Холодильник на элементе пельтье: Холодильник своими руками: история, пособие и конструкция — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

Холодильник на элементах пельтье в Абакане: 66-товаров: бесплатная доставка, скидка-51% [перейти]

Партнерская программаПомощь

Абакан

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Стройматериалы

Здоровье и красота

Текстиль и кожа

Детские товары

Электротехника

Продукты и напитки

Дом и сад

Сельское хозяйство

Мебель и интерьер

Вода, газ и тепло

Все категории

ВходИзбранное

-16%

515

615

Модуль Пельтье TEC1-27145 (SP1848) (Термоэлектрогенератор 120 градусов Цельсия ) Тип: Тестер,

В МАГАЗИН

-8%

410

445

Модуль Пельтье TEC1-12706 (40×40) 12 В 6А Тип: Электронный модуль, Размер: Длина 12.000 Ширина

В МАГАЗИН

-19%

386

475

Модуль Пельтье TEC1-12705 (40×40) Тип: Электронный модуль, Размер: Длина 12. 000 Ширина 8.000 Высота

В МАГАЗИН

Модуль Пельтье TEC1-12715

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-27145 (SP1848) (Термоэлектрогенератор 120 градусов Цельсия )

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12715 Arduino

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье 50x50x4 мм, напряжение 12 В, ток 12 А, 106 Вт, TEC1-12712

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье 40x40x4 мм, напряжение 12 В, ток 8 А, 68 Вт, TEC1-12708

ПОДРОБНЕЕ

Модуль пельтье TEC1-12708-40 (40х40) 8А

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12712

ПОДРОБНЕЕ

Элементы Пельтьеминисамодельныйконтроллер для

Модуль Пельтье TEC1-12706 40x40mm Производитель: Arduino, Диаметр вентилятора: 40

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12715 Arduino Тип: корпус, Производитель: Arduino

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12705 Arduino Тип: корпус, Производитель: Arduino

ПОДРОБНЕЕ

10 530

Модуль Пельтье 62x62x4, напряжение 12В, ток 12А, 113Вт, TEC1-12712

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12705 (40×40) Потребляемая мощность: 60 Вт, Управление: электронное

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12712, 50*50mm Umax-15. 2V Qmax-113W Imax-12A толщина~4mm Shanghai Ruichi Industry Co./Shenzhen RuiChi Electronic Co.

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье 62x62x4мм, 12В, 12А, 113Вт, TEC1-12712; №4313 модуль Пельтье 62x62x4\12В\12А\ 113Вт\\TEC1-12712

ПОДРОБНЕЕ

Модуль пельтье TEC1-12703 40×40мм 36Вт 12В 3А Производитель: Без бренда, Диаметр вентилятора: 40

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12705 Производитель: Arduino

ПОДРОБНЕЕ

-5%

653

690

Модуль Пельтье TEC1-12705 (40*40) 12V 5A Производитель: Vishay

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12708 (40*40) 12V 8A Производитель: Vishay

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12710 DC12V 10A

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье TEC1-12704, 40*40mm Umax-15.2V Qmax-37.7W Imax-4A толщина~4mm Shanghai Ruichi Industry Co./Shenzhen RuiChi Electronic Co.

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье, TEC1-12703 Термоэлектрический охладитель

ПОДРОБНЕЕ

Модуль Пельтье SP1848-27145

ПОДРОБНЕЕ

Модули пельтье RUICHI TEC1-12708 (40×40)

ПОДРОБНЕЕ

Модуль (датчик охлаждения) Пельтье GSMIN TEC1-1270 (Белый)

ПОДРОБНЕЕ

-12%

609

690

Модуль Пельтье TEC1-00712 (10*10*3. 2) 12А Производитель: Vishay

ПОДРОБНЕЕ

2 страница из 8

Приборы и автоматикаПриборы для измерения температурыТермопарыЭлементы ПельтьеХолодильник на элементах пельтье

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

Содержание:

Краткая история открытия и обоснование физики работы

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

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

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

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

Принципиальная схема соединений в элементе Пельтье:

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

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

Элемент Пельтье, предназначенный целям генерации тока:

Устройство и принцип работы

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

Устройство модульного элемента Пельтье

Обозначения:

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

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

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

Зачем нужны и чем отличаются от обычного охлаждения?

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

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

Условное изображение графика снижения температур от улучшения охлаждения

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

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

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

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

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

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

Компьютер в холодильнике

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

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

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

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

Технические характеристики

Характеристики термоэлектрических модулей описываются следующими параметрами:

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

Маркировка

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

Рис 4. Модуль Пельтье с маркировкой ТЕС1-12706

Маркировка разбивается на три значащих группы:

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

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

Применение

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

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

Приведем детальные примеры использования термоэлектрических модулей.

Достоинства элементов Пельтье

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

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

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

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

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

Недостатки элементов Пельтье

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

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

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

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

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

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

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

Трёхкаскадный модуль пельтье

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

Практический опыт с элементом Пельтье

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

Почему я пометил стороны?

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

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

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

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

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

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

[quads id=1]

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

Подаем 12 Вольт и замеряем температуру стороны А:

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

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

Элемент пельтье своими руками

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

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

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

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

Рассмотрим на примере схем, как сделать пельтье своими руками:

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

Рисунок 1. Элемент пельтье своими руками: универсальная схема

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

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

Из диодов и транзисторов

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

Вот они, две пластины полупроводника в прозрачном диоде:

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

Металлический транзистор со снятой крышкой:

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

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

Как изготовить генератор на основе элемента Пельтье?

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

Рис.2: Генератор на основе элемента Пельтье.

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

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

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

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

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

Есть и более элементарный метод.

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

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

Холодильник на элементах пельтье своими руками

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

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

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

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

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

Кондиционер пельтье своими руками

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

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

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

Рисунок 4. Элемент используется и для создания портативных кондиционеров

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

Как сделать элемент для кулера питьевой воды?

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

Как проверить на работоспособность

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

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

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

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

Источники

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

ТеорияПостоянный ток — определение и параметры

ТеорияЧто такое абсолютная диэлектрическая проницаемость?

Термоэлектрический охладитель | КОНТЕГ

Термоэлектрическое охлаждение использует эффект Пельтье для создания теплового потока между соединениями двух разных типов материалов.

Спецификация

Термоэлектрическое охлаждение использует эффект Пельтье для создания теплового потока между соединениями двух разных типов материалов. Их можно использовать как для обогрева, так и для охлаждения (охлаждения), хотя на практике основное применение — охлаждение. Его также можно использовать в качестве регулятора температуры, который либо нагревает, либо охлаждает.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА:

Маленький размер
Немедленный эффект охлаждения/нагрева
Достигает низких температур
Простое управление мощностью
Бесшумная работа
Долгий срок службы (теоретически не ограничен)

Может направить охлаждение на очень маленькую площадь
Комбинация охлаждения и обогрева

Технические детали
Скачать

Параметр	Значение
Материал	Пластиковые детали из сплава ПК/АБС. Все части самозатухающие, согласно UL 94В-0
Цвет	RAL 7035 и RAL 7032
Степень защиты	IP55
Электрическое соединение	4-контактный разъем Cage Clamp©
Уплотнение	Постоянная уплотнительная прокладка из вспененного полиэтилена с закрытыми порами
Комплект поставки включает	Термоэлектрический блок охлаждения готов к подключению

Спецификация

outTEG_OMR_datasheet_EN.pdf

Размер файла: 2581 кБ

Скачать файл en

Другие версии ЧР

Изображение

thermoelectric_cooler_main.

png

Размер файла: 31 КБ

Загрузить файл

Каталог

Каталог продукции — Промышленные шкафы

Размер файла: 8434 кБ

Скачать файл ан

Каталог

Каталог продукции — Наружные шкафы

Размер файла: 10979 КБ

Загрузить файл en

Брошюра

Брошюра — Промышленные шкафы

Размер файла: 2055 kB

Скачать файл ан

Брошюра

Брошюра — Наружные шкафы

Размер файла: 1868 КБ

Загрузить файл en

Охладитель Пельтье | Хакадей

27 марта 2022 г. , Дэйв Раунтри

[Advanced Tinkering] на YouTube содержит довольно уникальный контент по предметам химии и физики, которые немного интереснее, скажем так — кто-нибудь представляет себе перегонку цезия? Предметом этой сборки является визуализация следов ионизирующего излучения с одним из наших старых любимых физических демонстраторов, почтенной камерой Вильсона. Видео сборки (встроенное ниже) показывает базовую конструкцию и производительность установки охладителя с эффектом Пельтье. Система используется для создания слоя пересыщенных (и холодных) паров спирта, в который можно погружать источник излучения или другой эксперимент.

Модули Пельтье — отличное решение для передачи тепла от одной поверхности к другой, но они не очень эффективны в этом, особенно если вы не контролируете температуру горячей стороны. По сути, они представляют собой тепловой насос на короткое расстояние, поэтому вам нужно сбрасывать тепло горячей стороны в другое место. Метод, выбранный [Advanced Tinkering], заключался в использовании пары готовых блоков водяного охлаждения, установленных на 3D-печатной плате.

Горячая сторона сбрасывается на пару радиаторов с вентиляторным охлаждением. Четыре двухслойных модуля Пельтье подключены параллельно к блоку питания на 60А, что вроде бы много, но модули Пельтье — прожорливые мелочи. Для привода охлаждающих вентиляторов и водяного насоса требуется разумное количество энергии. Источником пара является простая прокладка жидкого спирта в верхней части стопки, прямо над металлическим экраном, который находится под высоким напряжением. Вертикальное электрическое поле позволяет визуализировать заряд испускаемых частиц, который будет изгибаться вверх или вниз в зависимости от их полярности.

Как видно из второго видео по ссылке ниже, получаются действительно красивые следы от облаков, так что, похоже, они правильно все настроили!

Вам нужна вся эта сложность для визуализации простых путей излучения? Нет, нет, просто умерьте свои ожидания. Сборки на основе Пельтье не редкость, вот еще одна, но некоторые сборщики говорят, что они не очень надежны, поэтому в этой сборке вместо нее используется технология фазового перехода для некоторых серьезных сред выполнения.

Продолжить чтение «Облачная камера Пельтье оставляет несколько прекрасных следов» →

Posted in НаукаTagged камера Вильсона, ионизирующий ра, охладитель Пельтье, радиатор, водяное охлаждение

29 сентября 2018 г. Том Нарди

Если вы еще не поняли, шумиха вокруг настольных филаментных принтеров почти закончилась. Но это не означает, что нет новых способов, которые стоит изучить, используя базовую технологию печати FDM. Во всяком случае, низкая стоимость и высокая доступность деталей и комплектов для 3D-принтеров облегчают выход на новую территорию. Например, экспериментируя с другими материалами, которые поддаются «печати» слой за слоем, как термопласт. Такие материалы, как цемент, глина или даже шоколад.

[Элли Вайнштейн] привезла свой принтер Cocoa Press на выставку World Maker Faire 2018 в Нью-Йорке, и мы должны сказать, что это довольно впечатляющее произведение инженерной мысли. Известно, что хакеры бросают экструдер пасты на основе шприца в обычный 3D-принтер и время от времени пытаются испытать удачу, выдавливая съедобный объект, но Cocoa Press — это действительно специально созданная кулинарная машина.

Внешне он имеет фанерный корпус и макет, смутно напоминающий Makerbot, который мы уже много раз видели в самодельных 3D-принтерах. Он даже использует тот же контроллер RAMPS под управлением Marlin, что и обычный домашний принтер. Но помимо этих внешних сходств, Cocoa Press имеет ряд специально разработанных компонентов, которые делают его уникальными для решения задач по сборке расплавленного шоколада.

Во-первых, за соплом и стенками шприца ничто физически не соприкасается с шоколадом, подлежащим печати; сводя к минимуму беспорядок и вероятность загрязнения. Поршень с приводом от ходового винта, используемый в обычных экструдерах для пасты, удален в пользу системы с чисто пневматическим приводом: компрессор накачивает небольшой резервуар с отфильтрованным и осушенным воздухом, а команды Marlin, которые обычно вращают шаговый двигатель экструдера, перехватываются и используются. для срабатывания воздушного клапана. Эти потоки сжатого воздуха заполняют пустую область над шоколадом и выталкивают его из сопла диаметром 0,8 мм.

В обычном 3D-принтере «зона плавления» крошечная, что позволяет сделать сам нагреватель относительно небольшим. Но здесь это не сработает; вся шоколадная загрузка должна быть сжижена. Это похоже на то, как если бы весь рулон PLA расплавлялся в течение всей печати. Соответственно, нагреватель на прессе для какао огромен, и у [Элли] даже была пара запасных нагревателей, загруженных шоколадными шприцами рядом с принтером, чтобы они оставались теплыми, пока они не будут готовы к загрузке.

Конечно, нагреть ваш рабочий материал в 3D-принтере — это только полдела, вам также нужно быстро охладить его, если вы хотите, чтобы он сохранял свою форму при нанесении на него новых слоев. Обычный 3D-принтер, как правило, может обойтись небольшим вентилятором, висящим рядом с соплом, но [Элли] обнаружила, что шоколаду нужно немного охладиться, чтобы он действительно затвердел.

Поэтому она придумала систему охлаждения, в которой используются элементы Пельтье с водяным охлаждением. Холодная сторона массива Пельтье находится внутри коробки, через которую нагнетается воздух, который проходит через изолированный шланг к экструдеру, где центробежный вентилятор и 3D-печатный коллектор направляют его к только что напечатанному шоколаду. Она сообщает, что эта система хорошо работает в нормальных условиях, но необычно высокая температура окружающей среды может привести к перегрузке охладителя.

В то время как «мужчина» не позволял посетителям шоу на самом деле есть какие-либо творения машины (чтобы раздавать еду в Нью-Йорке, вы должны сначала зарегистрироваться в городе), они, безусловно, выглядели фантастически, и нам интересно увидеть куда проект идет отсюда.

Опубликовано в 3d-принтеры хаки, минусы, кулинарные лайфхакиTagged 2018 Maker Faire New York, 3d принтер, шоколад, экструдер, FDM, марлин, пельтье-кулер, RAMPS

22 ноября 2017 г., Рич Хоукс

Кому горячие напитки? Ну, кофеманы, наверное. Кто, кроме них, хочет теплых напитков? Любители чая, конечно. Как насчет напитков комнатной температуры? Никто, вот кто. Глупо покупать холодильник, чтобы охладить один напиток, так какой вариант у вас остается? Кубики льда? Они разбавят ваш напиток. Пакеты со льдом и кулер? Конечно, они будут держать ваши напитки холодными, но вряд ли они крутые, не так ли? Нет, если вы хотите холодный напиток холодным способом, вы строите термоэлектрический холодильник. И если вы хотите построить его, вам повезло, потому что у [Джона Парка] есть руководство, чтобы сделать это на AdaFruit.

В список деталей входит безделушка AdaFruit M0, более мощная версия линейки безделушек AdaFruit. Брелок используется для управления основной частью в этой сборке, термоэлектрическим охладителем Пельтье, а также дисплеем температуры и переключателями. Другая часть, управляемая микроконтроллером, представляет собой перистальтический насос, который используется для дозирования жидкости. Код для управления всем написан на Python, так как Trinket M0 по умолчанию поставляется с CircuitPython от AdaFruit. В учебник также включены файлы для подставки, если вы хотите распечатать ее на 3D-принтере или вырезать с помощью ЧПУ или лазерного резака.

После перерыва вы можете посмотреть, как [Джон] просматривает проект и строит его, или зайдите на сайт AdaFruit и следуйте инструкциям, чтобы создать свой собственный. Как говорит [Джон], могут быть лучшие способы охладить ваши напитки, но это «определенно один из наиболее научных и интересных способов». Чтобы узнать о других проектах, использующих эффект Пельтье, попробуйте этот, в котором используется эффект при приготовлении пищи в вакууме, или этот, микрохолодильник с охлаждением Пельтье!

Читать далее «Брелок охлаждает напитки» →

Posted in hardwareTagged Adafruit брелок, кора головного мозга m0, CurcuitPython, Drinkibot, пельтье-кулер, перистальтический насос, питон, брелок m0

3 апреля 2015 г., Джеймс Хобсон

Вы когда-нибудь играли с пластиной Пельтье? Это действительно крутые компоненты, похожие на керамический бутерброд, и когда вы включаете в них питание, одна сторона нагревается, а другая становится ледяной! [Джозеф Раутенбах] решил, что хочет попробовать сделать свой собственный мини-холодильник из одного — так обычно работает большинство современных мини-холодильников в наши дни.

Пластина Пельтье, которую он использует, потребляет 12 В при силе тока около 3,5 ампер, то есть около 50 Вт, и если вы не нагреете ее должным образом, вы можете сжечь ее за считанные секунды. Пластины Пельтье заботятся только о разнице температур между двумя сторонами — если не отводить тепло от горячей стороны, она вскоре перегреется и разрушится.

[Джо] использует охладитель из пенополистирола для холодильника с парой компьютерных радиаторов и вентиляторов для пластины Пельтье, а также ПИД-регулятор температуры, который он купил на eBay. Внешний радиатор отводит избыточное тепло, выделяемое пластиной Пельтье, а внутренний способствует распространению охлажденного воздуха внутри пенопластового кулера. ПИД-регулятор позволяет ему установить предпочтительную температуру для поддержания в коробке, которая затем будет управлять выходами, чтобы поддерживать ее такой.

Продолжить чтение «Создание собственного мини-холодильника?» →

Posted in Кулинарные лайфхакиTagged Пельтье, охладитель Пельтье, плита Пельтье

12 ноября 2014 г. , Итан Зонка

В прошлом мы рассмотрели множество термоэлектрических холодильников для напитков, но ни один из них не сравнится с безумной мощностью AbsolutZero. [Илан Мойер] задался целью спроектировать кулер для напитков, который максимально быстро охладит напиток от комнатной температуры до 5 градусов Цельсия, и, похоже, ему это удалось. AbsolutZero потребляет около 2,5 кВт электроэнергии и использует 8 термоэлектрических модулей с водяным охлаждением для быстрого охлаждения напитков.

[Илан] применил свои навыки машиниста и изготовил множество нестандартных деталей для этой сборки. Он изготовил водяные блоки для каждого термоэлектрического охладителя из твердой меди , которые отводят тепло от каждого термоэлектрического охладителя. Он также изготовил свои собственные шины, чтобы выдерживать ток более 200 А, потребляемый системой. Для передачи тепла от напитка к термоэлектрическим модулям он выточил и отфрезеровал распределитель тепла, который идеально подходит для банки с любым напитком.

[Илан] использует систему водяного охлаждения с замкнутым контуром и 4 радиатора для рассеивания всего тепла, которое производит система, что довольно много: термоэлектрические модули обычно имеют КПД всего 10-15%. Вся конструкция заключена в специальный корпус из поликарбоната с ручкой для переноски, так что вы можете удобно переносить массивную установку везде, где необходимы быстро охлажденные напитки. Обязательно посмотрите фотографии сборки [Илана], чтобы увидеть его превосходную работу по механической обработке.

Спасибо за подсказку, [Стефан].

Posted in hardwareTagged охладитель, механическая обработка, охладитель Пельтье, термоэлектрический

30 сентября 2014 г., Кристина Панос

Боль — это хорошо. Он говорит нам убирать руку от плиты и держаться подальше от подвернутой лодыжки. Но у всех нас разный опыт боли, и хроническая боль ухудшает качество нашей жизни. Сообщения человека о боли будут варьироваться от одного дня к другому в зависимости от многих факторов, поэтому шкала от 1 до 10 не всегда эффективна для определения уровня боли человека. Участие [Скотта] в премии Hackaday основано на классическом устройстве для тестирования холодового прессора, которое измеряет изменения частоты сердечных сокращений и артериального давления у пациента, когда его рука погружается в ледяную воду на одну минуту.

[Скотт] предварительно назвал свое устройство «Машина боли», но оно делает больше, чем обычный холодовой прессорный аппарат; он также обеспечивает имитацию обезболивания в виде теплой воды, когда клапаны перевернуты. Кроме того, испытуемый может нажать кнопку, когда ему надоест. В то время как в его первоначальном плане использовались внешние источники горячей и холодной воды, [Скотт] вытащил пару охладителей Пельтье из некоторых винных холодильников для более компактной конструкции.

The Pain Machine использует Arduino ATMega 2560 для управления соленоидами гравитационного потока, сбора данных о температуре и отправки данных в облако. Пара насосов на 110 В обеспечивает циркуляцию воды. [Скотт] откроет код, как только закончит его комментировать и дополнит вариантами использования. А пока вы можете посмотреть его двухминутное вступительное видео после перерыва.

Этот проект является официальной заявкой на участие в конкурсе Hackaday Prize, который, к сожалению, не попал в четвертьфинал. Это по-прежнему отличный проект, и он достоин отдельного поста на Hackaday.

Продолжить чтение «Машина боли тоже приносит удовольствие» →

Posted in The Hackaday PrizeTagged простуда, боль, охладитель Пельтье, охладитель вина

3 апреля 2014 г. Кристина Панос

[Чарльз] использует Chip Quik для пайки своих SMD-деталей, и этот материал может храниться более шести месяцев, если он хранится в прохладном месте. Его жена запретила хранить в холодильнике все непродовольственные товары, поэтому ему пришлось быстро соображать, и он придумал этот охладитель Chip Quik с эффектом Пельтье.

Сначала он заглянул в мини-холодильник, необходимый человеку в пещере, но он слишком дорогой и потребляет слишком много энергии.