Peltier elemek – hűtés és fűtés

A cikk tartalma

• Hogyan készítheted el saját vízidejét?
• Hogyan készítsen mini-hűtőszekrényt, hűtőt vagy légkondicionálót önmagában a hőelektromos modulokon
• Hol máshol használják a hőelektromos modulokat?

A standard termoelektromos modulok fordított működési elvével rendelkeznek. Ebben a cikkben a Peltier-Seebeck modulok hőcserélő eszközökben történő felhasználásáról fogunk beszélni, és példát mutatunk be egy vízhűtő és egy alapvető hűtőrendszer összeállításáról a levegő számára az újraindítás (fűtés) lehetőségével.

A hűtéshez használt hőelektromos modulok (TEM) működésének elve a Seebeck-effektuson alapul – ez a folyamat a Peltier-effektus ellenkezője. A fő elem ugyanaz a TEM, amelyet az első részben ismertettek. Amikor egyenáramot vezetnek a hőelemek mezőjére, hőmérsékleti különbség figyelhető meg a kerámia lemez síkján. Ez egy termodinamikai folyamaton alapuló tény, amelyet nem írunk le (hogy ne fáradjunk tudományos számításokkal), de megmutatjuk, hogyan lehet alkalmazni azt a mindennapi életben..

jegyzet.Az alábbiakban ismertetett egységek felépítéséhez alapvető gyakorlati ismeretekre van szüksége az elektromos áramkörök összeszerelésében. A megadott csomóponti modellek megközelítőek, és a mester belátása szerint hasonló (vagy nagyobb / kevésbé erőteljes) pótolhatók.

Hogyan készítheted el saját vízidejét?

Az igényes olvasó már megértette, hogy az első részből álló „csodakanál” felhasználható a folyadék lehűtésére, ha „ellenkező irányba” futtatja egy egyenáram csatlakoztatásával.

A TEM-eket minden vízhűtőben használják. Teljesen lehetséges, hogy ehhez a gyári készülékhez egy analógot építhetünk saját kezűleg, miközben ez nem fog rosszabbat működni. Leírjuk a működés elvét és az összeszerelési sémát. Az elrendezés és a kialakítás lehetőségei az Ön igényei szerint választhatók ki. Tegye például hordozhatóvá vagy helyhez köthetővé, integrálva a konyhabútorba vagy az ivóvízkezelő rendszerbe. Ez utóbbi lehetőség optimális, mivel a rendszer hűtését ellenőrzik (tápellátáskor).

Ehhez szükségünk van:

1. Téglalap alakú, laposan lezárt rozsdamentes acél tartály, méretei 100x100x30 (lombik-hőcserélő) menetes kimenetekkel? hüvelyk a rövid oldalakon. Ez az egyetlen elem, amelynek előállítását a gyárban a legjobb kézműves megrendelheti..
2. Ivóvízellátás be van szerelve? hüvelyk (tartályból vagy vízvezetékből).
3. 10–12 voltos tápegység állítható amperrel.
4. Termoelektromos modulok TEC1-12705 (40×40) – 2 db..
5. Huzal keresztmetszete 0,2 mm.
6. Melegen olvadt ragasztó vagy hőpaszta.
7. 2 csatornás gomb (kapcsoló, gomb).
8. Csaptelep, forrasztópáka, forrasztható.

Forró ragasztóval rögzítse a TEM-et a lombikra. A vezetékeket a megfelelő csoportokba kapcsoljuk (plusz és mínusz). Meghatározjuk a kulcs megfelelő helyét, figyelembe véve a javítás során történő cseréjének lehetőségét és a használat közbeni elérhetőséget. Beépítjük a diagramba. A vezetékeket csatlakoztatjuk a tápegységhez. Elvégezzük az áramköri teszteket.

Figyelem! A vizsgálat során korlátozódjon a helyes működés tényének betartására, de ne próbálja meg a száraz maximális terhelést megadni – ez a TEM meghibásodásához vezethet (nem javítható).

Ezután összekapcsoljuk a hőcserélő lombik bemeneti illesztését a vízellátó csatornával, és a kimenetet a tömlővel (rugalmas vagy merev) a csaphoz.

Töltsük meg a rendszert vízzel és beállítsuk az optimális áramot a szükséges fúvókanyomáson. Az optimális fej kissé erősebb, mint a gravitáció. Ez elegendő a hideg ivóvíz beviteléhez. A többi árnyalat – kötőelemek, huzalhossz, elhelyezkedés – mindkét esetben tisztán egyedi.

Ez az alapvető rendszer fejleszthető és továbbfejleszthető. Például telepítsen egy termosztátot a hőcserélőbe, és kulcs (helyettesítő kapcsoló) helyett tegye be az áramkörbe – ez az a hely, ahol állandó hőmérsékleten van szükség bizonyos hőmérsékletű vízre. A hőcserélő lombik ezüstből készülhet a víz további ionizálása érdekében. Az EK-1674 állandó feszültségű fokozó átalakító beépítésével a minimálisra csökkentheti az energiafogyasztást.

A hűtő építésének költségeinek kiszámítása:

Név	Mértékegység fordulat.	Mennyiség	Egységár / dörzsölje.	St, dörzsölje.
Rozsdamentes acél hőcserélő (munkával)	PCS.	1	1000	1000
TEM TEC1-12705 (40×40), 53 watt	PCS.	2	300	600
Tápegység	PCS.	1	300	300
Kulcs	PCS.	1	50	50
0,2 mm-es vezetékek	m	öt	6	harminc
Forró ragasztó (hőpaszta) Radial 2 ml	PCS.	1	150	150
Csövek, szerelvények, betétek	–	–	300	300
Teljes				2430

Ez a rendszer nem használ szárnyas radiátort, mivel a kitűzött célt – kis mennyiségű víz (300 ml) hűtése (de nem fagyasztása) – nélkül érik el..

Hogyan készítsen mini-hűtőszekrényt, hűtőt vagy légkondicionálót önmagában a hőelektromos modulokon

Nehezebb feladat a léghűtés. Ha víz esetén a hűtő hatékonyságát a közeg (víz – levegő) sűrűségbeli különbsége garantálja, akkor homogén közeg (levegő – levegő) esetén a helyzet bonyolultabb. A fő nehézség a hőmérséklet eltávolítása a TEM felületének forró oldaláról. Pontosabban – mindkét felületről szinkron hőmérséklet-eltávolítás. Ha csak elindítja a Peltier-Seebeck elemet, a fűtött és hűtött levegő keveredik, és a hőmérséklet egyenlő lesz.

Kis térfogatú, zárt térben (legfeljebb 0,7 m³) egy TEM-en alapuló hűtőrendszer kétoldalas levegőkivezetéssel nagyon alkalmazható. Ez lehetővé teszi egy új hűtődoboz felépítését vagy egy második élettartamot egy régi hűtőszekrényhez (fagyasztóhoz). Ehhez kissé bonyolítania kell a rendszert, ha beépít egy pár kölcsönös teljesítményű kipufogóventilátort, egy hőmérsékleti relét, egy szárnyas radiátort, és hatékonyabb hőelektromos modulokat használ..

Szükségünk van (egy alaphűtőponthoz):

1. TEM TES1-12712 (40Х40), 106 watt – 1 darab.
2. Ventilátor RQA 12025HSL 110VAC (vagy erősebb) – 2 db.
3. HS 036-100 hűtő (100x85x25 mm).
4. TAM-133-1m termosztát (hőmérsékletkapcsoló érzékelővel).
5. DC tápegység 12 V, 6 A (állítható).
6. Duralumin lemez.
7. Vezetékek, hőzsír, kötőelemek

A kész dobozban, a hűtött zóna felső részében egy téglalap alakú ablakot készítünk, amelynek mérete 100×100 mm. Kivágtunk két duralumínium lemezt, méretei 130×130 mm és 180×180 mm. A ventillátort a kisebb lemez közepére rögzítjük úgy, hogy a légáram 1 cm maradjon, és a hőmérsékleti kapcsolót a dobozba telepítjük. A kisebbik lemezeket a doboz belsejéből (ventilátorral a dobozban) szereljük fel a csavarokra vagy szegecsekre egy tömítőanyagon keresztül. Ragasztjuk a TEM-eket a szerelt lemezre, és hozjuk ki a vezetékeket. Kivágjuk és hajlítunk egy nagy lemezt úgy, hogy az illeszkedjen a rögzítő lyukba, ugyanakkor vannak oldalaink, amelyek kívülről a doboz falához rögzíthetők. Csatlakozunk egy hűtőt és egy második ventilátort. Kenje be alaposan TEM hőpasztával, és tömítőanyaggal rögzítse a lemezt a doboz falához.

Figyelem! A TEM terület és a lemez között maximális érintkezésnek kell lennie!

Összegyűjtjük az elektromos áramkört. Javasoljuk, hogy kapcsolja be a ventilátorokat állandó maximális teljesítménnyel és a TEM árammal a szabályozón keresztül. Ez biztosítja a hatékony hőmérséklet-eltávolítást és a levegő keverését különböző üzemmódokban történő működtetéskor (nem teljes kapacitással).

A formatervezés előnyei:

• csendes működés a kompresszoros hűtőszekrényekhez képest;
• mechanizmusok és mozgó alkatrészek hiánya, súrlódási erők (semmi sem törhet);
• folyékony hőhordozókat (freont) nem használnak;
• teljes energiafogyasztása körülbelül 200 watt;
• frissítheti a kialakítást, változtathatja a teljesítményt;
• az egyes egységek elérhetősége és karbantarthatósága.

hátrányok:

• páralecsapódás léphet fel a duralumin lemezeken;
• külső vezérlőegység;
• a munka sok tényezője és árnyalata empirikusan derül fényre;
• kis alkalmazási terület.

Hűtőszekrény és légkondicionáló alaphűtőrendszerének felépítésének költségei:

Név	Mértékegység fordulat.	Mennyiség	Egységár / dörzsölje.	St, dörzsölje.
TEM TES1-12712 (40X40), 106 watt	PCS.	1	600	600
Ventilátor RQA 12025HSL 110VAC	PCS.	2	150	300
Duralumin 3 mm	PCS.	1	300	300
DC tápegység	PCS.	1	300	300
Termosztát TAM-133-1m	PCS.	1	250	250
Radiátor HS 036-100	PCS.	1	220	220
Vezetékek, hőzsír, kötőelemek, forrasztható	–	–	300	300
Teljes				2270

Alapvetően ez a kialakítás egy kész beépített klímaberendezés, amelyet be lehet szerelni egy autó, traktor fülkébe, zárt házba vagy biztonsági fülkébe. Csak át kell gondolni a légköri csapadékokkal szembeni konstruktív védelmet.

A TEC1-12712 modul energiatartaléka meglehetősen nagy. A hőmérsékleti amplitúdó az elem oldalán elérheti az 50 fokot. A helyiség +27 ° C levegőhőmérsékleten és folyékony hűtőrendszer (radiátor + ventilátor) használatával lenyűgöző mínusz 25 ° C-ot hozhat ki a kimenetből! Ez lehetővé teszi kompresszor nélküli és csendes fagyasztók létrehozását még otthon.

Hol máshol használják a hőelektromos modulokat?

A Peltier-Seebeck-effektus az 1840-es évek óta ismert. A fizikai törvények stabilitásának köszönhetően a mai napig aktívan használják. A hőelektromos modul mindig olyan helyet fog találni, ahol túlzott energia van, vagy a hő gyors és csendes továbbításához szükséges.

A termoelektromos modulok fő alkalmazásai:

1. Mikroáramkörök hűtése. A ventilátorok a múltban a fő hőcserélő. Ezeket kompakt, csendes és gyakorlatilag örök TEM váltja fel.
2. Gépészet. Még a legmodernebb ICE is generál kipufogógázokat az égési kamrából. A mérnökök a hőt Peltier elemek felhasználásával további energia előállítására használják fel. Az összegyűjtött energiát visszajuttatják a motorrendszerekbe, de egyenáram formájában, amely üzemanyagot takarít meg.
3. Készülékek. A fent leírtak, valamint a legtöbb háztartási készülék, amely hűtésre vagy fűtésre működik (a kompresszoros hűtőszekrények kivételével).

És egy utolsó kis titok. Modulunk szinte csodálatos tulajdonsággal – visszafordíthatósággal rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy amikor a DC polaritás megfordul a modul vezetékein (kapcsolóval), a forró és a hideg felületek megfordulnak. A hűtő fűtőkészülékké, a hűtőszekrény hőkamrá (inkubátor), a klímaberendezés pedig alacsony energiafogyasztású ventilátorfűtéssé válik. Ehhez nem kell megváltoztatnia az eszköz sémáját. Egyszerűen változtassa meg a polaritást.

Ezt az elvet egy rekuperátornak nevezett eszközben használják. Ez egy doboz, amely két elkülönített kamrából áll, amelyek ventilátorok segítségével kommunikálnak egymással. A Peltier-modulok segítségével az utcai hideg levegőt a helyiségből eltávolított fűtött levegőből nyert energia melegíti. A készülék lehetővé teszi a ház fűtésének megtakarítását.