หลักการ ทำงาน ของ เพล เที ย ร์

ข้อมูลผลงานนวัตกรรม-

• รายละเอียดของผลงานนวัตกรรม

ประเภทสิ่งประดิษฐ์ : สิ่งประดิษฐ์ด้านพัฒนาคุณภาพชีวิต ปี 2563

เป็นการทดลองนำแผ่นเพลเทียร์มาทำความเย็น เพราะการทำงานของแผ่นเพลเทียร์สามารถทำความเย็นได้ โดยใช้หลักการของเทอร์โมอิเล็กทริก จึงได้แนวคิดขึ้นมาในการประดิษฐ์เครื่องทำความเย็นจากแผ่นเพลเทียร์ ที่สามารถพกพาไปได้ทุกที่ สะดวก และยังสามารถแช่ของต่างๆให้มีอุณหภูมิที่เย็นได้

อาจารย์ที่ปรึกษา
1. นาย ธีระ โพธิ์ทอง
2. นาย ภิรมย์ นาคสีทอง
3. นาย รัตนพล ศรีปานรอด
4. นาย ปิ่นพงษ์ ยอดสะคุณ
5. นาง ปัทมา มรรคโช

ผู้ประดิษฐ์
1. นาย ปองพล ช่วยมาก
2. นาย กฤษณะ สดุดี
3. นางสาว ณัฐริกา หนูล้อม

• ความร่วมมือที่แสวงหา :

ถ่ายทอดเทคโนโลยี, เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิ

• วันที่เผยแพร่ผลงาน :

15 กันยายน 2564

• ระดับความพร้อมของนวัตกรรม :

TRL-7 นำผลงานไป ทดลองใช้แล้ว

• ความต้องการในการใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ :

Directory ประชาสัมพันธ์เท่านั้น

• ราคาของผลงานนวัตกรรม :

ยังไม่ได้กำหนดราคา

สถานที่เยี่ยมชมผลงานนวัตกรรม+

ข้อมูลกรรมสิทธิ์และทรัพย์สินทางปัญญา+

รายละเอียดเจ้าของข้อมูล+

พัดลมไอเย็นจากแผ่นเพลเทียร์

• ราคาของผลงานนวัตกรรม : ยังไม่ได้กำหนดราคา

• จุดเด่นของผลงานนวัตกรรม :

คุณลักษณะ
1. เครื่องทำความเย็นสามารถทำงานให้มีอุณหภูมิที่เย็นได้
2. โครงสร้างของเครื่องทำความเย็นทำจากเหล็ก สามารถให้ระบบทำงานได้ดีโดยการเป่าลมผ่านแผ่นเพลเทียร์เพื่อสร้างอุณหภูมิ ในตู้แช่ของเครื่องได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ประโยชน์การใช้งาน
1. สามารถทำให้ตู้แช่มีอุณหภูมิที่เย็นได้
2. สะดวกในการใช้งานและพกพา
3. สามารถนำไปใช้งานได้จริง

• ชื่อเจ้าของข้อมูล : สำนักวิจัยและพัฒนาการอาชีวศึกษา

• ประเภทผลงานนวัตกรรม :

ผลงานนวัตกรรม

• หมวดหมู่นวัตกรรม :

ชุมชน/สังคม

• ระดับนวัตกรรม :

TRL-7 นำผลงานไป ทดลองใช้แล้ว

• ความร่วมมือที่แสวงหา :

ถ่ายทอดเทคโนโลยี, เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิ

• ความต้องการจำหน่าย :

Directory ประชาสัมพันธ์เท่านั้น

วันที่เผยแพร่: 15 กันยายน 2564

|

ผู้เยี่ยมชม: 78

โมดูล Peltier สามารถใช้ได้ใน 4 รูปแบบที่แตกต่างกัน: เป็นองค์ประกอบความร้อน (ในตู้อบ ...) เป็นองค์ประกอบทำความเย็น (ในตู้เย็น ...) เพื่อรับไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ...) เช่นเดียวกับการรับ น้ำโดยใช้องค์ประกอบ Peltier ... นี่คือสิ่งที่บทความของฉันจะเกี่ยวกับ

องค์ประกอบเพลเทียร์เป็นเทอร์โมอิเล็กทริกคอนเวอร์เตอร์ซึ่งมีพื้นฐานมาจากเอฟเฟกต์เพลเทียร์ - การปรากฏตัวของความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างการไหลของกระแสไฟฟ้า ในวรรณคดีภาษาอังกฤษ องค์ประกอบ Peltier ถูกกำหนดให้เป็น TEC (จากเครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริกภาษาอังกฤษ - เครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก)

สิ่งที่ตรงกันข้ามกับเอฟเฟกต์ Peltier เรียกว่าเอฟเฟกต์ Seebeck

หลักการทำงาน

การทำงานขององค์ประกอบ Peltier ขึ้นอยู่กับการสัมผัสของวัสดุนำไฟฟ้าสองชนิดที่มีระดับพลังงานอิเล็กตรอนต่างกันในแถบการนำไฟฟ้า เมื่อกระแสไหลผ่านการสัมผัสของวัสดุดังกล่าว อิเล็กตรอนจะต้องได้รับพลังงานเพื่อที่จะผ่านเข้าไปในแถบการนำไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงกว่าของสารกึ่งตัวนำอีกตัวหนึ่ง เมื่อพลังงานนี้ถูกดูดซับ จุดสัมผัสของเซมิคอนดักเตอร์จะถูกทำให้เย็นลง เมื่อกระแสไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม จุดสัมผัสของเซมิคอนดักเตอร์จะร้อนขึ้น นอกเหนือจากผลกระทบทางความร้อนตามปกติ

เมื่อโลหะสัมผัสกัน เอฟเฟกต์เพลเทียร์มีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นพื้นหลังของปรากฏการณ์ความร้อนโอห์มมิกและการนำความร้อน ดังนั้นในการใช้งานจริงจึงใช้การสัมผัสของสารกึ่งตัวนำสองตัว

องค์ประกอบ Peltier ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำขนาดเล็กอย่างน้อยหนึ่งคู่ขนานกัน - หนึ่งประเภท n และหนึ่ง p-type ในคู่ (โดยปกติคือบิสมัทเทลลูไรด์, Bi2Te3 และซิลิกอนเจอร์เมไนด์) ซึ่งเชื่อมต่อเป็นคู่โดยใช้สะพานโลหะ สะพานโลหะทำหน้าที่เป็นหน้าสัมผัสความร้อนและหุ้มฉนวนด้วยฟิล์มที่ไม่นำไฟฟ้าหรือแผ่นเซรามิก Parallelepipeds เชื่อมต่อกันในลักษณะที่มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของเซมิคอนดักเตอร์หลายคู่ที่มีการนำไฟฟ้าต่างกันเพื่อให้มีลำดับการเชื่อมต่อหนึ่งลำดับ (n-> p) และด้านล่าง (p) -> น). กระแสไฟฟ้าไหลตามลำดับผ่านส่วนขนานทั้งหมด หน้าสัมผัสส่วนบนจะเย็นลงและส่วนล่างจะร้อนขึ้น - หรือกลับกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแส ดังนั้น ไฟฟ้าถ่ายเทความร้อนจากด้านหนึ่งขององค์ประกอบ Peltier ไปยังด้านตรงข้าม และสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิ

หากคุณทำให้ด้านที่ทำความร้อนขององค์ประกอบ Peltier เย็นลง เช่น ด้วยหม้อน้ำและพัดลม อุณหภูมิของด้านที่เย็นจะต่ำลงอีก ในเซลล์แบบขั้นตอนเดียว ความแตกต่างของอุณหภูมิอาจสูงถึงประมาณ 70 ° C ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดเซลล์และกระแส

ข้อดีข้อเสีย

ข้อดีขององค์ประกอบ Peltier คือขนาดที่เล็ก ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว รวมทั้งก๊าซและของเหลว เมื่อทิศทางของกระแสกลับด้าน ทั้งการทำความเย็นและความร้อนจะเกิดขึ้นได้ ซึ่งทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิที่อุณหภูมิแวดล้อมได้ทั้งด้านบนและด้านล่างของอุณหภูมิการควบคุมอุณหภูมิ ข้อดีคือไม่มีชิ้นส่วนกลไกและไม่มีเสียงรบกวน

ข้อเสียขององค์ประกอบ Peltier คือประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าหน่วยทำความเย็นคอมเพรสเซอร์ของฟรีออน ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากเพื่อให้อุณหภูมิแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ การพัฒนากำลังอยู่ระหว่างการปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน และองค์ประกอบ Peltier พบว่ามีการใช้เทคโนโลยีอย่างกว้างขวาง เนื่องจากไม่มี อุปกรณ์เพิ่มเติมอุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C สามารถรับรู้ได้

ปัญหาหลักในการสร้างองค์ประกอบ Peltier ที่มีประสิทธิภาพสูงคืออิเล็กตรอนอิสระในสารเป็นพาหะของทั้งกระแสไฟฟ้าและความร้อนพร้อมกัน วัสดุสำหรับองค์ประกอบ Peltier นั้นต้องมีคุณสมบัติที่ไม่ซ้ำกันสองประการพร้อมกัน - เป็นการดีที่จะนำกระแสไฟฟ้า แต่ไม่ดีในการนำความร้อน

ในแบตเตอรี่ของเซลล์ Peltier เป็นไปได้ที่จะบรรลุความแตกต่างของอุณหภูมิที่มีขนาดใหญ่มากในทางทฤษฎีมากกว่า 70 องศาเซลเซียสในเรื่องนี้ เป็นการดีกว่าถ้าใช้วิธีควบคุมอุณหภูมิแบบพัลซิ่ง ซึ่งจะทำให้การใช้พลังงานลดลงด้วย ในกรณีนี้ ขอแนะนำให้ปรับคลื่นกระแสน้ำให้เรียบเพื่อยืดอายุขององค์ประกอบ Peltier

การประยุกต์ใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก: ในเครื่องทำน้ำเย็น, ระบบทำความเย็นสำหรับคอมพิวเตอร์หรือไมโครเซอร์กิตของอุปกรณ์ขนาดเล็กต่างๆ, ในเครื่องกำเนิดความร้อนไฟฟ้า, การ์ดวิดีโอระบายความร้อน, สะพานเหนือหรือใต้, ตู้เย็นในรถยนต์, เครื่องทำความเย็นแบบอากาศ, Arduino, สำหรับทำความเย็นเมทริกซ์ CCD และเครื่องตรวจจับแสงอินฟราเรด, ในเครื่องกำเนิดความร้อนไฟฟ้า, ในอุณหภูมิ, ในอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์, เครื่องสอบเทียบอุณหภูมิ, เครื่องควบคุมความร้อน โดยทั่วไป ซึ่งจำเป็นต้องบรรลุความแตกต่างของอุณหภูมิมากกว่า 60 องศา

ขนาดเพลทเพลเทียร์และลักษณะการบริโภค

ขนาดของเพลทเพลเทียร์และลักษณะการใช้ไฟฟ้า (การสิ้นเปลืองพลังงาน แรงดันไฟ กระแสไฟ ความต่างของอุณหภูมิสูงสุด) เครื่องหมายของเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปตามไซต์ต่าง ๆ ทั้งหมดขึ้นอยู่กับผู้ผลิต (เช่น: TEG1-241-1.4-1.2; СР1.4-127-06L ในประเทศ; TB-127-1.4-1.5 Frost-72 ; SP1848-27145; Seebeck เทอร์โมเจนเนอเรเตอร์ TEP1-142T300) ในทางกลับกัน ลักษณะจะไม่แตกต่างกันมากนัก แต่ตัวชี้วัดบางตัวจะไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

DIY ตู้เย็น USB (โมดูล Peltier)

ในการสร้างตู้เย็นขนาดเล็ก เราจำเป็นต้องค้นหาหรือซื้อส่วนประกอบ Peltier (คุณสามารถอ่านว่ามันคืออะไรและทำงานอย่างไรด้านล่าง) และหม้อน้ำสองตัว

วัสดุที่ฉันติดตู้เย็นนั้นคล้ายกับโฟมอัดหรือพลาสติกที่มีรูพรุน โดยทั่วไปแล้ววัสดุสามารถเป็นอะไรก็ได้คุณภาพหลักของมันคือฉนวนกันความร้อน
แก้วเป็นออร์แกนิก ดูบอบบาง แต่จริงๆ แล้ววัสดุมีความแข็งแรง
กาวเป็นซุปเปอร์กลู

เพื่อความสะดวก ฉันทำที่ยึดด้วยแม่เหล็ก
มันกลับกลายเป็นว่าไม่เป็นไร - น้ำแร่หนึ่งขวดสามารถใส่เข้าไปได้อย่างง่ายดาย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ผลิตไฟฟ้าโดยใช้องค์ประกอบ Peltier

ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้:

- เชื้อเพลิง - ทุกสิ่งที่เผาไหม้หรือร้อนจัด
- เอาต์พุต USB 5 โวลต์, 500mA.
- ไม่ขึ้นกับแสงแดด ลม ฯลฯ.
- โครงสร้างเรียบง่ายและทนทานที่คงอยู่ตลอดไป
- คุณสามารถปรุงอาหารในขณะที่โทรศัพท์ของคุณกำลังชาร์จ
- ความเก่งกาจ
- ทุกคนสามารถรวบรวมที่บ้านใน 1 เย็น (แม้แต่พนักงานของ AvtoVAZ =))
- ความถูกของการออกแบบ

ไม่ใช่ฉันที่คิดค้น มีสำเนาเชิงพาณิชย์ที่ดีกว่าของฉันมาก ตัวอย่างเช่น BioLite CampStove ราคาของมันคือ 7900 รูเบิล สำเนาของฉันถูกวิปปิ้งสำหรับบทความนี้และการทดลองเพิ่มเติม

พื้นฐานคือองค์ประกอบ Peltier นี่คือโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้ในเครื่องทำน้ำเย็นและตู้เย็นแบบพกพา และยังใช้เพื่อทำให้โปรเซสเซอร์เย็นลงอีกด้วย เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า ด้านหนึ่งจะเย็นลงและอีกด้านหนึ่งจะร้อนขึ้น ในทางกลับกัน เราจะให้ความร้อนด้านหนึ่งเพื่อให้ได้ไฟฟ้า

หลักการสำคัญคือด้านหนึ่งถูกทำให้ร้อน และอีกด้านหนึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ 100 องศาเซลเซียสเป็นสิ่งจำเป็น

มาเริ่มกันเลย!

โมดูล TEC1-12710 จัดอันดับสำหรับ 10 A (มีน้อยมีมากขึ้น) แต่ตัวที่ทรงพลังกว่าก็จะใหญ่กว่า ยิ่งค่าแอมแปร์สูงเท่าไรก็ยิ่งมีประสิทธิภาพและมีราคาแพงมากขึ้นเท่านั้น ฉันซื้อใน aliexpress ประมาณ 250 รูเบิล ในร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรา ราคานี้อยู่ที่ประมาณ 1,500 รูเบิล

โมดูลได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 12V แต่ก็ไม่ได้ให้มากเพราะมีประสิทธิภาพต่ำเมื่อเราใช้งานในทิศทางตรงกันข้ามเช่น เพื่อรับกระแส

เพื่อให้ 5 โวลต์มีความเสถียรและชาร์จอุปกรณ์ได้อย่างปลอดภัย จำเป็นต้องใช้ตัวเพิ่มความเสถียร มันเริ่มที่จะให้ 5 โวลต์เมื่อมีเพียง 1 บนองค์ประกอบ Peltier คุณจะพบว่าทุกอย่างพร้อมสำหรับการชาร์จโดยไฟ LED ที่ติดสว่างบนโมดูล

มาลองจ่ายไฟของเรากัน ฉันต้องทำรูเพิ่มเติมเพื่อให้อากาศไหลเวียนได้ดีขึ้น (แหล่งจ่ายไฟเก่ามาก)

หลักการสำคัญคืออากาศถูกดูดเข้าจากด้านล่างและออกจากด้านบน พูดง่ายๆคือคุณต้องทำเตาธรรมดา อย่าลืมเปิดสำหรับใส่มันฝรั่งทอดและหม้อหรือเหยือกสำหรับต้มน้ำหากต้องการ

วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน. นี่คือสิ่งที่คุณควรได้รับ:

เราโยนกิ่งไม้ชิปโดยทั่วไปทุกอย่างที่ไหม้อยู่ข้างใน จากนั้นเราก็จุดไฟ ไฟทำให้ผนังเตาร้อนและองค์ประกอบ Peltier ซึ่งอยู่บนผนังด้านใดด้านหนึ่ง อีกด้านหนึ่งขององค์ประกอบซึ่งอยู่บนหม้อน้ำ ยังคงอยู่ที่อุณหภูมิภายนอก ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิมากเท่าใด พลังก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่อย่าหักโหมจนเกินไป

ประสิทธิภาพสูงสุดทำได้แล้วที่ความแตกต่าง 100 องศา เมื่อเวลาผ่านไป หม้อน้ำจะเริ่มร้อนขึ้นและจำเป็นต้องทำให้เย็นลง คุณสามารถขว้างหิมะโรยด้วยน้ำใส่หม้อน้ำบนน้ำแข็งหรือในน้ำใส่แก้วน้ำเย็นลงไป มีตัวเลือกมากมาย วิธีที่ง่ายที่สุดคือตัวทำความเย็น มันจะใช้พลังงานบางส่วน แต่เนื่องจากการระบายความร้อน ผลลัพธ์โดยรวมจะไม่เปลี่ยนแปลง

หากคุณไม่ขี้เกียจและทำทุกอย่างถูกต้อง คุณจะได้เศษไม้ง่ายๆ ที่คุณสามารถอุ่นอาหาร ต้มน้ำ และชาร์จอุปกรณ์ของคุณได้ในเวลาเดียวกัน

สามารถใช้ที่บ้านได้หากไฟฟ้าดับโดยใส่เทียนไขเข้าไป อย่างไรก็ตาม หากคุณเชื่อมต่อ LED เข้ากับมัน แสงจะสว่างกว่าตัวเทียนเองมาก

ทุกที่ที่คุณพบสิ่งที่เผาไหม้ คุณจะมีไฟฟ้า ความร้อน และความสามารถในการปรุงอาหารอย่างสะดวก โดยใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าไฟ

การทดสอบครั้งแรก!

หลังเลิกงานฉันไปป่า พระอาทิตย์เกือบตก พุ่มไม้เปียก แต่เตาจ่าย 100%

ผลลัพธ์เกินความคาดหมายทั้งหมดของฉัน ทันทีหลังจากที่ชิปเผาไหม้ ไฟแสดงสถานะก็สว่าง ฉันเสียบโทรศัพท์และเริ่มชาร์จ การชาร์จนั้นเสถียร

ตัวแปลงไม่ได้เครียดเลย ฉันยังเอาแผ่นระบายความร้อนแล็ปท็อปไปด้วยซึ่งมีตัวระบายความร้อน 2 ตัวและไฟ LED มันควรจะกินอย่างเหมาะสม เชื่อมต่อทุกอย่างหมุนเรืองแสงลมพัด ฉันยังเอาพัดลม USB มาเชื่อมต่อเมื่อเหลือเพียงถ่าน ทุกอย่างหมุนไปได้ดี ฉันไม่รู้ด้วยซ้ำว่าจะลองอะไรอีก

ผลลัพธ์:

ทุกอย่างใช้งานได้ดี ทำให้พื้นแอมแปร์ออกมา เช่นเดียวกัน คุณต้องมีเครื่องทำความเย็น ในครึ่งชั่วโมงหม้อน้ำจะอุ่นขึ้นประมาณ 40 องศาในฤดูร้อนจะยิ่งมากขึ้น ปล่อยให้มันหมุนเพื่อตัวคุณเอง

ลิ้นของเปลวเพลิงลุกโชนขึ้นสูง โดยส่วนตัวแล้วฉันไม่ต้องการไฟเช่นนี้ ฉันจะปิดรูบางส่วนเพื่อให้มันเผาไหม้ช้าลง

ฉันจะทำทุกอย่างในรูปแบบใหม่ฉันจะใช้เสี้ยนมาตรฐานที่ทำจากกระป๋องเป็นพื้นฐาน แต่ฉันจะทำมันจากโลหะที่หนาขึ้นและเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ฉันจะซื้อฮีทซิงค์ที่ดีพร้อมตัวระบายความร้อนในรูปทรงที่เหมาะสม และจะพยายามทำรุ่นที่พับได้เพื่อให้ใช้พื้นที่ในการพกพาน้อยลง

การผลิตน้ำดื่มด้วยโมดูล Peltier

เทอร์โมคัปเปิล (โมดูล Peltier) ทำงานตามหลักการที่ตรงกันข้ามกับการทำงานของเทอร์โมคัปเปิล - ลักษณะของอุณหภูมิที่แตกต่างเมื่อกระแสไฟฟ้าไหล

องค์ประกอบ Peltier ทำงานอย่างไร

การใช้โมดูล Peltier นั้นค่อนข้างง่าย โดยมีหลักการคือการปล่อยหรือดูดซับความร้อนในขณะที่สัมผัส วัสดุต่างๆเมื่อผ่านเข้าไปพลังงานจะไหลผ่านของอิเล็กตรอนก่อนสัมผัสและหลังสัมผัสต่างกัน หากน้อยกว่าที่ทางออกแสดงว่ามีความร้อนเกิดขึ้นที่นั่น เมื่ออิเล็กตรอนที่สัมผัสถูกลดความเร็วด้วยสนามไฟฟ้า พวกมันจะถ่ายเทพลังงานจลน์ไปยังโครงผลึกคริสตัล และทำให้ร้อนขึ้น หากเร่งขึ้นความร้อนจะถูกดูดซับ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพลังงานส่วนหนึ่งถูกนำมาจากโครงผลึกและเกิดการเย็นตัวลง

โดยทั่วไปปรากฏการณ์นี้มีอยู่ในเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งอธิบายได้จากประจุที่แตกต่างกันมาก

โมดูล Peltier ซึ่งเป็นแอปพลิเคชันที่เป็นหัวข้อในการทบทวนของเรา ถูกใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (TEM) สิ่งที่ง่ายที่สุดเหล่านี้ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด p และ n สองตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมผ่านหน้าสัมผัสทองแดง

หากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากเซมิคอนดักเตอร์ "p" เป็น "n" ที่ทางแยกแรกกับสะพานโลหะ อิเล็กตรอนจะรวมตัวกันใหม่ด้วยการปล่อยพลังงาน การเปลี่ยนแปลงครั้งต่อไปจากเซมิคอนดักเตอร์ "p" เป็นตัวนำทองแดงจะมาพร้อมกับ "การดึง" ของอิเล็กตรอนผ่านการสัมผัสกับสนามไฟฟ้า กระบวนการนี้จะดูดซับพลังงานและทำให้บริเวณรอบๆ สัมผัสเย็นลง กระบวนการเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันในการเปลี่ยนครั้งต่อไป

เมื่อหน้าสัมผัสที่ร้อนและเย็นอยู่ในระนาบคู่ขนานที่แตกต่างกัน จะได้รับการดำเนินการตามวิธีการในทางปฏิบัติ เซมิคอนดักเตอร์ทำจากซีลีเนียม บิสมัท พลวง หรือเทลลูเรียม โมดูล Peltier รองรับเทอร์โมคัปเปิลจำนวนมากที่วางอยู่ระหว่างแผ่นเซรามิกไนไตรด์หรืออลูมินา

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ TEM

• ความแรงในปัจจุบัน
• จำนวนเทอร์โมคัปเปิล (มากถึงหลายร้อย)
• ประเภทของสารกึ่งตัวนำ
• อัตราการทำความเย็น

ยังไม่สามารถบรรลุค่าขนาดใหญ่ได้เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ (5-8%) และต้นทุนสูง เพื่อให้ TEM ทำงานได้สำเร็จ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายความร้อนออกจากด้านที่ให้ความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้สร้างปัญหาในการดำเนินการตามวิธีการในทางปฏิบัติ หากคุณกลับขั้ว ด้านที่เย็นและร้อนจะกลับด้านซึ่งกันและกัน

ข้อดีและข้อเสียของโมดูล

ความต้องการ TEM ปรากฏขึ้นพร้อมกับการเกิดขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการระบบทำความเย็นขนาดเล็ก ข้อดีของโมดูลมีดังนี้:

• ความเป็นปึกแผ่น;
• ขาดข้อต่อที่สามารถเคลื่อนย้ายได้
• หลักการทำงานของโมดูล Peltier สามารถย้อนกลับได้ด้วยการเปลี่ยนขั้ว
• การเชื่อมต่อแบบคาสเคดอย่างง่ายเพื่อเพิ่มพลัง

ข้อเสียเปรียบหลักของโมดูลคือประสิทธิภาพต่ำ สิ่งนี้แสดงให้เห็นในการใช้พลังงานที่สูงในขณะที่บรรลุผลการระบายความร้อนที่ต้องการ นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายสูง

แอปพลิเคชัน TEM

โมดูล Peltier ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับระบายความร้อนไมโครเซอร์กิตและชิ้นส่วนขนาดเล็ก วางรากฐานสำหรับองค์ประกอบการระบายความร้อนของอุปกรณ์ทางทหาร:

• ไมโครวงจร;
• เครื่องตรวจจับอินฟราเรด
• องค์ประกอบเลเซอร์
• เครื่องกำเนิดควอตซ์

โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกของ Peltier ค่อยๆ เริ่มใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือน: เพื่อสร้างตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเทอร์โมสแตท จุดประสงค์หลักคือการทำให้วัตถุขนาดเล็กเย็นลง

ระบายความร้อนซีพียู

ส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งนำไปสู่การสร้างความร้อนที่เพิ่มขึ้น ร่วมกับพวกเขา ระบบระบายความร้อนได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ด้วยวิธีการควบคุมที่ทันสมัย โมดูล Peltier พบการใช้งานในพื้นที่นี้เป็นหลักในวงจรทำความเย็นขนาดเล็กและส่วนประกอบวิทยุอื่นๆ คูลเลอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถรับมือกับโหมดการโอเวอร์คล็อกแบบบังคับของไมโครโปรเซสเซอร์ได้อีกต่อไป และการเพิ่มความถี่ของโปรเซสเซอร์ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้

การเพิ่มความเร็วพัดลมส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนมาก กำจัดได้โดยใช้โมดูล Peltier ในระบบทำความเย็นแบบรวม ด้วยวิธีนี้ บริษัทชั้นนำจึงเชี่ยวชาญอย่างรวดเร็วในการผลิตระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งเริ่มมีความต้องการสูง

ความร้อนจากโปรเซสเซอร์มักจะถูกกำจัดโดยตัวทำความเย็น สามารถดูดอากาศเข้าจากภายนอกหรือจากภายในยูนิตระบบ ปัญหาหลักคือบางครั้งอุณหภูมิของอากาศก็ไม่เพียงพอสำหรับการกำจัดความร้อน ดังนั้น จึงเริ่มใช้ TEM เพื่อทำให้การไหลของอากาศเข้าสู่ .เย็นลง หน่วยระบบจึงเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ดังนั้นเครื่องปรับอากาศในตัวจึงเป็นผู้ช่วยของระบบทำความเย็นคอมพิวเตอร์แบบเดิมๆ

หม้อน้ำอะลูมิเนียมติดตั้งอยู่ทั้งสองด้านของโมดูล จากด้านข้างของแผ่นทำความเย็น อากาศจะถูกสูบเพื่อระบายความร้อนไปยังโปรเซสเซอร์ หลังจากที่ใช้ความร้อนแล้ว พัดลมอีกตัวจะพัดผ่านฮีทซิงค์ของแผ่นความร้อนของโมดูล

TEM สมัยใหม่ถูกควบคุม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ซึ่งระดับการระบายความร้อนเป็นสัดส่วนกับความร้อนของโปรเซสเซอร์

การเปิดใช้งานการระบายความร้อนของโปรเซสเซอร์ยังสร้างปัญหาอีกด้วย

1. โมดูลทำความเย็น Peltier แบบธรรมดาได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง การใช้พลังงานที่ลดลงยังช่วยลดการสร้างความร้อน ซึ่งอาจทำให้คริสตัลเย็นเกินไปและการแช่แข็งของโปรเซสเซอร์ในภายหลัง
2. หากการทำงานของตัวทำความเย็นและตู้เย็นไม่สอดคล้องกัน ระบบอาจเข้าสู่โหมดทำความร้อนแทนการทำความเย็น ความร้อนที่เพิ่มขึ้นจะทำให้โปรเซสเซอร์ร้อนเกินไป

ดังนั้น สำหรับ โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยเราต้องการเทคโนโลยีระบายความร้อนขั้นสูงพร้อมการควบคุมการทำงานของโมดูลเอง การเปลี่ยนแปลงในโหมดการทำงานดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นกับการ์ดแสดงผลซึ่งต้องการการระบายความร้อนอย่างเข้มข้น ดังนั้น TEM จึงเหมาะสำหรับพวกเขา

DIY ตู้เย็นอัตโนมัติ

ในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมา อุตสาหกรรมในประเทศพยายามควบคุมการผลิตตู้เย็นขนาดเล็กโดยอิงจากผลของ Peltier เทคโนโลยีที่มีอยู่ในเวลานั้นไม่อนุญาตให้ทำเช่นนี้ ตอนนี้ราคาที่สูงเป็นอุปสรรคหลัก แต่ความพยายามยังคงดำเนินต่อไป และประสบความสำเร็จที่นี่แล้ว

การผลิตอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกจำนวนมากช่วยให้คุณสร้างตู้เย็นขนาดเล็กด้วยมือของคุณเอง สะดวกสำหรับใช้ในรถยนต์ พื้นฐานของมันคือ "แซนวิช" ซึ่งทำในลักษณะดังต่อไปนี้

1. ชั้นของสารนำความร้อนประเภท KPT-8 ถูกนำไปใช้กับหม้อน้ำด้านบน และโมดูล Peltier จะถูกติดกาวที่ด้านหนึ่งของพื้นผิวเซรามิก
2. ในทำนองเดียวกันหม้อน้ำอีกตัวติดอยู่จากด้านล่างซึ่งออกแบบมาเพื่อวางในห้องเย็น
3. อุปกรณ์ทั้งหมดถูกบีบอัดและทำให้แห้งภายใน 4-5 ชั่วโมง
4. หม้อน้ำทั้งสองติดตั้งคูลเลอร์: ตัวบนจะระบายความร้อนและตัวล่างจะทำให้อุณหภูมิในห้องเย็นเท่ากัน

ตัวตู้เย็นทำด้วยปะเก็นฉนวนความร้อนภายใน สิ่งสำคัญคือต้องปิดให้สนิท ในการทำเช่นนี้ คุณสามารถใช้กล่องเครื่องมือพลาสติกธรรมดาได้

จ่ายไฟ 12V จากระบบรถ นอกจากนี้ยังสามารถทำได้จากเครือข่าย 220 V กระแสสลับ,พร้อมระบบจ่ายไฟ. วงจรแปลง AC-to-DC เป็นวงจรที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยสะพานเรียงกระแสและตัวเก็บประจุปรับคลื่นให้เรียบ ในกรณีนี้เป็นสิ่งสำคัญที่เอาต์พุตจะต้องไม่เกิน 5% ของค่าเล็กน้อยมิฉะนั้นประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะลดลง โมดูลนี้มีขั้วสองขั้วที่ทำจากสายไฟสี "บวก" เชื่อมต่อกับสีแดงเสมอ "ลบ" เป็นสีดำ

กำลังของ TEM ต้องสอดคล้องกับปริมาตรของกล่อง ตัวเลข 3 หลักแรกของการทำเครื่องหมายระบุจำนวนคู่ขององค์ประกอบไมโครเซมิคอนดักเตอร์ภายในโมดูล (49-127 ขึ้นไป) แสดงด้วยตัวเลขสองหลักสุดท้ายของเครื่องหมาย (ตั้งแต่ 3 ถึง 15 A) หากพลังงานไม่เพียงพอ คุณต้องติดโมดูลอื่นกับหม้อน้ำ

บันทึก! หากกระแสเกินกำลังขององค์ประกอบจะร้อนขึ้นทั้งสองด้านและล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

โมดูล Peltier: เครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้า

TEM สามารถใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ในการทำเช่นนี้ คุณต้องสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเพลต และเทอร์โมคัปเปิลที่อยู่ระหว่างพวกมันจะสร้างกระแสไฟฟ้า

สำหรับการใช้งานจริง คุณต้องมี TEM อย่างน้อย 5 V จากนั้นจึงชาร์จได้ โทรศัพท์มือถือ... เนื่องจากโมดูล Peltier มีประสิทธิภาพต่ำ จึงจำเป็นต้องมีตัวแปลงเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คุณจะต้อง:

• 2 โมดูล Peltier TES1-12705 ที่มีขนาดแผ่น 40x40 มม.
• ตัวแปลง EK-1674;
• แผ่นอลูมิเนียมหนา 3 มม.
• หม้อสำหรับน้ำ
• กาวทนความร้อน

วางโมดูลสองโมดูลไว้ระหว่างเพลตบนกาว จากนั้นโครงสร้างทั้งหมดจะถูกยึดไว้ที่ด้านล่างของกระทะ หากคุณเติมน้ำและจุดไฟ คุณจะได้รับความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการ ซึ่งจะสร้าง EMF ที่ประมาณ 1.5 โวลต์ เมื่อเชื่อมต่อโมดูลเข้ากับตัวแปลงแบบสเต็ปอัพ คุณสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้ถึง 5 โวลต์ที่ต้องใช้ในการชาร์จ แบตเตอรี่โทรศัพท์

ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำกับแผ่นทำความร้อนที่ต่ำกว่ามากเท่าใด เครื่องกำเนิดก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น จึงต้องพยายามลดความร้อนของน้ำ วิธีทางที่แตกต่าง: ทำให้ไหลผ่าน แทนที่ด้วยความสดใหม่บ่อยขึ้น ฯลฯ วิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิคือการสลับคาสเคดของโมดูลเมื่อวางซ้อนทับในชั้นหนึ่งทับอีกชั้นหนึ่ง การเพิ่มขนาดโดยรวมของอุปกรณ์ช่วยให้สามารถวางองค์ประกอบต่างๆ ระหว่างเพลตได้มากขึ้น และเพิ่มกำลังโดยรวม

ความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพียงพอสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็ก หลอดไฟ LED ที่ใช้งานหรือเครื่องรับวิทยุ บันทึก! ในการสร้างเทอร์โมเจนเนอเรเตอร์ คุณจะต้องมีโมดูลที่สามารถทำงานได้ที่ 300-400 0 С! ส่วนที่เหลือเหมาะสำหรับการทดสอบทดลองเท่านั้น

ต่างจากวิธีการผลิตไฟฟ้าทางเลือกอื่น ๆ พวกมันสามารถทำงานในขณะขับรถได้ หากคุณสร้างบางอย่างเช่นเครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยา

โมดูล Peltier ในประเทศ

TEM ของการผลิตของตัวเองปรากฏในตลาดเมื่อไม่นานมานี้ มีความน่าเชื่อถือสูงและมี ลักษณะที่ดี... โมดูล Peltier ซึ่งเป็นที่ต้องการอย่างมาก มีขนาด 40x40 มม. ออกแบบมาสำหรับกระแสสูงสุด 6 A และแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 15 V.

โมดูล Peltier ในประเทศสามารถซื้อได้ในราคาเล็กน้อย ที่ 85 W อุณหภูมิจะลดลง 60 0 C เมื่อใช้ร่วมกับตัวทำความเย็น จะสามารถปกป้องโปรเซสเซอร์ที่มีการกระจายพลังงาน 40 W จากความร้อนสูงเกินไป

ลักษณะของโมดูลจากบริษัทชั้นนำ

มีการนำเสนออุปกรณ์ต่างประเทศในตลาดที่หลากหลายมากขึ้น เพื่อปกป้องโปรเซสเซอร์ของบริษัทชั้นนำ โมดูล Peltier ถูกใช้เป็นตู้เย็น PAX56B ซึ่งราคาพร้อมพัดลมคือ $ 35

ด้วยขนาด 30x30 มม. ทำให้อุณหภูมิโปรเซสเซอร์ไม่สูงกว่า 63 0 С ด้วยกำลังไฟที่จัดสรร 25 วัตต์ แรงดันไฟ 5 V เพียงพอสำหรับการจ่ายไฟ และกระแสไฟไม่เกิน 1.5 A

โมดูล Peltier PA6EXB เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการระบายความร้อนโปรเซสเซอร์ โดยให้สภาวะอุณหภูมิปกติพร้อมการกระจายพลังงานที่ 40 วัตต์ พื้นที่ของโมดูลคือ 40x40 มม. และการบริโภคในปัจจุบันสูงถึง 8 A นอกเหนือจากขนาดที่น่าประทับใจ - 60x60x52.5 มม. (พร้อมกับพัดลม) - อุปกรณ์ต้องการพื้นที่ว่างรอบตัว ราคาของมันคือ $ 65

เมื่อใช้โมดูล Peltier ข้อมูลจำเพาะเขาจะต้องตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์ระบายความร้อน เป็นที่ยอมรับไม่ได้ว่ามีอุณหภูมิต่ำเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การควบแน่นของความชื้น ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

โมดูลสำหรับการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเช่นมีกำลังสูงกว่า - 72 W และ 108 W ตามลำดับ พวกเขาโดดเด่นด้วยเครื่องหมายซึ่งมักใช้กับด้านที่ร้อน อุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตของด้านร้อนคือ 150-160 0 C ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเพลตยิ่งสูง แรงดันเอาต์พุตก็จะยิ่งสูงขึ้น อุปกรณ์ทำงานที่อุณหภูมิแตกต่างกันสูงสุด 600 0 С

คุณสามารถซื้อโมดูล Peltier ได้ในราคาไม่แพง - ประมาณ 10 เหรียญหรือน้อยกว่าต่อชิ้น หากคุณค้นหาให้ดี บ่อยครั้งที่ผู้ขายพองราคาอย่างมาก แต่คุณสามารถหาซื้อได้ถูกกว่าหลายเท่าหากคุณซื้อตอนลดราคา

บทสรุป

ปัจจุบันมีการใช้เอฟเฟกต์ Peltier ในการสร้างตู้เย็นขนาดเล็กที่เทคโนโลยีสมัยใหม่ต้องการ การย้อนกลับของกระบวนการทำให้สามารถผลิตโรงไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งต้องการการชาร์จแบตเตอรี่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ต่างจากแหล่งพลังงานทางเลือกอื่น ๆ พวกมันสามารถทำงานขณะขับรถได้หากมีการติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยา

องค์ประกอบ Peltier มักจะเรียกว่าตัวแปลงที่สามารถทำงานได้จากความแตกต่างของอุณหภูมิ สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำผ่านหน้าสัมผัส ด้วยเหตุนี้แผ่นพิเศษจึงมีอยู่ในองค์ประกอบ ความร้อนถูกถ่ายเทจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง

ทุกวันนี้ เทคโนโลยีนี้เป็นที่ต้องการอย่างมากเนื่องจากความสามารถในการถ่ายเทความร้อนที่มีนัยสำคัญ นอกจากนี้อุปกรณ์ยังสามารถอวดความกะทัดรัด หม้อน้ำสำหรับหลายรุ่นมีการติดตั้งที่อ่อนแอ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากระแสความร้อนเย็นลงค่อนข้างเร็ว ส่งผลให้อุณหภูมิที่ต้องการคงอยู่อย่างต่อเนื่อง

องค์ประกอบที่ระบุไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว อุปกรณ์ทำงานอย่างเงียบ ๆ และนี่เป็นข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ ควรกล่าวด้วยว่าสามารถใช้งานได้เป็นเวลานานและกรณีของการพังทลายนั้นหายากมาก ประเภทที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยตัวนำทองแดงที่มีหน้าสัมผัสและสายเชื่อมต่อ นอกจากนี้ยังมีฉนวนด้านความเย็น มักจะทำด้วยเซรามิกหรือ

เหตุใดจึงต้องมีองค์ประกอบ Peltier

ส่วนประกอบ Peltier มักใช้ทำตู้เย็น โดยปกติเรากำลังพูดถึงรุ่นกะทัดรัดที่สามารถใช้งานได้เช่นโดยผู้ขับขี่รถยนต์บนท้องถนน อย่างไรก็ตาม ขอบเขตการใช้งานของอุปกรณ์นี้ไม่ได้สิ้นสุด วี ครั้งล่าสุดองค์ประกอบ Peltier เริ่มถูกติดตั้งอย่างแข็งขันในอุปกรณ์เสียงและอะคูสติก พวกเขาสามารถทำหน้าที่ของเครื่องทำความเย็นได้

ส่งผลให้แอมพลิฟายเออร์ของอุปกรณ์เย็นลงโดยไม่มีเสียงรบกวน องค์ประกอบ Peltier เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบพกพา ถ้าเราพูดถึงอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ก็ใช้อุปกรณ์เหล่านี้เพื่อทำให้เลเซอร์เย็นลง ในกรณีนี้ เป็นไปได้ที่จะทำให้คลื่นการศึกษาสำหรับ LED มีความเสถียรอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อเสียของรุ่น Peltier

ดูเหมือนว่าอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพดังกล่าวไม่มีข้อเสีย แต่มีบางอย่าง ประการแรก ผู้เชี่ยวชาญสังเกตเห็นความสามารถในการเจาะโมดูลต่ำในทันที นี่แสดงว่าบุคคลหนึ่งจะมี ปัญหาบางอย่างถ้าเขาต้องการให้อุปกรณ์เย็นลงซึ่งทำงานจากเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 400 V ในกรณีนี้อิเล็กทริกแบบพิเศษจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้บางส่วน อย่างไรก็ตาม กระแสพังทลายจะยังคงสูงอยู่ และขดลวดขององค์ประกอบ Peltier อาจไม่สามารถต้านทานได้

นอกจากนี้ ไม่แนะนำให้ใช้รุ่นเหล่านี้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ เนื่องจากองค์ประกอบมีแผ่นโลหะ ความไวของทรานซิสเตอร์อาจลดลง ข้อเสียเปรียบสุดท้ายขององค์ประกอบ Peltier คือประสิทธิภาพต่ำ อุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถเข้าถึงความแตกต่างของอุณหภูมิที่มีนัยสำคัญได้

โมดูลคอนโทรลเลอร์

การสร้างองค์ประกอบ DIY Peltier สำหรับตัวควบคุมนั้นค่อนข้างง่าย ในการทำเช่นนี้คุณควรเตรียมแผ่นโลหะสองแผ่นล่วงหน้ารวมถึงการเดินสายพร้อมหน้าสัมผัส ก่อนอื่นเตรียมตัวนำสำหรับการติดตั้งซึ่งจะอยู่ที่ฐาน มักจะซื้อด้วยฉลาก "PP"

นอกจากนี้ ควรมีการจัดหาเซมิคอนดักเตอร์ที่เอาต์พุตสำหรับการควบคุมอุณหภูมิตามปกติ จำเป็นสำหรับการถ่ายเทความร้อนไปยังแผ่นด้านบนอย่างรวดเร็ว ควรใช้หัวแร้งเพื่อติดตั้งองค์ประกอบทั้งหมด ในการทำให้องค์ประกอบ Peltier เสร็จสิ้นด้วยมือของคุณเอง สายไฟสองเส้นเชื่อมต่อกันเป็นลำดับสุดท้าย อันแรกติดตั้งที่ฐานด้านล่างและจับจ้องที่ตัวนำด้านนอกสุด เมื่อทำเช่นนี้ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับจาน

ถัดไปติดสายที่สองที่ส่วนบน การตรึงยังดำเนินการกับองค์ประกอบสุดขั้ว เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะใช้ผู้ทดสอบ ในการทำเช่นนี้ต้องเชื่อมต่อสายไฟสองสายเข้ากับอุปกรณ์ เป็นผลให้ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าควรอยู่ที่ประมาณ 23 V ในสถานการณ์นี้ มากขึ้นอยู่กับอำนาจของตัวควบคุม

ตู้เย็นพร้อมเทอร์มิสเตอร์

วิธีทำองค์ประกอบ DIY Peltier สำหรับตู้เย็นที่มีเทอร์มิสเตอร์? ตอบคำถามนี้เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าแผ่นสำหรับมันถูกเลือกจากเซรามิกเท่านั้น ในกรณีนี้ มีการใช้ตัวนำประมาณ 20 ตัว นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงขึ้น คุณสามารถเพิ่มได้ถึง 70% ในกรณีนี้ การคำนวณเป็นสิ่งสำคัญ

สามารถทำได้ตามกำลังของอุปกรณ์ ตู้เย็นฟรีออนเหลวเหมาะอย่างยิ่งในกรณีนี้ องค์ประกอบ Peltier ได้รับการติดตั้งโดยตรงใกล้กับเครื่องระเหยซึ่งอยู่ติดกับมอเตอร์ ในการติดตั้ง คุณจะต้องมีชุดเครื่องมือมาตรฐานและปะเก็น มีความจำเป็นเพื่อป้องกันโมเดลจากรีเลย์เริ่มต้น ดังนั้นการระบายความร้อนที่ด้านล่างของอุปกรณ์จะเร็วขึ้นมาก

เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน (เอฟเฟกต์เพลเทียร์) ด้วยมือของคุณเอง คุณอาจต้องมีตัวนำอย่างน้อย 16 ตัว สิ่งสำคัญคือต้องป้องกันสายไฟที่จะเชื่อมต่อกับคอมเพรสเซอร์ได้อย่างน่าเชื่อถือ ในการทำทุกอย่างให้ถูกต้อง คุณต้องถอดเครื่องลดความชื้นในตู้เย็นออกก่อน หลังจากนี้เท่านั้นจึงจะสามารถเชื่อมต่อผู้ติดต่อทั้งหมดได้ หลังจากเสร็จสิ้นการติดตั้ง ควรตรวจสอบขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้ากับผู้ทดสอบ ในกรณีที่องค์ประกอบทำงานผิดปกติเทอร์โมสตัทจะได้รับผลกระทบก่อน ในบางกรณีก็เกิดขึ้น

ตู้เย็น รุ่น 15V

ตู้เย็น Peltier ที่ต้องทำด้วยตัวเองทำด้วยโมดูลขนาดเล็ก โมดูลส่วนใหญ่ติดตั้งใกล้กับหม้อน้ำ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างปลอดภัยผู้เชี่ยวชาญใช้มุม องค์ประกอบไม่ควรพิงตัวกรอง และควรคำนึงถึงสิ่งนี้ด้วย

เพื่อให้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก Peltier สมบูรณ์ด้วยมือของคุณเอง แผ่นด้านล่างส่วนใหญ่เลือกจากสแตนเลส ตามกฎแล้วตัวนำจะถูกใช้กับเครื่องหมาย "PR20" สามารถรับน้ำหนักสูงสุดได้ที่ระดับ 3 A ส่วนเบี่ยงเบนอุณหภูมิสูงสุดสามารถเข้าถึง 10 องศา ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพสามารถเป็น 75%

ส่วนประกอบเพลเทียร์ในตู้เย็น 24 โวลต์

การใช้องค์ประกอบ Peltier ทำให้ตู้เย็นด้วยมือของคุณเองสามารถทำได้จากตัวนำที่มีการปิดผนึกที่ดีเท่านั้น ในเวลาเดียวกันต้องวางในสามแถวเพื่อระบายความร้อน กระแสไฟที่ใช้งานในระบบต้องคงไว้ที่ 4 A สามารถตรวจสอบได้โดยใช้เครื่องทดสอบทั่วไป

หากคุณใช้แผ่นเซรามิกสำหรับองค์ประกอบ การเบี่ยงเบนอุณหภูมิสูงสุดสามารถทำได้ 15 องศา สายไฟไปยังตัวเก็บประจุจะถูกติดตั้งหลังจากวางปะเก็นแล้วเท่านั้น คุณสามารถแก้ไขบนผนังของอุปกรณ์ได้หลายวิธี สิ่งสำคัญในสถานการณ์นี้คืออย่าใช้กาวที่ไวต่ออุณหภูมิเกิน 30 องศา

องค์ประกอบ Peltier สำหรับคูลเลอร์รถยนต์

ในการสร้างตู้เย็นอัตโนมัติคุณภาพสูงด้วยมือของคุณเอง Peltier (โมดูล) ถูกเลือกด้วยแผ่นซึ่งมีความหนาไม่เกิน 1.1 มม. ทางที่ดีควรใช้สายที่ไม่ใช่แบบแยกส่วน ตัวนำทองแดงยังจำเป็นสำหรับการทำงาน ความจุต้องมีอย่างน้อย 4A

ดังนั้นค่าเบี่ยงเบนอุณหภูมิสูงสุดจะสูงถึง 10 องศาซึ่งถือว่าเป็นเรื่องปกติ ตัวนำไฟฟ้ามักใช้กับเครื่องหมาย "PR20" พวกเขาได้แสดงให้เห็นว่าตัวเองมีเสถียรภาพมากขึ้นในช่วงที่ผ่านมา พวกเขายังเหมาะสำหรับการติดต่อที่หลากหลาย ใช้หัวแร้งเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์กับตัวเก็บประจุ การติดตั้งคุณภาพสูงสามารถทำได้บนปะเก็นบล็อกรีเลย์เท่านั้น ความแตกต่างในกรณีนี้จะน้อยที่สุด

วิธีทำองค์ประกอบสำหรับเครื่องทำน้ำเย็นดื่ม?

โมดูล Peltier ที่ต้องทำด้วยตัวเอง (องค์ประกอบ) ค่อนข้างง่ายสำหรับตัวทำความเย็น การเลือกจานเซรามิกเท่านั้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเขา อุปกรณ์ใช้ตัวนำอย่างน้อย 12 ตัว ดังนั้นความต้านทานจะสูง องค์ประกอบเชื่อมต่อเป็นมาตรฐานโดยการบัดกรี ควรมีสายไฟสองเส้นสำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ต้องติดองค์ประกอบที่ด้านล่างของตัวทำความเย็น ในขณะเดียวกันก็สามารถสัมผัสกับฝาครอบเครื่องได้ เพื่อแยกกรณีของการลัดวงจร จำเป็นต้องแก้ไขสายไฟทั้งหมดบนตะแกรงหรือเคส

เครื่องปรับอากาศ

โมดูล "Peltier" (องค์ประกอบ) ทำขึ้นสำหรับเครื่องปรับอากาศที่มีตัวนำไฟฟ้าของคลาส "PR12" เท่านั้น พวกเขาได้รับเลือกสำหรับธุรกิจนี้เป็นหลักเนื่องจากสามารถรับมือกับอุณหภูมิต่ำได้ดี รุ่นสูงสุดสามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้ 23 V ตัวบ่งชี้ความต้านทานในกรณีนี้จะอยู่ที่ระดับ 3 โอห์ม ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงถึง 10 องศาและประสิทธิภาพคือ 65% การวางตัวนำระหว่างแผ่นงานสามารถอยู่ในแถวเดียวเท่านั้น

การผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

คุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้โมดูล Peltier (องค์ประกอบ) ด้วยมือของคุณเอง ประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้น 10% สิ่งนี้ทำได้เนื่องจากการระบายความร้อนของมอเตอร์มากขึ้น อุปกรณ์สามารถรับน้ำหนักได้สูงสุด 30 A เนื่องจากมีตัวนำจำนวนมาก ความต้านทานจึงอยู่ที่ 4 โอห์ม ส่วนเบี่ยงเบนอุณหภูมิในระบบอยู่ที่ประมาณ 13 องศา โมดูลติดอยู่กับโรเตอร์โดยตรง ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นให้ถอดเพลากลางออก ในหลายกรณี สเตเตอร์ไม่รบกวน เพื่อป้องกันไม่ให้ขดลวดโรเตอร์ร้อนขึ้นจากตัวเหนี่ยวนำ จะใช้แผ่นเซรามิก

ระบายความร้อนการ์ดแสดงผลบนคอมพิวเตอร์

ในการทำให้การ์ดแสดงผลเย็นลงควรเตรียมตัวนำอย่างน้อย 14 ตัว ทางที่ดีควรเลือกรุ่นทองแดง ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนค่อนข้างสูง ใช้สายที่ไม่ใช่แบบแยกส่วนเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์กับบอร์ด โมเดลนี้ติดตั้งใกล้กับตัวระบายความร้อนของการ์ดแสดงผล เพื่อแก้ไข มักจะใช้ขนาดเล็ก

คุณสามารถใช้ถั่วธรรมดาแก้ไขได้ เสียงรบกวนจากการทำงานที่มากเกินไปแสดงว่าอุปกรณ์ทำงานไม่ถูกต้อง ในกรณีนี้จำเป็นต้องตรวจสอบความสมบูรณ์ของสายไฟ คุณต้องตรวจสอบตัวนำด้วย

องค์ประกอบเพลเทียร์สำหรับเครื่องปรับอากาศ

ในการสร้างองค์ประกอบ Peltier ที่ต้องทำด้วยตัวเองคุณภาพสูงสำหรับเครื่องปรับอากาศนั้นจะใช้เพลตเป็นสองเท่า ความหนาขั้นต่ำของพวกเขาต้องมีอย่างน้อย 1 มม. ในกรณีนี้ คุณสามารถคาดหวังได้ว่าอุณหภูมิจะเบี่ยงเบน 15 องศา ประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศหลังจากติดตั้งโมดูลเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 20% มากในสถานการณ์นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อม คุณควรพิจารณาความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟหลักด้วย ในกรณีที่มีสิ่งรบกวนเล็กน้อยเครื่องสามารถรับน้ำหนักได้ประมาณ 4 A.

เมื่อบัดกรีตัวนำไม่ควรวางใกล้กันเกินไป เพื่อให้โมดูล Peltier เสร็จสิ้นด้วยมือของคุณเอง หน้าสัมผัสอินพุตและเอาต์พุตจะต้องติดตั้งบนเพลตหนึ่งในสองเพลตเท่านั้น ในกรณีนี้ตัวเครื่องจะมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ความผิดพลาดอย่างร้ายแรงในสถานการณ์นี้คือการเชื่อมต่อโมดูลเข้ากับบล็อกโดยตรง สิ่งนี้จะนำไปสู่ความเสียหายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ต่อองค์ประกอบ

การติดตั้งโมดูลบนตัวเก็บประจุ

ในการทำด้วยตัวเอง การประเมินความจุของตัวเก็บประจุเป็นสิ่งสำคัญ หากไม่เกิน 20 V ควรติดตั้งองค์ประกอบด้วยตัวนำที่ระบุเครื่องหมาย "PR30" หรือ "PR26" ในการแก้ไขโมดูล Peltier (องค์ประกอบ) ด้วยมือของคุณเองบนตัวเก็บประจุ ให้ใช้มุมโลหะขนาดเล็ก

ทางที่ดีควรติดตั้งสี่ด้านในแต่ละด้าน ในแง่ของประสิทธิภาพ ในที่สุดตัวเก็บประจุสามารถเพิ่มบวก 10% ถ้าเราพูดถึงการสูญเสียความร้อนพวกเขาจะไม่มีนัยสำคัญ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยเฉลี่ย 80% สำหรับ ตัวเก็บประจุแรงดันสูงโมดูลจะไม่ถูกคำนวณ ในกรณีนี้ แม้แต่ตัวนำจำนวนมากก็ไม่สามารถช่วยอะไรได้

อุปกรณ์ทำความเย็นได้กลายเป็นสิ่งที่มั่นคงในชีวิตของเราจนยากที่จะจินตนาการว่าหากไม่มีอุปกรณ์ทำความเย็นจะเป็นไปได้อย่างไร แต่การออกแบบสารทำความเย็นแบบคลาสสิกไม่เหมาะกับ ใช้มือถือเช่น กระเป๋าเก็บความเย็นสำหรับเดินทาง

เพื่อจุดประสงค์นี้ การติดตั้งจะใช้หลักการทำงานตามเอฟเฟกต์ Peltier มาพูดสั้น ๆ เกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้กัน

มันคืออะไร?

คำนี้หมายถึงปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ค้นพบในปี พ.ศ. 2377 โดยนักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส Jean-Charles Peltier สาระสำคัญของผลกระทบอยู่ที่การปล่อยหรือการดูดซับความร้อนในโซนที่มีตัวนำไฟฟ้าต่างกันสัมผัสกันซึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ตามทฤษฎีคลาสสิก มีคำอธิบายของปรากฏการณ์ดังต่อไปนี้: กระแสไฟฟ้านำอิเล็กตรอนระหว่างโลหะ ซึ่งสามารถเร่งหรือชะลอการเคลื่อนที่ได้ ขึ้นอยู่กับความต่างศักย์สัมผัสของตัวนำที่ทำจากวัสดุต่างกัน ดังนั้นเมื่อพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น จะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน

บนตัวนำที่สอง สังเกตกระบวนการที่ตรงกันข้าม ซึ่งต้องการการเติมเต็มของพลังงาน ตามกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ เนื่องจากความผันผวนของความร้อนซึ่งทำให้โลหะเย็นลงจากตัวนำที่สอง

เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถผลิตโมดูลองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีผลเทอร์โมอิเล็กทริกสูงสุดได้ การพูดคุยสั้น ๆ เกี่ยวกับการออกแบบของพวกเขาเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล

อุปกรณ์และหลักการทำงาน

โมดูลสมัยใหม่แสดงถึงโครงสร้างที่ประกอบด้วยแผ่นฉนวนสองแผ่น (โดยปกติคือเซรามิก) โดยมีเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกันเป็นชุดระหว่างกัน แผนภาพแบบง่ายขององค์ประกอบดังกล่าวสามารถดูได้ในรูปด้านล่าง

ตำนาน:

• เอ - หน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน
• B - พื้นผิวร้อนขององค์ประกอบ
• C - ด้านเย็น;
• D - ตัวนำทองแดง
• E - p-junction เซมิคอนดักเตอร์;
• F คือสารกึ่งตัวนำชนิด n

การออกแบบทำในลักษณะที่แต่ละด้านของโมดูลสัมผัสกับ p-n หรือ n-p ทรานซิชั่น(ขึ้นอยู่กับขั้ว). ติดต่อ p-nร้อนขึ้น np - เย็น (ดูรูปที่ 3) ดังนั้นจึงมีความแตกต่างของอุณหภูมิ (DT) ที่ด้านข้างขององค์ประกอบ สำหรับผู้สังเกต ผลกระทบนี้จะดูเหมือนการถ่ายเทพลังงานความร้อนระหว่างด้านข้างของโมดูล เป็นที่น่าสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงในขั้วของแหล่งจ่ายไฟนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในพื้นผิวที่ร้อนและเย็น

ข้อมูลจำเพาะ

ลักษณะของโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกอธิบายโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• ความสามารถในการทำความเย็น (Q สูงสุด) คุณลักษณะนี้พิจารณาจากกระแสสูงสุดที่อนุญาตและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านข้างของโมดูลซึ่งวัดเป็นวัตต์
• ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดระหว่างด้านข้างขององค์ประกอบ (DT max) พารามิเตอร์จะได้รับสำหรับสภาวะที่เหมาะสม หน่วยของการวัดคือองศา
• ความแรงของกระแสไฟที่อนุญาต จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุด - I max;
• แรงดันไฟฟ้าสูงสุด U สูงสุดที่จำเป็นสำหรับกระแส I สูงสุด เพื่อให้ได้ความแตกต่างสูงสุด DT สูงสุด;
• ความต้านทานภายในของโมดูล - ความต้านทานแสดงเป็นโอห์ม
• ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ - COP (ตัวย่อของภาษาอังกฤษ - ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ) อันที่จริงมันคือประสิทธิภาพของอุปกรณ์ซึ่งแสดงอัตราส่วนของการทำความเย็นต่อการใช้พลังงาน สำหรับองค์ประกอบที่ไม่แพง พารามิเตอร์นี้อยู่ในช่วง 0.3-0.35 สำหรับรุ่นที่มีราคาแพงกว่า จะเข้าใกล้ 0.5

เครื่องหมาย

ลองพิจารณาวิธีการถอดรหัสการติดฉลากทั่วไปของโมดูลโดยใช้ตัวอย่างในรูปที่ 4

การทำเครื่องหมายแบ่งออกเป็นสามกลุ่มที่สำคัญ:

1. การกำหนดองค์ประกอบ ตัวอักษรสองตัวแรกนั้นไม่เปลี่ยนแปลงเสมอ (TE) พวกเขาบอกว่านี่คือเทอร์โมอิเลเมนต์ ตัวถัดไประบุขนาด อาจเป็นตัวอักษร "C" (มาตรฐาน) และ "S" (เล็ก) ตัวเลขสุดท้ายระบุจำนวนชั้น (การเรียงซ้อน) ในองค์ประกอบ
2. จำนวนเทอร์โมคัปเปิลในโมดูลที่แสดงในรูปคือ 127
3. ค่าของกระแสที่กำหนดใน Amperes เรามี - 6 A.

การทำเครื่องหมายของรุ่นอื่นๆ ของซีรีส์ TEC1 จะอ่านในลักษณะเดียวกัน เช่น 12703, 12705, 12710 เป็นต้น

แอปพลิเคชัน

แม้จะมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ แต่องค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัด การคำนวณ และเครื่องใช้ในครัวเรือน โมดูลเป็นองค์ประกอบการทำงานที่สำคัญของอุปกรณ์ต่อไปนี้:

• หน่วยทำความเย็นเคลื่อนที่
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า
• ระบบทำความเย็นในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• คูลเลอร์สำหรับระบายความร้อนและน้ำร้อน
• เครื่องลดความชื้น ฯลฯ

ให้เรายกตัวอย่างโดยละเอียดเกี่ยวกับการใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก

ตู้เย็นบนองค์ประกอบ Peltier

หน่วยทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริกมีประสิทธิภาพต่ำกว่าคอมเพรสเซอร์และการดูดซับ แต่มีข้อได้เปรียบที่สำคัญซึ่งทำให้แนะนำให้ใช้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ประโยชน์เหล่านี้รวมถึง:

• ความเรียบง่ายของการออกแบบ
• ความต้านทานการสั่นสะเทือน
• ไม่มีองค์ประกอบที่เคลื่อนไหว (ยกเว้นพัดลมที่พัดผ่านหม้อน้ำ)
• ระดับเสียงต่ำ
• ขนาดเล็ก
• ความสามารถในการทำงานในตำแหน่งใด ๆ
• อายุการใช้งานยาวนาน
• ใช้พลังงานต่ำ

ลักษณะเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งแบบเคลื่อนที่

องค์ประกอบ Peltier เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกสามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้หากด้านใดด้านหนึ่งถูกบังคับให้ร้อนขึ้น ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสองข้างมากเท่าใด กระแสที่เกิดจากแหล่งกำเนิดก็จะยิ่งสูงขึ้น ขออภัย อุณหภูมิสูงสุดของเทอร์โมเจเนอเรเตอร์มีจำกัด ไม่สามารถสูงกว่าจุดหลอมเหลวของบัดกรีที่ใช้ในโมดูลได้ การละเมิดเงื่อนไขนี้จะนำไปสู่ความล้มเหลวขององค์ประกอบ

สำหรับการผลิตเทอร์โมเจนเนอเรเตอร์แบบอนุกรมนั้นจะใช้โมดูลพิเศษที่มีการบัดกรีแบบทนไฟ ซึ่งสามารถให้ความร้อนได้ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส ในองค์ประกอบทั่วไป เช่น TEC1 12715 ขีดจำกัดคือ 150 องศา

เนื่องจากประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าวต่ำ จึงใช้เฉพาะในกรณีที่ไม่สามารถใช้แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เครื่องกำเนิดความร้อน 5-10 วัตต์เป็นที่ต้องการของนักท่องเที่ยว นักธรณีวิทยา และผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ห่างไกล การติดตั้งแบบคงที่ขนาดใหญ่และทรงพลังซึ่งขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิสูงนั้นใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์จ่ายก๊าซ อุปกรณ์ของสถานีอุตุนิยมวิทยา ฯลฯ

เพื่อทำให้โปรเซสเซอร์เย็นลง

ค่อนข้างเร็ว โมดูลเหล่านี้เริ่มใช้ในระบบระบายความร้อนของ CPU คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล... เนื่องจากเทอร์โมอิเลเมนต์มีประสิทธิภาพต่ำ ประโยชน์ของการออกแบบดังกล่าวจึงค่อนข้างน่าสงสัย ตัวอย่างเช่น การทำให้แหล่งความร้อน 100-170 W เย็นลง (เหมาะกับส่วนใหญ่ โมเดลที่ทันสมัย CPU) คุณจะต้องใช้ 400-680 W ซึ่งต้องติดตั้งแหล่งจ่ายไฟอันทรงพลัง

ข้อผิดพลาดประการที่สองคือโปรเซสเซอร์ที่ไม่ได้โหลดจะปล่อยพลังงานความร้อนน้อยลง และโมดูลสามารถทำให้เย็นลงได้น้อยกว่าจุดน้ำค้าง เป็นผลให้เกิดการควบแน่นซึ่งรับประกันว่าจะสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ผู้ที่ตัดสินใจสร้างระบบดังกล่าวด้วยตนเองจะต้องทำการคำนวณหลายชุดเพื่อเลือกพลังของโมดูลสำหรับโปรเซสเซอร์รุ่นใดรุ่นหนึ่ง

จากข้อมูลข้างต้น การใช้โมดูลเหล่านี้เป็นระบบระบายความร้อนของ CPU นั้นไม่คุ้มค่า นอกจากนี้ ยังสามารถทำให้เกิดทางออก เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ออกจากบริการ

สถานการณ์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงกับอุปกรณ์ไฮบริด ซึ่งใช้โมดูลระบายความร้อนร่วมกับการระบายความร้อนด้วยน้ำหรืออากาศ

ระบบทำความเย็นแบบไฮบริดได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ แต่ต้นทุนที่สูงทำให้ฐานพัดลมจำกัด

เครื่องปรับอากาศบนองค์ประกอบ Peltier

ในทางทฤษฎี อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีโครงสร้างที่ง่ายกว่าระบบควบคุมสภาพอากาศแบบคลาสสิกมาก แต่ทุกอย่างขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพต่ำ เป็นเรื่องหนึ่งที่จะทำให้ห้องเย็นปริมาณน้อยเย็นลง และอีกสิ่งหนึ่งเพื่อทำให้ห้องหรือภายในรถเย็นลง เปิดเครื่องปรับอากาศ โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกจะกินไฟมากกว่าอุปกรณ์ที่ใช้สารทำความเย็น (3-4 เท่า)

ส่วนการใช้เป็นระบบควบคุมสภาพอากาศในรถยนต์นั้น กำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐานจะไม่เพียงพอต่อการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าว การแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงอย่างมาก ซึ่งไม่คุ้มค่า

การอภิปรายในหัวข้อนี้เกิดขึ้นเป็นระยะในฟอรัมเฉพาะเรื่องและการออกแบบแบบโฮมเมดต่างๆ ได้รับการพิจารณา แต่ยังไม่ได้สร้างต้นแบบการทำงานที่เต็มเปี่ยม (นอกเหนือจากเครื่องปรับอากาศสำหรับหนูแฮมสเตอร์) มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่สถานการณ์จะเปลี่ยนไปเมื่อโมดูลที่มีประสิทธิภาพที่ยอมรับได้มากขึ้นมีวางจำหน่ายในวงกว้าง

สำหรับน้ำหล่อเย็น

องค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกมักใช้เป็นตัวทำความเย็นสำหรับเครื่องทำน้ำเย็น การออกแบบประกอบด้วย: โมดูลระบายความร้อน ตัวควบคุมที่ควบคุมด้วยเทอร์โมสตัท และเครื่องทำความร้อน การใช้งานดังกล่าวง่ายกว่าและถูกกว่าวงจรคอมเพรสเซอร์มากนอกจากนี้ยังมีความน่าเชื่อถือและใช้งานง่ายกว่า แต่ก็มีข้อเสียบางประการเช่นกัน:

• น้ำไม่เย็นลงต่ำกว่า 10-12 ° C;
• การทำความเย็นใช้เวลานานกว่าคอมเพรสเซอร์อะนาล็อก ดังนั้นตัวทำความเย็นดังกล่าวจึงไม่เหมาะสำหรับสำนักงานที่มี จำนวนมากคนงาน;
• อุปกรณ์มีความไวต่ออุณหภูมิภายนอกในห้องอุ่นน้ำจะไม่เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำสุด
• ไม่แนะนำให้ติดตั้งในห้องที่มีฝุ่นมาก เนื่องจากพัดลมอาจอุดตันและโมดูลทำความเย็นจะทำงานล้มเหลว

เครื่องเป่าลมตามองค์ประกอบ Peltier

การใช้งานเครื่องลดความชื้นตามองค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริกต่างจากเครื่องปรับอากาศนั้นค่อนข้างเป็นไปได้ การออกแบบค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพง โมดูลทำความเย็นจะลดอุณหภูมิของหม้อน้ำที่ต่ำกว่าจุดน้ำค้างซึ่งเป็นผลมาจากความชื้นที่มีอยู่ในอากาศที่ไหลผ่านตัวเครื่อง น้ำที่ชำระแล้วจะถูกปล่อยลงในเครื่องสะสมพิเศษ

แม้จะมีประสิทธิภาพต่ำ แต่ในกรณีนี้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ก็ค่อนข้างน่าพอใจ

วิธีการเชื่อมต่อ?

จะไม่มีปัญหาในการเชื่อมต่อโมดูล ต้องต่อสายไฟออก ความดันคงที่ค่าของมันถูกระบุไว้ในแผ่นข้อมูลรายการ ต้องต่อสายสีแดงเข้ากับขั้วบวก สายสีดำกับขั้วลบ ความสนใจ! การกลับขั้วของขั้วจะทำให้พื้นผิวเย็นลงและร้อนขึ้น

จะตรวจสอบประสิทธิภาพขององค์ประกอบ Peltier ได้อย่างไร?

ที่ง่ายที่สุดและ วิธีที่เชื่อถือได้- สัมผัสได้ จำเป็นต้องเชื่อมต่อโมดูลกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟที่เหมาะสมและสัมผัสด้านต่างๆ ในองค์ประกอบที่ใช้การได้ ตัวหนึ่งจะอุ่นขึ้น ส่วนอีกตัวจะเย็นกว่า

หากไม่มีแหล่งสัญญาณที่เหมาะสม คุณจะต้องใช้มัลติมิเตอร์และไฟแช็ก กระบวนการตรวจสอบค่อนข้างง่าย:

1. เชื่อมต่อโพรบกับเทอร์มินัลโมดูล
2. เรานำไฟแช็กที่จุดไฟมาที่ด้านใดด้านหนึ่ง
3. เราสังเกตการอ่านของอุปกรณ์

ในโมดูลการทำงาน เมื่อด้านใดด้านหนึ่งถูกทำให้ร้อน กระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะแสดงบนจอแสดงผลของอุปกรณ์

วิธีทำองค์ประกอบ Peltier ด้วยมือของคุณเอง?

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างโมดูลแบบโฮมเมดที่บ้านโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากไม่มีเหตุผลเนื่องจากราคาค่อนข้างต่ำ (ประมาณ $ 4- $ 10) แต่คุณสามารถประกอบอุปกรณ์ที่จะเป็นประโยชน์ในการเดินป่าได้ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก

เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ จำเป็นต้องประกอบคอนเวอร์เตอร์อย่างง่ายบนชิป L6920 IC

แรงดันไฟฟ้าในช่วง 0.8-5.5 V ถูกจ่ายให้กับอินพุตของตัวแปลงดังกล่าว ที่เอาต์พุตจะให้ความเสถียร 5 V ซึ่งเพียงพอสำหรับการชาร์จส่วนใหญ่ อุปกรณ์มือถือ... หากใช้องค์ประกอบ Peltier แบบเดิม จำเป็นต้องจำกัดช่วงอุณหภูมิการทำงานของด้านที่ให้ความร้อนไว้ที่ 150 ° C เพื่อไม่ให้รบกวนการติดตาม ควรใช้หม้อต้มน้ำเป็นแหล่งความร้อน ในกรณีนี้องค์ประกอบรับประกันว่าจะไม่ร้อนเกิน 100 ° C

แผนภูมิทั้งหมดถูกวาดตารางทั้งหมดเต็มแล้วตอนนี้คุณสามารถฝันได้ โดยทั่วไป หากคุณประมาณการการใช้พลังงานในการเดินขึ้นสู่ระดับสูงสุด คุณจะได้รับสิ่งต่อไปนี้:
เครื่องนำทาง GPS - 0.3 W x 10 h = 3 W * h ต่อวัน;
กล้อง (Canon DSLR) - แบตเตอรี่ 8 W * h เป็นเวลา 4 วัน = 2 W * h ต่อวัน
กล้องวิดีโอ (เครื่องบันทึกวิดีโอสำหรับบันทึกช่วงเวลาที่น่าสนใจของการเดินทาง วิดีโอประมาณ 1 ชั่วโมงต่อวัน) - 1.6 W * h ต่อวัน
โทรศัพท์มือถือ- ประมาณ 0.2 W * h ต่อวัน
ไฟฉาย LEDเพื่อส่องสว่างที่จอดรถในตอนเย็น - 2 W * h ต่อวัน
ทั้งหมดที่เราได้รับ: 3 + 2 + 1.6 + 0.2 + 2 = 8.8 W * h ต่อวัน โดยคำนึงถึงความสูญเสียเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ของอุปกรณ์เหล่านี้และค่าใช้จ่ายที่ไม่คาดฝัน คุณสามารถปัดเศษตัวเลขนี้เป็น 10 W * h ต่อวันได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเท่ากับแบตเตอรี่ AA NiMH สามก้อนโดยประมาณ (แต่ละ 3.2 W * h) เราคิดว่าเป็นปริมาณไฟฟ้าที่ช่วยให้คุณเดินทางได้อย่างสะดวกสบายตามเส้นทางที่วางแผนไว้ก่อนหน้านี้โดยไม่จำกัดความคิดสร้างสรรค์ของคุณ การคำนวณนี้เป็นจริงมากหรือน้อยสำหรับการเที่ยวเดียวหรือกลุ่มที่สอง หากมีคนมากขึ้น ผู้บริโภคแต่ละคนก็จะถูกเพิ่มเข้ามา ไม่ว่าจะเป็นโทรศัพท์มือถือหรือกล้องอื่น ฉันคิดว่าสำหรับผู้เข้าร่วม "พิเศษ" แต่ละคนคุณสามารถเพิ่ม 1 W * h ได้อย่างปลอดภัยนั่นคือสำหรับกลุ่ม 6 คนระดับการใช้พลังงานที่สะดวกสบายจะเป็น 14 W * h หรือแบตเตอรี่ AA ประมาณ 4.5 ก้อน สมมติว่าการเดินขึ้นเขากินเวลา 10 วัน จากนั้นกลุ่มคน 2 คนจะต้องการพลังงาน 100 W * h นี่คือแบตเตอรี่ NiMH 31 ก้อนที่มีมวลรวม 31 x 31.5 = 976.5 g นั่นคือแบตเตอรี่เกือบ 1 กิโลกรัม หากคุณใช้แบตเตอรี่อัลคาไลน์ วิธีที่ดีที่สุดคือให้ 2.2 W * h และ 45 ก้อน ฉันไม่ทราบน้ำหนักของพวกเขา แต่ถึงแม้ว่ามันจะมีน้ำหนัก 25 กรัมต่อหนึ่งกิโลกรัมก็ตาม สำหรับกลุ่ม 6 คน ปริมาณไฟฟ้าทั้งหมดคือ 140 W * h ซึ่งเกือบ 44 ก้อนน้ำหนัก 1386 g หรือ 64 ก้อนที่มีน้ำหนักมากกว่า หากคุณนำแบตเตอรี่ LiPo ติดตัวไปด้วยซึ่งช่างทำโมเดลใช้กันสองคนแล้วจะเป็นแบตเตอรี่ที่มีมวล 100 W * h ÷ 160 W * h / kg = 0.625 กก. หรือ 625 ก. สำหรับกลุ่ม 6 คนมวลของแบตเตอรี่ LiPo จะอยู่ที่ 875 กรัม ...
ตอนนี้ เรามาประมาณว่าสิ่งต่างๆ เป็นอย่างไรกับเทอร์โมเจเนอเรเตอร์ สมมติว่าเรามีโมดูล TEC1-12709 (หรือโมดูล) ให้ความร้อนไม่เกิน 150 ° C ทำให้เย็นในกระแสที่มีอุณหภูมิ 15 ° C นั่นคือด้านเย็นจะเป็น 20 ° C ความแตกต่างของอุณหภูมิคือ 150 - 20 = 130 ° C สำหรับค่าความแตกต่างของอุณหภูมินั้น ฉันไม่มีตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ ฉันต้องนับ เราใช้ค่าสูงสุดสองค่าบนกราฟประสิทธิภาพเทียบกับกระแสสำหรับ TEC1-12709 เช่น 13.6 mW / ° C สำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ย 71 ° C และ 15.7 mW / ° C สำหรับ 87 ° C และคำนวณโดยอะไร ให้คุณค่ากับประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 87 - 71 = 16 ° C ปรากฎว่า 2.1 mW / ° C และเพิ่มเติมในสัดส่วน: หากความแตกต่างที่เพิ่มขึ้น 16 ° C นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพโดย 2.1 mW / ° C ดังนั้นความแตกต่างที่เพิ่มขึ้น 130 - 87 = 43 ° C จะนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพโดย (43 x 2.1) ÷ 16 = 5.6 mW / ° C ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิ 130 ° C จะเท่ากับ 15.7 + 5.6 = 21.3 mW / ° C เป็นผลให้เราได้รับ 21.3 x 130 = 2769 mW หรือ 2.8 W ค่านี้ค่อนข้างใกล้เคียงกับความเป็นจริง โดยพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในการทดลองวิดีโอบางรายการ โมดูลสองโมดูลผลิตได้ 4 ... 6 วัตต์ เพื่อให้ได้พลังงาน 10 W * h ด้วยความช่วยเหลือของโมดูลเดียว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องทำงานเป็นเวลา 10 ÷ 2.8 = 3.57 ชั่วโมงและสำหรับ 14 W * h - 5 ชั่วโมง นั่นคือถ้าคุณใช้เทอร์โมเจเนอเรเตอร์ที่ประกอบด้วย 2 องค์ประกอบ Peltier การผลิตกระแสไฟฟ้าแม้สำหรับกลุ่มใหญ่ก็ใช้เวลาไม่นานนัก
ปัญหาสำคัญประการเดียวในการผลิตไฟฟ้าบนทางเดินป่าด้วยวิธีนี้คือการกระจายความร้อนทางด้านเย็น สิ่งที่ดีที่สุดและเหมาะสมที่สุดคือการระบายความร้อนด้วยน้ำ เนื่องจากน้ำมีความจุความร้อนสูง ในเรื่องนี้นักท่องเที่ยวทางน้ำโชคดีกว่านักปั่นจักรยาน: วิธีการเคลื่อนไหวของพวกเขาเชื่อมโยงกับน้ำอย่างแม่นยำและหากคุณคิดถึงการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (มันแปลกมากว่าทำไมยังไม่คิดและไม่ดำเนินการในปริมาณอุตสาหกรรม ) ก็สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในขณะขับขี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจมอยู่ในน้ำบางส่วน บางส่วนลอยอยู่บนผิวน้ำ เชื้อเพลิงจะถูกบรรจุเข้าไปในเตาเผาขณะที่มีการบริโภค โดยจากภายนอกจะระบายความร้อนด้วยน้ำทั้งหมด เชื้อเพลิงถูกรวบรวมและเตรียมหยุด
หากคุณไม่ต้องการเก็บฟืนและโคนต้นสน ให้นึกถึงการออกแบบเตาแก๊ส มันคุ้มค่าที่จะนับที่นี่ ดังนั้นเราจึงมี:
ถังแก๊สเหลวสำหรับหัวเตาแก๊สที่มีเชื้อเพลิงน้ำหนัก 450 กรัม
องค์ประกอบ: isobutane - 72%, โพรเพน - 22%, บิวเทน - 6%, ในแง่ของน้ำหนักคือ 324 g, 99 g และ 27 g ตามลำดับ;
ความร้อนจากการเผาไหม้ของก๊าซเหล่านี้ตามลำดับ 49.22 MJ / kg, 48.34 MJ / kg และ 49.34 MJ / kg
หลังจากการคูณและบวก เรามี 22.07 MJ ในแก๊สเหลวหนึ่งขวด เราใช้ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเราเท่ากับ 1% ดังนั้นเราจึงได้ 220 kJ เป็นไฟฟ้าซึ่งเท่ากับ 61.3 W * h คุณสามารถเปรียบเทียบอะไรได้บ้าง? ตัวอย่างเช่น ด้วยแบตเตอรี่ NiMH AA 19 ก้อน ไม่มากและค่อนข้างแพง แก๊สไม่ถูก
เนื่องจากน้ำมันมีราคาแพง คุณสามารถนึกถึงสิ่งที่ใช้เชื้อเพลิงเหลว เช่น น้ำมันเบนซิน ฉันค้นหาบนอินเทอร์เน็ตเล็กน้อยเพื่อหาตัวเร่งปฏิกิริยาราคาถูกสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา แต่นอกเหนือจากโครเมียม (VI) ออกไซด์ที่ได้จากแอมโมเนียมไดโครเมตแล้วฉันไม่พบอะไรเลย ใช่ ไม่ใช่ว่าทุกอย่างจะราบรื่นกับเขา แต่ถ้าคุณต้องการผ่านการทดลองจำนวนหนึ่ง คุณสามารถบรรลุผลในเชิงบวกที่มั่นคงได้ที่นี่ ในแผ่นทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยาที่ผลิตในประเทศจีน ส่วนใหญ่จะใช้องค์ประกอบกลุ่มแพลตตินัมในปริมาณน้อย นั่นอาจเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเหมือนในแผ่นทำความร้อนนี้ แต่ใหญ่กว่าสำหรับองค์ประกอบ Peltier ผลที่ได้คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา ความร้อนจากการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินคือ 44.5 MJ / kg ความหนาแน่น 0.74 kg / l จากน้ำมันเบนซินหนึ่งลิตรเรามีพลังงาน 33 MJ ที่ประสิทธิภาพ 1% คือ 330 kJ หรือ 91.6 W * h ของกระแสไฟฟ้า (28 AA แบตเตอรี่) ตัวเลือกงบประมาณที่มากกว่า แต่ยังคงรวบรวมและเก็บเกี่ยวสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติ ฟรีเชื้อเพลิงสามารถทำกำไรได้มากกว่าโดยธรรมชาติ และไม่มีคุณลักษณะที่ไม่พึงประสงค์อย่างหนึ่งที่มีอยู่ในสต็อกที่ซื้อในร้านค้า - น้ำมันจะไม่หมดในช่วงเวลาที่ไม่เหมาะสมที่สุด