Sadržaj članka
- Kako napraviti svoj hladnjak za vodu
- Kako sami napraviti hladnjak, hladnjak ili klima uređaj na termoelektričnim modulima
- Gdje se drugdje koriste termoelektrični moduli?
Standardni termoelektrični moduli imaju obrnuti princip rada. U ovom ćemo članku govoriti o uporabi modula Peltier-Seebeck u uređajima za izmjenu topline i dati primjer sklapanja hladnjaka za vodu i osnovnog sustava hlađenja za zrak s mogućnošću ponovnog pokretanja (grijanja).
Princip rada termoelektričnih modula (TEM), koji se koriste za hlađenje, temelji se na Seebeckovom učinku – procesu suprotnom Peltierovom učinku. Glavni element je isti TEM opisan u prvom dijelu. Kada se na polje termoparova primjenjuje direktna struja, na ravninama keramičke ploče opaža se temperaturna razlika. To je činjenica utemeljena na termodinamičkom procesu, koji nećemo opisivati (da se ne umaramo znanstvenim proračunima), već ćemo pokazati kako ga primijeniti u svakodnevnom životu..
Bilješka.Za izradu jedinica, upute za koje su date u nastavku, trebat će vam osnovne praktične vještine sastavljanja električnih krugova. Navedeni modeli čvorova su približni i mogu se zamijeniti sličnim (ili više / manje snažnim) po nahođenju voditelja.
Kako napraviti svoj hladnjak za vodu
Pronicljivi čitatelj već je shvatio da se „čudotvorna lopata“ iz prvog dijela može upotrijebiti za hlađenje tekućine ako ju pokrenete „u suprotnom smjeru“ povezivanjem istosmjerne struje.
TEM-ovi se koriste u svakom vodenom hladnjaku. Sasvim je moguće izgraditi analogni uređaj ove tvornice vlastitim rukama, ali neće raditi ništa gore. Opisat ćemo sam princip rada i shemu montaže. Opcije izgleda i dizajna mogu se odabrati na temelju vlastitih potreba. Na primjer, učinite to prijenosnim ili nepomičnim, integrirajte se u kuhinjski namještaj ili u sustav za pročišćavanje pitke vode. Posljednja opcija je optimalna, jer će se hlađenje u sustavu kontrolirati (nakon napajanja).
Za to su nam potrebni:
- Pravokutni plosnati zatvoreni spremnik od nehrđajućeg čelika dimenzija 100x100x30 (tipač-izmjenjivač topline) s navojnim otvorima? centimetara na kratkim stranama. To je jedini element, čiju proizvodnju najbolje naručuje majstor u tvornici..
- Opskrba pitkom vodom s uključenim? inča (od kontejnera ili vodovoda).
- Napajanje od 10-12 volti s podesivom strujom.
- Termoelektrični moduli TEC1-12705 (40×40) – 2 kom..
- Presjek žice 0,2 mm.
- Vruće ljepilo ili termalna pasta.
- Tipka za 2 kanala (preklopnik, gumb).
- Slavina, lemljenje, lemljenje.
Pomoću vrućeg ljepila popravite TEM na tikvici. Žice povezujemo u odgovarajuće skupine (plus i minus). Za ključ određujemo prikladno mjesto, uzimajući u obzir mogućnost zamjene tijekom popravka i dostupnost tijekom uporabe. Uključujemo ga u dijagram. Žice spajamo na napajanje. Provodimo ispitivanja krugova.
Pažnja! Prilikom ispitivanja ograničite se na uočavanje same činjenice ispravnog rada, ali nemojte pokušavati dati maksimalno suho opterećenje – to može dovesti do kvara TEM-a (ne može se popraviti).
Zatim priključujemo ulaznu spojku tikvice za izmjenjivač topline s kanalom za dovod vode, a izlaz s crijevom (fleksibilnim ili čvrstim) na slavinu.
Sustav napunimo vodom i postavimo optimalnu struju pri potrebnom tlaku mlaza. Optimalna glava je nešto jača od gravitacije. To će biti dovoljno za unos hladne vode za piće. Ostale nijanse – pričvršćivači, duljina žica, mjesto – u svakom su slučaju čisto individualne.
Ovaj se osnovni sustav može razvijati i poboljšati. Na primjer, instalirajte termostat u izmjenjivač topline i uključite ga u krug umjesto ključa (preklopni prekidač) – pogodan je tamo gdje je voda određene temperature stalno potrebna. Boca za izmjenjivač topline može biti izrađena od srebra za dodatnu ionizaciju vode. Uključivanjem povećanog pretvarača konstantnog napona EK-1674 u sustav, možete smanjiti potrošnju električne energije na minimum.
Izračunavanje troškova izgradnje hladnjaka:
Ime Jedinica revolucija. Kol Jedinična cijena / rub. St, trljati. Izmjenjivač topline od nehrđajućeg čelika (s radom) KOM. 1 1000 1000 TEM TEC1-12705 (40×40), 53 vata KOM. 2 300 600 Napajanje KOM. 1 300 300 Ključ KOM. 1 50 50 0,2 mm žice m pet 6 trideset Vruće ljepilo (termalna pasta) Radial 2 ml KOM. 1 150 150 Cijevi, fitinzi, obloge – – 300 300 ukupno 2430 Ovaj sustav ne koristi rebrasti radijator, jer je postavljeni cilj – hlađenje (ali ne smrzavanje) malene količine vode (300 ml) – bez njega..
Kako sami napraviti hladnjak, hladnjak ili klima uređaj na termoelektričnim modulima
Teži zadatak je hlađenje zraka. Ako je u slučaju vode, učinkovitost hladnjaka zajamčena razlikom gustoće medija (voda – zrak), onda je u slučaju homogenog medija (zrak – zrak) situacija složenija. Glavna poteškoća je uklanjanje temperature s vruće strane TEM površine. Preciznije – sinkrono uklanjanje temperature s obje površine. Ako samo pokrenete element Peltier-Seebeck, grijani i ohlađeni zrak će se pomiješati, a temperatura će se izjednačiti.
U zatvorenim prostorima malog volumena (do 0,7 m)3) rashladni sustav temeljen na TEM-u s dvostranim ispuhom zraka je sasvim primjenjiv. To vam omogućuje da izgradite novu kutiju za hlađenje ili date drugi život starom hladnjaku (zamrzivaču). Da biste to učinili, morat ćete malo komplicirati sustav uključivanjem par ispušnih ventilatora međusobne snage, temperaturnog releja, rebrastog radijatora i korištenja učinkovitijih termoelektričnih modula..
Trebamo (za jednu baznu točku hlađenja):
- TEM TES1-12712 (40H40), 106 vata – 1 komad.
- Ventilator RQA 12025HSL 110VAC (ili snažniji) – 2 kom.
- Hladnjak HS 036-100 (100x85x25 mm).
- Termostat TAM-133-1m (temperaturni prekidač sa senzorom).
- DC napajanje 12 Volta 6 A (podesivo).
- Duralumin lim.
- Žice, termička mast, učvršćivači
U gotovom okviru, u gornjem dijelu rashladne zone, izrađujemo pravokutni prozor dimenzija 100×100 mm. Izrezali smo dvije ploče duralumin dimenzija 130×130 mm i 180×180 mm. Ventilator fiksiramo u sredini manje ploče na način da protok zraka ostane 1 cm. Ugradimo temperaturni prekidač unutar kutije. Manju ploču s unutarnje strane kutije (s ventilatorom unutar kutije) montiramo na vijke ili zakovice kroz brtvilo. Lijepimo TEM-ove na montiranu ploču i izvučemo žice. Izrežemo i savijemo veliku ploču tako da se uklapa u montažnu rupu, ali istodobno postoje strane za pričvršćivanje na zid kutije izvana. Na njega priključujemo radijator i drugi ventilator. Podmažite termalnom pastom TEM i pričvrstite ploču na zid kutije kroz brtvilo.
Pažnja! Mora postojati maksimalni kontakt između TEM područja i ploče!
Prikupljamo električni krug. Preporučujemo uključivanje ventilatora sa konstantnom maksimalnom snagom, a struja za TEM kroz regulator. To će osigurati učinkovito uklanjanje temperature i miješanje zraka pri radu u različitim režimima (ne u punom kapacitetu).
Prednosti ovog dizajna:
- tihi rad u usporedbi s hladnjacima kompresora;
- nedostatak mehanizama i pokretnih dijelova, sile trenja (ništa se ne može slomiti);
- ne koriste se tekući nosači topline (freon);
- ukupna potrošnja energije od oko 200 vata;
- možete nadograditi dizajn, mijenjati performanse;
- dostupnost i odrţivost pojedinih jedinica.
Nedostaci:
- na duralumin pločama može se pojaviti kondenzacija;
- vanjska upravljačka jedinica;
- mnogi se čimbenici i nijanse rada otkrivaju empirijski tijekom uporabe;
- malo područje primjene.
Izračunavanje troškova izgradnje osnovnog sustava hlađenja hladnjaka i klima uređaja:
Ime Jedinica revolucija. Kol Jedinična cijena / rub. St, trljati. TEM TES1-12712 (40H40), 106 vata KOM. 1 600 600 Ventilator RQA 12025HSL 110VAC KOM. 2 150 300 Duralumin 3 mm KOM. 1 300 300 Istosmjerno napajanje KOM. 1 300 300 Termostat TAM-133-1m KOM. 1 250 250 Hladnjak HS 036-100 KOM. 1 220 220 Žice, termička mast, učvršćivači, lemljenje – – 300 300 ukupno 2270 U principu, ovaj dizajn je gotov ugrađeni klima uređaj koji se može ugraditi u kabinu automobila, traktora, u zatvorenu avijaciju ili u sigurnosnu kabinu. Potrebno je samo razmisliti o konstruktivnoj zaštiti od atmosferskih padavina.
Rezerva snage TEC1-12712 modula je prilično velika. Amplituda temperature na stranama elementa može doseći 50 stupnjeva. Pri temperaturi zraka od +27 ° C i upotrebom tekućeg sustava za hlađenje (radijator + ventilator), na izlazu se može izdvojiti impresivnih minus 25 ° C! To vam omogućuje da stvorite zamrzivače bez kompresora i tiho kod kuće.
Gdje se drugdje koriste termoelektrični moduli?
Peltier-Seebeckov efekt poznat je od 1840-ih. Aktivno se koristi do danas, zahvaljujući stabilnosti zakona fizike. Termoelektrični modul uvijek će pronaći mjesto na kojem ima viška energije ili je potrebno brzo i tiho prenijeti toplinu.
Glavne primjene termoelektričnih modula:
- Hlađenje mikro krugova. Ventilatori su prošlost kao glavni izmjenjivač topline. Zamijenjuju ih kompaktni, tihi i gotovo vječni TEM.
- Strojarstvo. Čak i najmoderniji ICE stvara ispušne plinove iz komore za izgaranje. Inženjeri koriste svoju toplinu za stvaranje dodatne energije koristeći Peltier-ove elemente. Prikupljena energija vraća se u motore, ali u obliku istosmjerne struje koja štedi gorivo.
- Uređaji. Sve gore opisano, plus većina kućanskih aparata koji rade na hlađenju ili grijanju (osim kompresorskih hladnjaka).
I posljednja mala tajna. Naš modul ima gotovo prekrasno svojstvo – reverzibilnost. To znači da kada se polaritet istosmjernog napona obrne na žicama modula (pomoću prekidača), tople i hladne površine se preokreću. Hladnjak se pretvara u grijač, hladnjak u termalnu komoru (inkubator), a klima uređaj se pretvara u grijač ventilatora male snage. Ne morate mijenjati shemu uređaja za to. Jednostavno promijenite polaritet.
Ovo se načelo koristi u uređaju koji se naziva rekuperator. To je kutija, koja se sastoji od dvije izolirane komore, koje su međusobno povezane pomoću ventilatora. Uz pomoć Peltierovih modula, hladni zrak izvana se zagrijava energijom koja se izvlači iz zagrijanog zraka koji se uklanja iz prostorije. Uređaj vam omogućuje uštedu na grijanju kuće.
Može li mi netko objasniti kako točno funkcioniraju Peltier elementi i može li se isti uređaj koristiti i za hlađenje i za grijanje?
Peltier elementi su poluvodički uređaji koji koriste Peltier efekt za prenošenje topline. Kada se primjeni električna struja na Peltier element, unutrašnji spoj P tipa poluvodiča se zagrijava, dok se spoj N tipa poluvodiča hladi. Ovaj proces uzrokuje prenos topline s jednog kraja elementa na drugi.
Da, isti Peltier element može se koristiti i za hlađenje i za grijanje. Ovisno o smjeru struje koja se primjenjuje, moguće je promijeniti smjer prenošenja topline. Kada se struja primjenjuje u jednom smjeru, Peltier element se koristi za hlađenje, dok se struja u suprotnom smjeru koristi za grijanje. Ovo svojstvo čini Peltier elemente vrlo fleksibilnim za primjenu u uređajima kao što su hladnjaci, klima uređaji, termoelektrični generatori i drugi.
Možete li mi objasniti kako točno rade Peltier elementi u svrhu hlađenja i grijanja? Također me zanima koji su njihovi najčešći primjeri korištenja i jesu li efikasniji od drugih metoda?