Peltierova teplota chlazení. Co je to peltierův prvek, jeho zařízení, princip činnosti a praktické použití

Co je Peltierův prvek - elektrický tepelný měnič, který se skládá z několika párů (v některých případech jednoho) polovodičů různých typů ("n" a "p"), které jsou spojeny kovovými propojkami - převážně měděnými. V praxi toto zařízení vytváří teplotní rozdíl na různých koncích povrchu, když protéká energie elektrického proudu.

Jedna z nejjednodušších možností toto zařízení Peltier dovnitř praktické využití je modifikace TES1-12706, znázorněná na obrázku 1.

Základem principu činnosti je termoelektrický Peltierův jev. Jinými slovy, při proudění a působením elektrického proudu vzniká v místech styku termočlánků - polovodičů "n" a "p" - teplotní rozdíl.

Peltierovy články jsou stále „citlivá zařízení“ na přehřátí a vysoké teploty. Jsou kladeny vysoké požadavky na provoz, pokud nejsou splněny, zařízení rychle selhává. Je velmi důležité odvádět teplo, k tomuto účelu je nutné instalovat radiátor nebo ventilátor, jinak není dosaženo teploty studené strany vůči teplé.

Jak funguje Peltierův prvek

Představme si to elektřina prochází tepelným párem, jak je znázorněno na obrázku 2.

V tomto případě proces absorpce tepelné energie na polovodičovém kontaktu n - p a proces uvolňování tepelné energie na kontaktu p - n. V důsledku toho se část termočlánku polovodiče, která je spojena s n - p kontaktem, bude ochlazovat a druhá část na opačné straně se bude ohřívat.

V případě, že změníme polaritu proudu, proběhnou procesy ohřevu, respektive ochlazování, také se změní.

Opačný proces Peltierova jevu vede k tomu, že při přivádění tepla na jednu stranu tepelného měniče se získává energie elektrického proudu.

Samozřejmě v praxi použití jednoho termočlánku k úplnému odstranění tepelné energie nestačí, proto se v převodníku používá velké množství. Elektrický obvod sestavené z termočlánků v sérii. Současně v konstrukci termokonvertorových prvků: topné termočlánky jsou umístěny na druhé straně vzhledem k chladicím.

Zařízení Peltierova prvku je velmi jednoduché. Tepelné páry jsou konstruovány mezi dvěma deskami vyrobenými z keramiky. Termočlánky jsou spojeny měděnými vodiči (pneumatikami). Počet termočlánků je dán účelem tepelného měniče, jeho výkonem a místem instalace a lze jej použít od jednoho do několika stovek kusů.

Hlavní prvky tepelného měniče jsou: polovodiče p - typ, n - typ, keramické desky, měděná rozhraní - vodiče; kontakty pro přívod elektrického proudu "plus" a "minus". U Peltierova článku dosahuje teplotní rozdíl mezi různými hranami termočlánků až 70 stupňů Celsia. Zvětšit tento rozdíl je nutné zvýšit kaskádu sériového připojení termočlánků.

Hlavní výkonové charakteristiky Peltierova prvku

Toto zařízení jako celek funguje ideálně v případech, kdy jsou termočlánky v dobrém a spolehlivém kontaktu s chladícím zařízením, ať už je to chladící radiátor nebo chladící ventilátor s spirálou, tedy dobrý odvod tepla.

Peltierovy moduly, jak se jim často říká, jsou velmi citlivé na poklesy proudu a napětí (ne více než 5 %). Pod vlivem vysoké teploty(nejkritičtější pro prvky do 150 stupňů), účinnost mnohonásobně klesá (až 40 %) a modul se velmi rychle porouchá.

Ve schématu provozu polovodičových prvků je zpravidla nepřijatelnou podmínkou přizpůsobení reléových zařízení: omezení výkonu nebo regulace. To vede k degradaci krystalických složek a k poruše prvku v blízké budoucnosti.

Časté zapínání a vypínání zařízení také negativně ovlivňuje provoz a životnost a odolnost. Podle fyzikálních zákonů každé zahřátí materiálu vede k jeho tepelné roztažnosti a ochlazení ke stlačení. Obzvláště slabá místa v polovodičových prvcích jsou tedy „pájená“, kde se vlivem mechanického pohybu mohou objevit defekty ve formě mikrotrhlin a v konečném důsledku přerušit obvod.

Součinitel tepelné vodivosti tepelných párů Peltierova článku je poměrně vysoký, což je na jednu stranu výhoda, na druhou stranu omezuje životnost a odhadovaný počet stop-start-stop cyklů.

Výhody a nevýhody Peltierova modulu

V zásadě je nemožné a nepraktické porovnávat zařízení Peltier s jinými chladicími jednotkami s různými pohony, protože v prvním případě mají polovodičové materiály ve formě krystalů a ve druhém případě je pracovní tekutinou plyn nebo kapalina (například: kompresorová chladnička). Obě zařízení se používají v různých oblastech.

Mezi výhody Peltierových prvků patří:

úplná absence mechaniky pohybu a rotujících částí, stejně jako kapalin, plynů;
absolutně žádný hluk zařízení;
relativně malá velikost;
duální funkce: ohřev a chlazení s přepólováním;

Mezi nevýhody patří:

relativně nízká účinnost;
požadavek trvalý zdroj energie, výživa;
počet startů a zastavení je omezen;
plynulé vypínání a zapínání termoelektrických zařízení;
ovládání vytápění na jedné straně nebo chlazení na druhé straně ventilátorem.

Anketa: Je jasné, co je a jak funguje Peltierův prvek?

Zdravím vás, čtenáři banggood, astrologové oznámili Peltierův týden, takže se recenze zaměří na jednu zajímavou aplikaci této mašinky. Jste vítáni pod CUT.

Začněme vzdělávacím programem

Jak říká Wikipedie: "Peltierův článek je termoelektrický měnič, jehož princip činnosti je založen na Peltierově jevu - vzniku teplotního rozdílu při protékání elektrického proudu." Jsem si jistý, že po této frázi to nebylo jasnější).

Dobře, zkusíme to jinak. Představte si konkrétní akvárium skládající se ze dvou typů zón. V první zóně akvária ryby plavou rychle, ve druhé pomalu. Představme si také lopatky točící se ve vodě na hranicích zón. Pravidla jsou následující 1) ryba plave do jiné zóny pouze tehdy, když její rychlost odpovídá rychlosti nastavené pro zónu 2) při překročení hranic zóny může ryba interagovat s lopatkami a zvýšit nebo snížit svou rychlost. Nyní si představte několik zón uspořádaných za sebou. (zóny s více vysoká rychlostříkejme Z+ s nízkým Z-) Ryba je v Z+, chce jít do Z-, interaguje s lopatkou na hranici a začne plavat pomaleji, zatímco lopatky (na hranici Z+ / Z-) se začnou točit rychleji. Dále se ryba chce přesunout do další zóny Z+, potřebuje zrychlit, interaguje s čepelí na hranici Z-/Z+ a zrychluje, zatímco čepel se začne otáčet pomaleji. Pak se vše opakuje. Je vidět, že některé lopatky zpomalí a jiné zrychlí. Na podobném principu funguje Peltierův prvek. Místo ryb jsou tu elektrony místo rychlosti ryb, energie elektronů v polovodičích. Když proud protéká kontaktem 2 polovodičů, musí elektron získat energii, aby se mohl přesunout do vyšší energetické zóny jiného polovodiče. Když se tato energie absorbuje, kontaktní bod polovodičů se ochladí. Když proud teče opačným směrem, kontaktní bod polovodičů se zahřívá,
Zároveň platí, že čím větší proud, tím vyšší je efekt přenosu energie, energie se přenáší (a nijak magicky nemizí) ze „studené“ strany na „horkou“, takže Peltierův článek je schopen ochlazovat předměty na teplotu pod pokojovou teplotu (jinak jde o polovodičové tepelné čerpadlo). Pokud je vaším úkolem jednoduše odstranit teplo z tranzistorového procesoru atd. použití Peltierova prvku je nerentabilní. Budete potřebovat Radiátor schopný předat teplo z chlazeného objektu do okolí + teplo vznikající při provozu Peltierova článku. Myslím, že teorie skončila, můžete pokračovat.
Podívejme se, jak si sponzor recenze myslí, že vypadá 13,90 greenů.

Modul je jakýmsi 5-ti úrovňovým sendvičem, skládá se z dvojice radiátorů a ventilátorů a samotného Peltierova prvku.
Fanoušek větší velikost navržený tak, aby odváděl teplo. Při použití síly jej lze vyjmout bez vyšroubování šroubů.
Nejobyčejnější ventilátor (napájení 12V, velikost 90mm) je zakrytý mřížkou, zpočátku je ventilátor nastaven na odvod vzduchu.

Na opačné straně je malý ventilátor (Napájení 12V velikost 40mm)
Chlapec je vtažen do svědomí
Podívejme se na radiátory
Velký radiátor rozměr 100mm*120mm výška 20mm
Malý radiátor 40mm*40mm výška 20mm. Radiátory jsou upevněny dvěma šrouby, v malém radiátoru je vyříznut závit. Při demontáži chladiče se našla teplovodivá pasta, což je dobré, ale je vidět, že je tam podtlak.
Za ideální nelze označit ani kontakt s velkým radiátorem.
Hlavním závěrem je, že pokud chcete z tohoto modulu vymáčknout maximum, určitě se podívejte pod radiátory. A pokud vymažete tepelnou pastu, můžete vidět, že je zde nainstalován prvek TEC1-12705(velikost 40mm * 40mm * 4mm) i když je deklarován výkonnější TEC1-12706. Manuál pro TEC1-12705

Vyjmeme malý radiátor a zkusíme nastartovat modul měřením teplot "teplé" a "studené" strany.
Teplota "studené" strany -16,1 "horká" 37,5 delta 53,6. odběr proudu při 12V byl 4,2A.
Peltierův prvek vstoupil do režimu po 90 s.

A teď ta zábavná část.
Najdeme kovovou a lesklou destičku a uděláme v ní otvor pro termočlánek.
Vložíme tepelnou pastu a nainstalujeme termočlánek
Dále zhotovíme úzce směrovaný fotodetektor a fotodiodu černý papír a konvenční komponenty

Sestavíme hotové zařízení a pamatujeme na pravidlo „úhel dopadu se rovná úhlu odrazu“
Kdo uhodl, co to je? Je to zařízení (no přesněji model k demonstraci principu činnosti) k určení teploty rosného bodu/relativní vlhkosti vzduchu. Funguje to následovně: IR LED svítí do odrazné desky, po odrazu světlo z IR LED vstupuje do IR fotodiody. Napěťový signál se odebírá z IR fotodiody s obráceným předpětím. Při ochlazení desky na teplotu rosného bodu se na ní začne shromažďovat kondenzát, sníží se intenzita odraženého záření a změní se signál na fotodiodě. Zaznamenáním teploty desky a okolního vzduchu lze zjistit relativní vlhkost. Pro práci jsem použil Brymen BM869 (s domácí kabel a software) a Uni-t UT61E
Níže je výsledek
Červený graf je teplota desky, modrý graf je signál z fotodiody. Za okamžik kondenzace budeme považovat okamžik, kdy se napětí z fotodiody změnilo o polovinu celkové změny napětí. Na základě nastavených podmínek je naměřená teplota rosného bodu v místnosti +9C Teplota okolního vzduchu je 26,7 (na grafech nebyla zobrazena, protože byla nezměněna) Zároveň jsem spustil modul HTU21 a sledoval odečty v terminálu. online kalkulačka pro přeměnu vlhkosti na teplotu rosného bodu
Výsledek převodu vlhkosti z HTU21 na teplotu rosného bodu se shodoval s přímo naměřenou teplotou rosného bodu. To znamená, že pokud určíte rosný bod pomocí výše popsané metody a poté provedete přepočet, můžete přesně určit vlhkost (No, samozřejmě, pokud vše děláte dospělým způsobem). Tato metoda se nazývá metoda chlazeného zrcadla a vlhkoměry postavené na tomto principu se nazývají kondenzační vlhkoměry. Doufám, že se vám recenze líbila a dozvěděli jste se něco nového. Děkuji vám všem za pozornost.

Produkt byl poskytnut k napsání recenze obchodem. Recenze je zveřejněna v souladu s článkem 18 Pravidel webu.

Plánuji koupit +13 Přidat k oblíbeným Recenze se líbila +59 +108

Peltierův termoelektrický chladič.

Princip činnosti byl vypůjčen z netu: Činnost Peltierových prvků je založena na kontaktu dvou vodivých materiálů s různou úrovní energie elektronů ve vodivém pásmu. Když proud protéká kontaktem takových materiálů, musí elektron získat energii, aby se mohl přesunout do vyššího energetického vodivostního pásma jiného polovodiče. Když se tato energie absorbuje, kontaktní bod polovodičů se ochladí. Když proud teče opačným směrem, místo kontaktu polovodičů se kromě obvyklého tepelného efektu zahřívá.

Při kontaktu kovů je Peltierův jev tak malý, že je neviditelný na pozadí jevů ohmického ohřevu a tepelného vedení. Proto se v praktických aplikacích využívá kontaktu dvou polovodičů.

Vzhled Peltierova prvku. Při průchodu proudu dochází k přenosu tepla z jedné strany na druhou Peltierův článek se skládá z jednoho nebo více párů malých polovodičových rovnoběžnostěnů - jednoho typu n a jednoho typu p v páru (obvykle telurid vizmutu, Bi2Te3 a germanid křemíku), které jsou spojeny do párů pomocí kovových propojek. Kovové propojky slouží současně jako tepelné kontakty a jsou izolovány nevodivou fólií nebo keramickou deskou. Dvojice rovnoběžnostěnů jsou spojeny tak, že tvoří sériové připojení mnoho párů polovodičů s jiný typ vodivost, takže nahoře je jedna posloupnost sloučenin (n->p) a dole naproti (p->n). Elektrický proud protéká postupně všemi rovnoběžnostěny. V závislosti na směru proudu hlavní kontakty se ochlazují a spodní ohřívají - nebo naopak. Elektrický proud tedy přenáší teplo z jedné strany Peltierova článku na opačnou stranu a vytváří teplotní rozdíl.

Pokud je topná strana Peltierova článku chlazena, například radiátorem a ventilátorem, teplota studené strany se ještě sníží. V jednostupňových článcích může být v závislosti na typu článku a velikosti proudu teplotní rozdíl až cca 70 K/

Popis
Peltierův článek je termoelektrický měnič, který je při přivedení napětí schopen vytvořit na deskách teplotní rozdíl, tedy čerpat teplo nebo chlad. Prezentovaný Peltierův článek se používá pro chlazení počítačových desek (za předpokladu účinného odvodu tepla), pro chlazení nebo ohřev vody. Peltierovy prvky se také používají v přenosných a automobilových lednicích.

Peltierův článek napájený 12 volty.

Pro zahřívání stačí přepólovat.
Rozměry Peltierovy desky: 40 x 40 x 4 mm.
Rozsah pracovních teplot: od -30 do +70?...
Provozní napětí: 9-15 Voltů.
Spotřeba proudu: 0,5-6 A.
Maximální spotřeba: 60W.
Vtipná maličkost, připojíme 12v + - chladí, měníme polaritu, zahřívá. Používá se v mnoha autochladničkách, alespoň já mám jednu. Do přihrádky v palubní desce můžete připevnit kompaktní schéma, aby se čokoláda v létě nerozpustila! Pro použití a efektivní použití je potřeba použít chladič - jako test jsem použil chladič od počítačový procesor, je to možné s chladičem. Jak lepší chlazení tím silnější a účinnější je Peltierův efekt. Při připojení na autobaterii na 12v byl odběr proudu 5 ampér. Jedním slovem, živel je nenasytný. Protože jsem ještě nesestavil celý obvod, ale provedl jsem pouze zkušební testy, bez přístrojového měření teploty. Takže v režimu chlazení po dobu 10 minut se objevil lehký mráz. V režimu ohřevu se voda v kovovém hrnku vařila. Účinnost tohoto chladiče je samozřejmě nízká, ale cena zařízení a možnost experimentovat činí nákup oprávněným. Zbytek je na fotce

Mnozí slyšeli o „magických“ Peltierových prvcích – když jimi prochází proud, jedna strana se ochlazuje a druhá zahřívá. Toto také funguje v opačná strana Pokud jednu stranu ohříváte a druhou chladíte, vzniká elektřina. Peltierův jev je znám již od roku 1834, ale dodnes máme radost z inovativních produktů, které jsou na něm založené (jen je třeba pamatovat na to, že při výrobě elektřiny, např. solární panely- je tam tečka maximální výkon a pokud pracujete daleko od toho, generační efektivita je značně snížena).

V NedávnoČíňané zbystřili a zaplavili internet svými relativně levnými moduly, takže experimentování s nimi už nezabere příliš peněz. Čínský slib maximální rozdíl teplota mezi teplou a studenou stranou 60-67 stupňů. Hmmm... Co když vezmeme 5 prvků, zapojíme je do série, pak bychom měli dostat 20C-67*5 = -315 stupňů! Ale něco mi říká, že to není tak jednoduché...

Stručná teorie

Klasické „čínské“ Peltierovy prvky je 127 prvků zapojených do série a připájených ke keramickému „ tištěný spoj» z Al2O3. Pokud je tedy provozní napětí 12V, pak má každý prvek pouze 94mV. Existují prvky s různým počtem po sobě jdoucích prvků a podle toho i s jiným napětím (například 5V).

Je třeba si uvědomit, že Peltierův článek není rezistor, jeho odpor je nelineární, takže pokud použijeme 12V - nemusíme dostat 6 ampérů (u 6ampérového prvku) - proud se může měnit v závislosti na teplotě (ale ne příliš). Také při 5V (tedy méně než nominální) nebude proud 2,5A, ale méně.

Kromě toho je množství přenášeného tepla vysoce závislé na teplotním rozdílu mezi povrchy. S rozdílem 60-67C má přenos tepla tendenci k 0 a s nulovým rozdílem - 51 wattů pro prvek 12 * 6 = 72 wattů. To už evidentně neusnadňuje zapojování prvků do série - je nutné, aby každý další byl rozměrově menší než ten předchozí, jinak se nejchladnější prvek bude snažit odevzdat více tepla (72W), než může prvek dalšího stupně při požadovaném rozdílu teplot (1-51W) sám projít.

Peltierovy prvky jsou montovány nízkotavnou pájkou s bodem tavení 138C - pokud by tedy prvek náhodou zůstal bez chlazení a přehříval se, bude stačit připájet jeden z 127*2 kontaktů a prvek vyhodit na skládku. No, prvky jsou velmi křehké - jak keramika, tak samotné chladicí prvky - omylem jsem roztrhl 2 prvky "s sebou" kvůli tepelné pastě, která těsně zaschla:

Snažím se

Takže malý prvek je 5V * 2A, velký je 12 * 9A. Chladič heatpipe, pokojová teplota. Výsledek: -19 stupňů. Zvláštní… 20-67-67 = -114, ale dopadlo to mizerně -19…

Myšlenka je vyndat vše na mrazivý vzduch, ale je tu problém - chladič heatpipe dobře chladí pouze tehdy, když teplota "horké" a "studené" strany chladiče leží na různé strany výplň trubice plyn-kapalina s fázovým přechodem. V našem případě to znamená, že chladič v podstatě není schopen uchladit nic pod +20C (protože dole fungují jen tenké stěny heatpipe). Budeme se muset vrátit k základům – k celoměděnému chladicímu systému. A aby se omezený výkon chladiče neprojevil na měření, přidejme kilogramovou měděnou desku - akumulátor tepla.

Výsledek je šokující – stejných -19 s jedním i dvěma stupni. Okolní teplota - -10. Tito. s nulovou zátěží jsme sotva vymáčkli bídných 9 stupňů rozdílu.

Spuštění těžkého dělostřelectva

Ukázalo se, že chladírenský sklad #7 nebyl daleko ode mě a rozhodl jsem se zaskočit s kartonovou krabicí. Vrátil se s 5 kilogramy suchého ledu (teplota sublimace -78C). Spustíme tam měděnou konstrukci - připojíme proud - při 12V začne teplota okamžitě stoupat, při 5V klesne o 1 stupeň za vteřinu a pak rychle roste. Všechny naděje se rozplynuly...

Závěry a video pro dezert

Účinnost konvenčních čínských Peltierových prvků rychle klesá při teplotách pod nulou. A pokud je stále možné chladit plechovku koly s viditelnou účinností, nelze dosáhnout teplot pod -20. A problém nejsou konkrétní prvky - prvky jsem zkoušel různé modely od 3 různých prodejců - chování je stejné. Vypadá to, že kryogenní stupně potřebují prvky z jiných materiálů (a možná každý stupeň potřebuje svůj vlastní materiál prvku).

Se zbývajícím suchým ledem můžete udělat následující:

PS. A pokud smícháte suchý led s isopropylalkoholem – dostanete kapalný dusík pro "chudé" - stejně zábavné je zmrazovat a lámat květiny a tak dále. To jen díky tomu, že se alkohol při kontaktu s kůží nevyvaří – mnohem snáze si přivodíte omrzliny.

Peltierův prvek je světu znám již dlouhou dobu. Francouzský hodinář Jean-Charles Pelletier v 18. století zcela náhodou objevil nový efekt na hranici dvou kovů: bismutu a antimonu. Spočívala v prudké změně teploty kapky vody umístěné mezi kontakty, která se přivedením proudu změnila v led. Tato vlastnost byla pro hodináře nová, protože do té chvíle žádný vědec na světě takovou informaci ve svých materiálech neprezentoval.

Efekt byl sice zajímavý, ale praktické uplatnění v té době nenašel, což bylo způsobeno malým množstvím elektronických zařízení, která by vyžadovala intenzivní chlazení. Po 2 stoletích objev vědce byl zapamatován, protože byla naléhavá potřeba vyrobit zařízení, které by mohlo zajistit vysoce kvalitní chlazení krystalu topného mikroprocesoru.

V důsledku četných studií v této oblasti a velkého množství praktických experimentů vědci zjistili, že termoelektrický pár může generovat dostatek chladu, aby normální operace téměř jakýkoli mikroprocesor. A vzhledem k jejich malé velikosti se je naučili zabudovávat do pouzder mikroobvodů, a tak poskytovat svůj vlastní vnitřní generátor chladu.

Objev Jeana-Charlese Pelteho byl obrovskou vzpruhou pro celý průmysl mobilních telefonů. chladicí jednotky. Dnes vlastnost termoelektrického prvku používá se v následující technice:

Přenosné chladničky;
Autoklimatizace;
Přenosné chladiče;
fotoaparáty, dalekohledy a další.

Aktivně se používají pro chlazení mikroprocesorů a dalších prvků elektronických zařízení. Kromě přímého účinku chlazení začali mnozí využívat Peltierův článek jako generátor. Příklad toho, co by mohlo být svítilna se 3 prvky.

Málokdo ví, že pro komunikaci s velením vojáci zapálili speciální hrnec a uvařili čaj, ovesnou kaši a další domácí potřeby a v té době přenášeli nezbytné informace přes přenosné rádio.

Jak vyrobit Peltierův prvek vlastníma rukama?

Mnozí se zajímají o otázku, co je Peltierův prvek s vlastními rukama, jak si ho vyrobit doma? To bude vyžadovat vysoce přesné dávkování různých látek a materiálů. Vyrobte si doma podobné zařízení nemožné, protože je nutné mít technologii a mít potřebné metody zpracování kovů. Vyžaduje také vysoce čisté materiály ve stejných laboratořích, což je nemožné dosáhnout doma. Otázkou tedy je, jak na to termoelektrický modul Peltiere, můžete odpovědět jednoznačně. V žádném případě. Ale k vybudování efektivního chladicího systému stačí stávající dovednosti.

Výroba Peltierova prvku z diod

Existuje názor, co se dá dělat termoelektrický modul na diodách. Faktem je, že každá dvojice nepodobných polovodičů jsou dva materiály s vodivostí p a n. A dioda je právě taková. Pro odhalení změny vodivosti při ohřevu je nutné vybírat určité prvky. Ale pro získání nízké teploty na povrchu zařízení žádné diody nepomohou. Při aplikaci vysoký proud lze pouze zahřát.

Radioamatéři používají nízkovýkonové diody ve skleněném pouzdře jako teplotní senzor. Když jsou zapojeny v opačném směru a zahřáté, přechod se začne otevírat a procházet proudem v opačném směru. Zároveň ale nebude vyrábět elektřinu.

Jak je uspořádán Pelteho prvek?

Termoelektrický Peltierův modul ve zjednodušené podobě je dvojice desek vyrobených z různých kovů, kterými mohou být vizmut, antimon, telur nebo selen. Mezi nimi je dvojice polovodičů s různou vodivostí typu n a p. Všechny jsou tvořeny různými kovy termoelektrické páry zapojeny sériově do jednoho obvodu. Výsledkem je, že se z nich vytvoří druh matrice velký počet samostatné termočlánky umístěné mezi dvěma keramickými deskami.

Termoelektrický modul tvořený termočlánky je vyroben v jediném pouzdře malých rozměrů. S jejich postupnými resp paralelní připojení je možné dosáhnout zvýšení efektu chlazení nebo generování elektrická energie. V režimu chladiče je kladný výstup matice připojen k prvnímu páru vodičem typu n, záporný kontakt je připojen k vodičům typu p. Jako vnější desky se používá speciální keramika vyrobená na bázi oxidu hlinitého a nitridu. To zajišťuje nejlepší přenos tepla na obou stranách při vysokých i nízkých teplotách.

Počet termočlánků na modul není ničím omezen a může být až několik stovek. Čím více jich je, tím lépe je pociťován chladicí efekt. Pro zvýšení účinnosti Peltierova článku je na jeho studenou stranu připevněn radiátor s největší teplosměnnou plochou. Rozdíl teplot mezi deskami by měl být minimálně dvě desítky stupňů.

Když je na desky přivedeno napětí, jedna strana se zahřeje a druhá ochladí. Při přepólování napájecího napětí se teplota desek mění.

Vzhledem ke složitosti a vyrobitelnosti si to udělejte sami termoelektrický prvek se nezdá možné. Ale stále existují řemeslníci, kteří nabízejí svůj vývoj. Účinek je pozorován, ale není možné jej získat bez speciální výzkumné laboratoře pro zvýšení účinnosti. Můžete dokonce najít video na toto téma s průvodcem krok za krokem.

Vlastnosti Peltierova prvku

K funkcím prvek na bázi bimetalických párů by měl obsahovat:

Mapování vzorce

Peltierův jev spočívá v toku proudu kontaktem dvou kovů s různou vodivostí. V důsledku toho se uvolňuje teplo nebo chlad v závislosti na směru toku proudu.

Ve výrazu vzorce lze Peltierův efekt znázornit:

Qp=P12j, kde P12 je Peltierův koeficient. Indikátor závisí na typu použitého kovu, jeho termoelektrických vlastnostech.

Kromě výhod má zařízení některé nevýhody, mezi které patří:

Nízká účinnost. Pro získání výrazného teplotního rozdílu je nutné dodat deskám dostatečně velký proud.

Pro efektivní odvod tepelné energie je nutné zajistit radiátor.

Generátorový režim Peltierova prvku

Objev Jacquese-Charlese Peltiera doslova obrátil svět vzhůru nohama, protože zařízení lze použít jako univerzální generátor tepla a chladu. Kromě těchto funkcí byl zaznamenán další důležitý efekt - režim generátoru. Je-li teplá strana zařízení ohřívána a studená strana ochlazována, vzniká na svorkách potenciálový rozdíl a při uzavření obvodu začíná protékat proud.

Generátor založený na Peltierově prvku můžete to udělat sami a nevyžaduje to speciální dovednosti. Ale je třeba si uvědomit, že materiál používaný čínskými vývojáři ne ideální vlastnosti získat maximum energie. Dostupné termoelektrické moduly v prodeji budou stačit pro:

nabíjení mobilních zařízení;
napájecí zdroj pro LED osvětlení;
výroba autonomního rádiového přijímače a další účely.

Na toto téma jsou tuny videí. Detailní popis všechny fáze. Pokud tedy chcete vyrobit termoelektrický modul pro výrobu energie, pak je to docela reálné.

Prvním krokem je objednání požadovaného počtu Peltierových prvků s přihlédnutím k jejich vlastnostem. Zařízení s výkonem 10 W na stejném e-Bay stojí 15 dolarů. A to bude stačit na nabíjení smartphonů. Dále je nutné zajistit účinný odvod tepla. Pro tento účel lze navrhnout systém kapalinové chlazení s přirozenou cirkulací. A horkou stranu zahřejte jakýmkoli zdrojem tepla, včetně otevřeného ohně. Jako výsledek jakýkoli radioamatér umí vyrobit parádní termoelektrický generátor, který si můžete vzít s sebou na túru, rybaření nebo chatu.

Jeden standardní článek produkuje 5 V a 1 W výkonu, což stačí pro malé osvětlení. Například na výrobu svítilny vyhřívané teplem rukou. V prodeji jsou i hotové prvky s výstupním napětím do 12 V.

Přenosný termoelektrický sporák s režimem generátoru

Dnes můžete najít spoustu způsobů, jak vyrobit poměrně účinný termoelektrický generátor založený na Peltierově prvku vlastníma rukama. Jako jeden z nich - přenosná kamna s topeništěm ze starého počítačový blok výživa. Samotný termoelektrický Peltierův prvek je připevněn k jedné ze stran pouzdra pomocí teplovodivé pasty s radiátorem působivé velikosti. Taková instalace vám umožní získat teplo na jakémkoli vhodném místě, vařit jídlo a nabíjet telefon.