробки охлаждения (просто полистироловый корпус — подробнее об этом позже), но возможен и другой режим работы. Ниже представлена ​​фотография моего грязного прототипа на нулевой печатной плате.

Что ж, приготовьтесь просмотреть схемы, подобрать необходимые компоненты и запустить паяльник.Мгновенное пребывание, конечно же, позволяет построить что-то фантастическое!

Продолжение следует…

Эксперименты по охлаждению на эффекте Пельтье — Устройства Пельтье

Скачать PDF YouTube

Охлаждающее устройство Пельтье — это термоэлектрический полупроводниковый компонент, который может обеспечивать охлаждение без движущихся частей. Он очень прост в использовании, он может быть как очень холодным, так и очень горячим!

Сегодня мы проведем несколько экспериментов с обычным и недорогим охлаждающим устройством Пельтье.

Введение

Возможность охлаждения воздуха или теплообмена имеет решающее значение во многих ситуациях. От компьютерных микросхем, которые не должны перегреваться, до космических аппаратов, которые должны выдерживать экстремальные температуры, разработка систем охлаждения — это большой бизнес.

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

В обычных системах кондиционирования воздуха используется хладагент или хладагент, который циркулирует по трубам, насосам, испарителям и конденсаторам, чтобы отводить тепло и отводить его наружу. Он эффективен и действенен, но при этом занимает много места.

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

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

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

Эффект Пельтье

В 1834 году французский физик по имени Жан Шарль Атаназ Пельтье обнаружил, что прохождение тока через два разнородных металла может вызвать повышение или понижение температуры на стыке двух металлов.

Пельтье экспериментировал с проволокой из меди и висмута. Он обнаружил, что когда ток течет от меди к висмуту, на стыке выделяется тепло. Он также обнаружил, что верно и обратное: когда между висмутом и медью протекает ток, соединение становится холоднее.

Это явление стало известно как Эффект Пельтье .

Эффект Зеебека

Эффект, тесно связанный с эффектом Пельтье, — это эффект Зеебека .

Эффект Зеебека назван в честь немецкого физика Томаса Иоганна Зеебека, который открыл этот эффект в 1821 году, однако на самом деле он наблюдался еще в 1794 году итальянским ученым Алессандро Вольта. Если это имя звучит знакомо, Вольта — действительно джентльмен, в честь которого назван Вольт.

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

Устройство Пельтье также можно использовать в качестве устройства Зеебека и наоборот, хотя эффективность обоих ограничена. Оба эффекта Пельтье и Зеебека попадают в категорию Термоэлектрические эффекты .

Современные устройства Пельтье

Вместо использования разнородных металлов в современных устройствах Пельтье используются полупроводники.

Полупроводниковый охладитель Пельтье состоит из набора «ножек», состоящих из полупроводникового материала P- или N-типа. «Ножка» создается путем создания нескольких слоев материала подложки, уложенных так, чтобы иметь некоторую высоту.

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

Проводящий лист помещается под и над матрицей для обеспечения электрических соединений. Затем вся сборка помещается между теплопроводным изолятором, обычно керамическим.

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

Проблемы с модулями Пельтье

Модули

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

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

Еще одна проблема — срок службы. Модуль Пельтье не прослужит вечно, эффективность всех термоэлектрических охладителей будет снижаться по мере старения. Честно говоря, обычные системы кондиционирования воздуха также страдают тем же недостатком.

TEC1-12706 Охладитель Пельтье

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

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

Модуль имеет два вывода: красный и черный. Это для его питания, я использовал блок питания на 12 вольт для своего модуля.Поскольку модули Пельтье не очень эффективны, вам понадобится хороший ток, чтобы управлять им, я рекомендую использовать блок питания на 6 ампер.

Считывание номера детали

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

Номер детали моего устройства распределяется следующим образом:

  • TE — это сокращение от «термоэлектрический»
  • C — Указывает размер модуля.Модуль «C» — это модуль стандартного размера, а модуль «S» — меньшего размера.
  • 1 — Указывает количество ступеней или слоев полупроводникового материала. В этой серии большинство имеет только один слой, но модули Пельтье доступны с большим количеством слоев.
  • 127 — Количество пар, «пара» — это пара соединений P-N.
  • 06 — Номинальный ток устройства в амперах. Обратите внимание, что эти модули не имеют номинального напряжения.

TEC1-12706 Эксплуатация

У моего модуля сторона с маркировкой — это холодная сторона, однако это может быть не стандартным, поэтому я советую вам протестировать свой модуль.

Кстати, вы можете изменить полярность напряжения, подаваемого на модуль Пельтье. В результате тепло будет излучаться с другой стороны модуля. Это хороший способ узнать, если вы устанавливаете модуль в обратном порядке.

Вы очень быстро поймете, что НЕОБХОДИМО использовать радиатор на горячей стороне, модуль сгорит сам, если вы этого не сделаете, а холодная сторона вообще не станет очень холодной.

Модули Пельтье также не рассчитаны на температуру, при которой они охлаждаются. Вместо этого модуль рассчитан на разницу температур между горячей и холодной сторонами. Таким образом, чем холоднее вы можете сохранить горячую сторону, тем холоднее будет холодная сторона.

Эксперименты с модулем Пельтье

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

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

Быстрое включение

Первый эксперимент посвящен самому простому!

Все, что мы собираемся сделать, это очень ненадолго включить наш модуль, чтобы посмотреть, насколько нагревается горячая сторона. Я подчеркнул «очень кратко», и я имею в виду, что пара секунд — это все, что нужно при подходящем источнике питания.

Сначала я замерил температуру модуля перед его включением.Обратите внимание, что я поместил модуль на приспособление, чтобы держать его, вы же не хотите держать его в руке, когда проводите этот эксперимент! Поскольку это может быть ОЧЕНЬ жарко!

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

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

Как видите, буквально за пару секунд температура резко повысилась!

Из-за того, что я держал модуль, «холодная» сторона была совсем не такой холодной, мой джиг отводит тепло в обе стороны. И поскольку модуль Пельтье создает разницу температур, он не был бы таким холодным, даже если бы я использовал устройство для изоляции двух сторон.

Во всяком случае, этот эксперимент иллюстрирует, насколько важно иметь радиатор на горячей стороне.Что мы и будем делать дальше.

Изготовление льда в мастерской!

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

Затем я установил всю сборку в поддон с водой, так что и вода, и алюминиевый поддон могли расширить возможности теплоотвода.

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

Я немного подождал и увидел воду на модуле.

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

Примерно через три минуты вода полностью замерзла!

Чтобы заморозить воду, необходимо понизить температуру минимум до нуля по Цельсию.Я подозреваю, что из-за того, что он так быстро замерз, фактическая температура была ниже этой.

Это убедительно доказывает, что модуль Пельтье действительно сильно остывает.

Генерирующая мощность

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

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

Оказывается, модуль Пельтье может действовать как устройство Зеебека, хотя и очень неэффективное.

Я проверил эту теорию, нагревая «горячую сторону» моего модуля с помощью теплового пистолета, в то время как я наблюдал выходное напряжение с помощью измерителя, подключенного к двум выводам.

Мне удалось получить около 1,5 вольт на моем модуле после того, как я его нагрел. Недостаточно, чтобы с ним что-то делать, тем более, что я подозреваю, что он был очень слабым.

Теоретически можно было бы подключить несколько модулей последовательно для увеличения напряжения и параллельно для увеличения тока.Но для практических целей это просто научное любопытство.

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

Охладитель Пельтье в сборе

Кулеры Пельтье в сборе доступны на eBay и в ряде других источников. Они очень недороги и могут использоваться в практических целях, например, для создания крошечной холодильной установки или персонального холодильника.

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

Поскольку все на сборке работает от 12 вольт, заставить устройство работать было очень легко.

После подключения я попытался получить показания температуры с «холодной стороны», то есть с помощью маленького вентилятора.

Было непросто получить чтение, но в конце концов я получил одно из 17.4 Цельсия. В предыдущих попытках мне удавалось получить значение 15 градусов.

Одна вещь, которую я заметил, заключалась в том, что на радиаторе «холодной стороны» образовывалась конденсация, которая могла быть вызвана влагой из воздуха, конденсирующейся на холодной поверхности. Таким образом, устройство также действовало как небольшой осушитель воздуха!

Это отличные устройства, с которыми можно поэкспериментировать, не спускайте глаз с eBay, чтобы выбрать себе такое.

Заключение

Модули Пельтье

очень просты в использовании и при соответствующем радиаторе действительно могут снизить температуру.Они могут обеспечивать охлаждение полупроводников или холодных напитков без каких-либо движущихся частей.

Надеюсь, эта статья и прилагаемое к ней видео дадут вам несколько идей для ваших собственных интересных проектов!

ресурсов

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

Связанные

Сводка

Название статьи

Эксперименты с охлаждением на эффекте Пельтье

Описание

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

Автор

Мастерская Dronebot

Имя издателя

Мастерская Dronebot

Логотип издателя

Термоэлектрический генератор

: как построить один

Термоэлектрический генератор

представляет собой полупроводниковое устройство, которое преобразует разницу тепла между двумя слоями в электричество.

Он принадлежит к классу материалов, называемых «термоэлектриками», и является одной из самых больших надежд автомобильной промышленности в отношении экономии, получаемой от двигателя внутреннего сгорания. Его также называют «генератором Пельтье».

С генератором Пельтье автомобиль может эффективно снизить расход топлива за счет рекуперации части энергии, которую двигатель теряет в виде тепла, и передачи ее аккумулятору, тем самым помогая питать электронику автомобиля и даже кондиционер. В случае гибридных автомобилей термоэлектрический генератор также может преобразовывать тепло в движение.

Вот как вы можете самостоятельно разработать термоэлектрический генератор Пельтье в домашних условиях:

1. Берем два радиатора

Они должны быть достаточно большими для ваших нужд и смочить их термопастой в том месте, где блок Пельтье застрянет (вы можете найти его в любом IT-магазине / RadioShack).

2. Изготовить теплоизолятор

Это необходимо для разделения двух радиаторов. Это может быть что угодно, если только оно соответствует максимальной температуре вашего приложения (не плавится).Изолятор не должен быть толще блока Пельтье, который вы устанавливаете между радиаторами. Вырежьте отверстие по размеру и форме элемента Пельтье, чтобы оно идеально входило в изолятор. Также освободите место для двух проводов.

3. Собрать генератор

Соедините два радиатора, изолятор с элементом Пельтье и установите источник тепла на один из радиаторов. Чем дольше вы ждете, тем выше напряжение и ток (мощность) вы получаете от устройства Пельтье.

Конечно, у всего есть свои ограничения, но с блоком размером с тот, который показан в следующем видео, вы легко сможете управлять небольшими гаджетами, которые есть у вас дома.Более крупный термоэлектрический генератор послужит более высоким целям.

Посмотрите видео и сделайте то же самое! Удачи!

(Посещали 17946 раз, сегодня 1 посещали)

20 планов холодильников своими руками, которые можно легко сделать своими руками

Вы в последнее время делали покупки в витринах холодильников? Они ведь дорогие, правда? Зачем тратить много денег на покупку нового холодильника, если для его изготовления можно использовать дешевые материалы?

Больше не беспокойтесь. В этой статье вы узнаете о различных руководствах по самостоятельному созданию холодильника, не выходя из дома.

Достоинство использования этих поделок «сделай сам» позволяет использовать старые материалы дома.

1. Портативный мини-холодильник DIY

В этом уроке вам потребуются лобзик, акриловые листы, термоэлектрический модуль охлаждения, Adriano Nano, релейный модуль, резистор 1 кОм, разъем постоянного тока, суперклей, петли, дверь. ручка, рабочая станция Dremel и паяльник.

Во-первых, начните с понимания того, как работает термоэлектрический охладитель. Вырежьте акриловые листы, покрасьте их и сделайте отверстия для вентиляции.

Приклейте охлаждающий агрегат. Установите разделитель для холодной и горячей сторон, затем соедините две стороны стены.

Подготовьте заднюю панель и выдвижной поддон, сделайте отсек для электронных схем, изолируйте холодильник, прикрепите дверцу и прикрепите резиновые ножки.

2. DIY солнечный холодильник

Сделать это очень просто: вам понадобится большой глиняный цветочный горшок, маленький глиняный горшок, песок, полотенце и вода.

Начните с того, что поместите маленький горшок в большой горшок, заполните пространство по бокам песком.Влейте воду в песок до насыщения.

Поместите то, что нужно охладить, в небольшую кастрюлю и накройте полотенцем, смоченным в воде.

3. Продвинутый холодильник Zeer Pot DIY

Zeer pot — это усовершенствование холодильника на солнечных батареях. Вам требуется; 2 кастрюли, большая и маленькая, наждачная бумага, полировка болта с шайбами, термометр для холодильника и крышка для кастрюли из стекла.

Закрепите отверстие в кастрюле болтом, затем вставьте две кастрюли и насыпьте песок по бокам, потрите верхнюю часть кастрюли, чтобы крышка вошла в нее.

Установите термометр на крышку и, наконец, добавьте ручку на внутреннюю корзину.

Щелкните для получения более подробной информации

4. Холодильник своими руками с влажным полотенцем и солнцем

Это самый простой способ из всех возможных; металлическое ведро, полотенце и вода.

Положите овощи, которые хотите охладить, в ведро и накройте сверху полотенцем, смоченным в холодной воде.

Убедитесь, что другой конец полотенца находится внутри миски с водой.

Щелкните для получения более подробной информации

5.Мини-холодильник с кулером Пельтье своими руками

Вам требуется это оборудование; модуль Пельтье, термостат, 2 компьютерных вентилятора 12 В и 24 В, пенополистирол, электрический провод и пистолет для горячего клея.

Во-первых, вырежьте отверстие в крышке коробки из пеноматериала, соберите модуль Пельтье, закрепите вентиляторы и подключите термостат к выносному разъему Пельтье.

6. Преобразование мини-холодильника Пельтье в USB-холодильник DIY

Вам понадобится отвертка, порт USB, тонкое гнездо и плоскогубцы, чтобы снять радиатор и вентилятор.

Для начала выньте радиатор / элемент Пельтье и очистите его. Приступите к подключению кабеля USB (дает 5 вольт). Соберите мини-холодильник.

Щелкните для получения дополнительной информации

7. Создание холодильника Beefy Peltier DIY

Для изготовления этого холодильника требуется следующее оборудование; радиаторы с тепловыми трубками, 40-миллиметровые чипы Пельтье, морозильная камера, электронный термометр, винты, резак и гайки.

Начните с соединения радиатора и элемента Пельтье с помощью термопасты и болтов.Вырежьте отверстие морозильной камеры.

Присоедините теплообменник к крышке, затем припаяйте провода на место. Используйте солнцезащитный козырек на ветровом стекле в качестве теплоизолятора.

Закрепите ручку на холодильнике (ремешок).

Щелкните для получения дополнительной информации

8. Энергосберегающий холодильник своими руками

Для создания этого энергосберегающего холодильника требуется старая морозильная камера, переоборудованная в холодильник.

Помните, что каждый раз, когда вы открываете холодильник, горячий воздух выходит наружу, а в холодильнике с дверцей сверху — нет.

Это потому, что когда вы открываете дверцу, холодные волосы попадают в нижнюю часть холодильника. Гравитация тоже помогает сдерживать тяжелый холодный воздух. Следовательно, для работы вам потребуется меньше электроэнергии.

Щелкните для получения более подробной информации

9. Холодильник для сухого выдерживания DIY

В этом самостоятельном процессе вам потребуется старый / новый холодильник, водостойкая розетка GFCI, старая рабочая коробка для использования в качестве розетки, USB ступица и вентилятор, Whynter BRQ1211DS, отвертка, плоскогубцы, проволока и пила.

Начните с установки розетки GFCI.

Подключите аксессуары (USB-вентилятор и концентратор) и, наконец, высушите мясо.

Щелкните для получения более подробной информации

10. Холодильник на солнечных батареях DIY

Использование холодильника без оплаты счета за электричество может быть очень приятным делом, правда?

Вам потребуется уже имеющийся работающий холодильник, солнечная панель с батареями, инвертор и контроллер заряда.

Начните с размещения солнечных панелей на крыше и подключения их к контроллеру заряда.Затем подключите контроллер к батареям.

Приступите к настройке разводки постоянного тока, подключите ее к инвертору, из которого собирается распределитель переменного тока. Затем включите холодильник.

Щелкните для получения более подробной информации

11. DIY Холодильник из морозильной камеры

Для создания этого DIY вам потребуются следующие инструменты и материалы; резак для медных труб, трубогибы, ножовка, ¼ медная труба, холодильник, разделитель из пенополистирола, компрессор для холодильника, клей для ПВХ и ручной клапан.

Сначала протяните систему с помощью медной трубы, а затем пропылесосьте ее перед пропусканием газа.

Наконец, добавьте кондиционер, используя старый вентилятор.

Щелкните для получения дополнительной информации

12. Создание сверхэффективного холодильника для зимнего времени DIY

Получите следующие материалы для модификации холодильника; изолированные трубы воздуховода, вентиляторы, коробка с двумя выходами, один трехходовой переключатель, двойной провод, уплотнение из пеноматериала, пила и отвертка.

Для начала установите розетку сзади и подключите к ней выключатель.Проделайте с правой стороны отверстия и выведите трубку из конденсатора.

Наконец, переместите вентиляторный блок и поместите вентиляторы один поверх другого.

Щелкните для получения более подробной информации

13. Изготовленный на заказ холодильник с панелями DIY

Вам нравится, когда ваш холодильник спрятан? Вам потребуются следующие материалы, чтобы скрыть это; по фанере распил шурупами и отверткой, и столярный клей.

Сначала измерьте рамки сверху и по бокам, закончите рамки, затем изобразите их.В завершение покрасьте и прикрепите рамы.

Щелкните для получения более подробной информации

14. Самостоятельная переоборудование холодильника в комод

Начните с приобретения всех материалов и инструментов; нормальный холодильник, отвертка, труба ПВХ и клей.

Сначала открутите отсек компрессора, затем поверните компрессор. Продолжайте добавлять прокладки из ПВХ, чтобы поднять холодильник с земли.

Переверните холодильник в вертикальное положение и начните использовать.

Щелкните для более подробной информации

15.Холодильник «сделай сам» на торцевом столе

Вы любите пользоваться холодильником прямо у кровати? Из этого туториала Вы узнаете, как установить холодильник на торцевой стол.

Вам потребуется следующее; настольная пила, строгальный станок, барабанная шлифовальная машина, гвозди, пистолет для гвоздей, фуганок, зажимы, дерево и холодильник для напитков.

Начните с обрезки древесины до грубой длины и положите одну плоскую поверхность на строгальный станок. Отрежьте 30 распорок для верхней и боковых поверхностей.

Приступите к расположению отрезанных частей и отрежьте их до окончательной длины, сделайте решетчатые панели и отшлифуйте их.

Прикрепите стороны к верхней панели, закройте отверстия и, наконец, закончите и поставьте холодильник.

16. Угольный холодильник DIY

Этот холодильник адаптирует испарительное охлаждение, вам потребуются следующие материалы и инструменты; древесный лом, фанера, проволочная сетка, стяжки, петли, ведра с клапаном, молоток, дрель и пила.

Начните с обрезки внешней рамы и прикрепите ее к другим внешним рамам. Добавьте сетку к внешней структуре, а затем проволочную сетку.

Соедините раму с помощью гвоздей / шурупов, затем добавьте петли к двери.Внутрь стен засыпать древесный уголь и присоединить водяной аппарат.

Добавьте пол и потолок.

Щелкните для получения дополнительной информации

17. Дорожный холодильник своими руками

Вы кладете напитки в машину во время путешествия, и к тому времени, когда вы берете их, они уже теплые? Хорошая новость в том, что вы можете сделать свой холодильник своими руками.

Вам потребуются ледяной ящик, изоляция, пила, клей гориллы и фольга.

Во-первых, придумайте, что вы хотите построить, а затем приступите к разрезанию коробки с помощью пилы.Соберите разные детали с помощью клея гориллы.

Наконец, накройте весь холодильник фольгой, чтобы избежать раздражения на солнце.

Щелкните для получения более подробной информации

18. Деревенский сундук Холодильник из старого холодильника

Чтобы сделать это своими руками, вам потребуются следующие инструменты и оборудование: дрель, пила, отвертка, старый холодильник, ролики, дерево и молоток.

Разбейте и обработайте древесину поддона, разберите холодильник и покрасьте его. Прикрепите поддон сбоку с помощью шурупов.

Покройте дверь деревом, постройте основание и выполните гидроизоляцию. Закончите прикреплением дверных ручек.

Щелкните для получения более подробной информации

19. Маринованные огурцы для холодильника своими руками

Это один из самых распространенных способов взлома кухонного холодильника. Вам понадобятся весы, банка, виноградные листья, огурцы, чеснок и уксус.

Начните разводить рассол, смешав воду, уксус, соль и мед, затем нагрейте их. Нарежьте соленые огурцы / огурцы.

Поместите огурец в банку, добавьте рассол и закройте.

Щелкните для получения более подробной информации

20. Самостоятельное преобразование неисправного сервера в холодильник.

Сначала приобретите мертвый сервер и удалите все его компоненты, затем возьмите компоненты старого холодильника и установите их. Если они не будут вносить какие-либо изменения.

Подключите все электрические компоненты и проверьте.

Подробнее

Вывод

Вам не нужно покупать новый холодильник. Вместо этого купите дешевое оборудование на eBay / Amazon и сделайте собственное, следуя инструкциям выше.

Преимущество DIY в том, что они сэкономят вам деньги, и у вас будет холодильник, который соответствует вашим требованиям, таким как размер и предполагаемое использование.

Мини-холодильник с модулями Пельтье | Охладитель Пельтье

Это было в середине 1821 года, когда Дж. Зеебек обнаружил, что если два разнородных металла, соединенных в двух разных точках, выдерживать при разных температурах, возникает микровольт. Это явление называется эффектом Зеебека. Несколько лет спустя Пельтье обнаружил, что если на термопару подается напряжение, один спай термопары нагревается, а другой остывает.Противоположность эффекту Зеебека называется эффектом Пельтье.

Это руководство по разработке небольшого твердотельного кулера основано на широко распространенном чипе Пельтье. Чип Пельтье — это термоэлемент, который использует эффект Пельтье для реализации теплового насоса. В нем две тарелки, одна холодная, а другая горячая. Между пластинами соединены несколько термопар. При подаче надлежащего напряжения одна пластина становится холодной, а другая — горячей.

Чип Пельтье называется тепловым насосом, потому что он не генерирует ни тепла, ни холода.Он просто передает тепло от одной пластины к другой, таким образом охлаждая первую пластину. Его также часто называют чипом термоэлектрического охладителя (TEC). Короче говоря, при приложении постоянного тока (DC) к микросхеме TEC возникает разница температур между передней и задней частью устройства (эффект Пельтье), и вы получаете горячую и холодную поверхность. TEC1-12706 — это обычный термоэлектрический охлаждающий чип, доступный у большинства трейдеров eBay.

В TEC1-12706 буква C после TE указывает «стандартный размер», а 1 означает «одноступенчатое» TEC.Затем следует тире. Первые три цифры после тире указывают количество термопар внутри ТЭО. Здесь 127 пар. Следующие две цифры указывают номинальный рабочий ток для Пельтье. Итак, 06 означает «6 ампер».

Охладитель Пельтье

Охладитель Пельтье — это охлаждающий двигатель, содержащий элемент Пельтье (микросхему ТЕС). Когда через микросхему ТЕС пропускается постоянный ток, низкотемпературная сторона поглощает тепло, а высокотемпературная сторона излучает тепло, создавая разницу температур на двух поверхностях.Однако, поскольку излучаемое тепло больше реагирует на количество электричества, вводимого в модуль, чем поглощаемое тепло, если постоянный ток постоянно пропускается через чип, выделяемое тепло превышает поглощенное тепло, и обе стороны блока становятся горячими. По этой причине крайне важно подключить микросхему TEC к радиатору, например, к алюминиевым ребрам, чтобы эффективно рассеивать излучаемое тепло.

Короче говоря, когда на микросхему ТЕС подается постоянное напряжение, положительные и отрицательные носители заряда в матрице гранул поглощают тепловую энергию от одной поверхности подложки и передают ее подложке на противоположной стороне.Поверхность, на которой поглощается тепловая энергия, становится холодной, а противоположная поверхность, на которой выделяется тепловая энергия, становится горячей!

Кулер Пельтье также включает в себя мощную комбинацию радиатор / вентилятор для охлаждения микросхемы TEC. В таблице ниже представлены характеристики микросхемы термоэлектрического охладителя TEC1-12706. Вы можете купить радиатор процессора и вентилятор с почти такими же характеристиками, что и вентилятор процессора для процессоров AMD: 80,6 × 80,6 × 69,4 мм3 с радиатором с алюминиевыми ребрами. Дополнительная алюминиевая пластина радиатора 60 × 60 мм2 (и термопаста) также доступна по разумной цене.К счастью, вы можете купить большинство этих ключевых компонентов у известных продавцов на eBay и / или Amazon (см. Рис. 1).

Рис. 1: Ключевые компоненты для DIY-охладителя Пельтье

Микросхема TEC и базовый тест

Перед тем, как начать реальное строительство с микросхемой ТЕС, проверьте ее на предмет надлежащего рабочего состояния. Для этого просто подключите красный (+) и черный (-) провода микросхемы TEC (TEC1-12706) к лабораторному источнику питания 1,5 В постоянного тока и оставьте источник питания включенным в течение 10–30 секунд. После этого вы можете проверить микросхему TEC с помощью кончика пальца или цифрового термометра, чтобы убедиться, что одна сторона микросхемы горячая, а другая холодная.Просто отметьте горячие и холодные поверхности чипа TEC (например, буквами H и C) с помощью любого перманентного маркера.

Рис. 2: Тестирование микросхемы TEC

Включение питания

Двигатель охладителя в сборе (микросхема термоэлектрического охладителя, радиатор и вентилятор охлаждения, все в сборе) может питаться от блока / модуля импульсного источника питания (SMPS) 12 В, 6 А +, как показано на рис. 3. Остальное , попробуйте аккумулятор SMF 12В / 7Ач. Если все в порядке, через несколько секунд на тарелке появятся следы инея.

Рис. 3: 6A-8A, импульсный источник питания 12 В

Обратите внимание, что основная функция микросхемы Пельтье — охлаждение, а микросхемы Пельтье имеют разные номинальные мощности, соответствующие тому, насколько быстро холодная сторона может охладить объект. Другой обычно указываемый коэффициент — это дельта-Т (dT), которая представляет собой максимальную разницу между температурами с обеих сторон.

Кроме того, чипы Пельтье не работают в соответствии со спецификациями, за исключением случаев, когда есть что-то, что помогает отводить тепло с горячей стороны.Вот почему нужен мощный радиатор. Это окружающий воздух с его температурой, в которой рассеивается тепло.

Итак, собранный и проверенный двигатель-охладитель теперь можно использовать для создания собственного мини-холодильника, кулера для банок или миниатюрного кондиционера. Мы надеемся, что поиск в Google даст вам интересные идеи по этому поводу.

Контроллеры / драйверы TEC

Иногда требуется специальный контроллер / драйвер ТЕС. Конечно, существует множество устройств для продвинутых приложений.На eBay вы можете найти несколько устройств, которые подойдут для этой работы. На рис. 4 показано такое многофункциональное устройство, неожиданно имеющее один канал обратной связи для приема входных сигналов от термистора NTC для стабилизации температуры.

Рис. 4: Контроллер Пельтье sPLC-10

Контроллер ТЕС регулирует ток, подаваемый на микросхему Пельтье, в соответствии с желаемой температурой объекта и фактической измеренной температурой объекта. Чтобы иметь возможность контролировать температуру объекта, вы должны разместить датчик на объекте.Обратите внимание, что важно разместить датчик как можно ближе к критической точке на объекте, где вам нужно поддерживать желаемую температуру.

Поскольку вентиляторное охлаждение радиатора снижает тепловое сопротивление радиатора окружающему воздуху, большинство высокопроизводительных контроллеров ТЕС имеют выделенные выходы управления вентиляторами, поддерживаемые методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Следовательно, вентилятор увеличивает тепловые характеристики и уменьшает разницу температур (dT), позволяя использовать радиаторы меньшего размера.

Коэффициент полезного действия

Важным показателем при выборе элемента Пельтье является коэффициент полезного действия (COP). COP определяется как количество тепла, поглощаемое на холодной стороне, деленное на входную мощность элемента Пельтье. Результатом максимального COP является минимальная входная мощность Пельтье. Таким образом, радиатор должен рассеивать минимальное общее количество тепла. Более низкая температура радиатора приводит к более низкому dT. Таким образом, можно использовать радиаторы меньшего размера, что обеспечивает более компактную конструкцию.С другой стороны, при оптимизации затрат следует использовать конструкцию с более низким COP.

DC или PWM?

Существует два режима питания / контроллера для термоэлектрических охладителей, работающих на эффекте Пельтье: постоянный ток и ШИМ. Хотя во многих ситуациях ШИМ используется для управления элементами Пельтье, большинство производителей элементов Пельтье предлагают режим постоянного тока и прямо не рекомендуют прямое ШИМ-управление элементами Пельтье.

Сообщается, что элементы Пельтье, управляемые ШИМ, всегда менее эффективны, чем приложения, управляемые постоянным током.Еще одна проблема с режимом PWM — это электромагнитные помехи (EMI) в проводке к элементу Пельтье.

Некоторые эксперты рекомендуют использовать ШИМ с L-C фильтром, чтобы получить чистый ток возбуждения на более высоких частотах, в то время как другие предпочитают сравнительно простой режим постоянного тока. В любом случае, согласно документации, для достижения хорошей стабильности важно, чтобы ток возбуждения был постоянным и плавным с очень низкой пульсацией и шумом. Волны снижают охлаждающую способность элемента Пельтье.

Линейный или ИИП?

Существует два популярных решения для создания необходимого постоянного тока для управления элементами Пельтье — линейное и SMPS.Поскольку элементы Пельтье / линейные блоки питания работают от постоянного тока, линейные блоки питания будут работать оптимально, но они имеют низкий КПД. С другой стороны, блоки SMPS имеют высокий КПД (> 90%), поскольку их электронная конструкция приводит к меньшим потерям. По этой причине не рекомендуется использовать линейные источники питания для управления элементами Пельтье.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.