Peltier modul: specifikacije

Termopar (Peltier modul) djeluje u skladu s načelom obrnutog djelovanja termoelementa, pojave temperaturne razlike kada struja struje.

Kako funkcionira Peltierov element?

Vrlo je jednostavno koristiti Peltierov modul, čiji je princip ekstrakcija ili apsorpcija topline u trenutku kontakta različitih materijala tijekom prolaska kroz njega struja. gustoća protok energije elektrona prije i poslije kontakta je drugačiji. Ako je izlaz manji, tada se oslobađa toplina. Kada elektrone u kontaktu usporavaju električno polje, prenose kinetičku energiju na kristalnu rešetku, zagrijavajući ga. Ako su ubrzani, toplina se apsorbira. To je zbog činjenice da dio energije dolazi iz kristalne rešetke i odvija se njegovo hlađenje.

U velikoj je mjeri taj fenomen inherentan poluvodičima, što je objašnjeno velikom razlikom u optužbama.

Peltier modul, čija primjena je predmet našeg pregleda, koristi se u razvoju termoelektričnih rashladnih uređaja (TEM). Najjednostavniji od njih sastoji se od dva poluvodiča tipa p i n, povezani u serijama kroz bakrene kontakte.

Ako se elektroni kreću od poluvodiča "p" do "n", pri prvom prijelazu s metalnim mostom rekombiniraju se s oslobađanjem energije. Sljedeći prijelaz s poluvodiča "p" u bakreni vodič praćen je "povlačenjem" elektrona kroz kontakt električnog polja. Taj proces rezultira apsorpcijom energije i hlađenjem područja oko kontakta. Slično tome, procesi se događaju u sljedećim prijelazima.

S rasporedom grijanih i ohlađenih kontakata u različitim paralelnim ravninama, dobit će se praktična realizacija metode. Poluvodiči su od selena, bizmuta, antimona ili tellura. Peltier modul smješta veliki broj termoparova postavljenih između keramičkih nitrida ili pločica glinice.

Čimbenici koji utječu na učinkovitost TEM

• Trenutačna snaga.
• Broj termoelementa (do nekoliko stotina).
• Vrste poluvodiča.
• Brzina hlađenja.

Velike vrijednosti još nisu postignute zbog niske učinkovitosti (5-8%) i visokih troškova. Kako bi TEM uspješno radio, potrebno je osigurati učinkovito uklanjanje topline s grijanom stranom. To stvara poteškoće u praktičnoj realizaciji metode. Ako promijenite polaritet, hladno i vruće strane mijenjaju se jedna s drugom.

Prednosti i nedostaci modula

Potreba za TEM pojavila se s dolaskom elektroničkih uređaja koji zahtijevaju minijaturne sustave hlađenja. Prednosti modula su:

• kompaktnost;
• nedostatak mobilnih veza;
• Peltierov modul ima reverzibilno načelo polariteta;
• jednostavnost kaskadnih veza za povećanje snage.

Glavni nedostatak modula je niska učinkovitost. To se očituje u velikom trošenju snage kada se postigne željeni učinak hlađenja. Osim toga, to je visoki trošak.

Primjena TEM

Peltier modul se koristi prije svega za hlađenje čipova i male dijelove. Početak je postavljen za rashladne elemente vojne opreme:

• čips;
• infracrveni detektori;
• elementi lasera;
• kvarcni generatori.

Termometarski modul Peltier postupno se počeo primjenjivati ​​u kućanskih aparata: za izradu hladnjaka, klima uređaja, generatora, termostata. Njegova je glavna svrha hladiti male objekte.

CPU hlađenje

Kontinuirano se poboljšavaju glavne komponente računala, što dovodi do povećanja disipacije topline. Zajedno s njima, razvijeni su sustavi hlađenja pomoću inovativnih tehnologija, s modernim načinima kontrole. Primjena Peltier modula na ovom području pretežno se nalazi u hlađenju mikrokrižnica i drugih radio komponenata. S prisilnim načinima overclocking mikroprocesora, tradicionalni hladnjaka ne može se nositi više. Povećanje učestalosti procesora omogućava povećanje brzine.

Povećanje brzine ventilatora rezultira značajnom buku. Uklanja se pomoću Peltier modula u kombiniranom sustavu hlađenja. Na taj su način vodeće tvrtke brzo svladale proizvodnju učinkovitih sustava hlađenja, što je postalo veliko potražnje.

Kod procesora, topline se obično daje hladnjaka. Protok zraka može se usisati izvana ili s unutarnje strane sustava. Glavni problem je da temperatura zraka ponekad nedovoljna za hladnjak. Stoga su TEMs korišteni za hlađenje zraka koji ulazi u sustavnu jedinicu, čime se povećava učinkovitost izmjene topline. Tako je ugrađeni klima uređaj pomoćnik tradicionalnog sustava za hlađenje računala.

Na obje strane modula montirane su aluminijske radijatore. Na strani hladne ploče, zrak se crpi na procesor radi hlađenja. Nakon što uzme toplinu, još jedan ventilator puše kroz hladnjak na vrućoj ploči modula.

Moderni TEM kontrolira elektronički uređaj s temperaturnim senzorom, gdje je stupanj hlađenja proporcionalan grijanju procesora.

Aktivacija hlađenja procesora stvara i neke probleme.

1. Jednostavni Peltier moduli za hlađenje dizajnirani su za kontinuirani rad. Uz smanjenu potrošnju energije, disipacija topline također se smanjuje, što može uzrokovati prekidanje kristala i naknadno vješanje CPU-a.
2. Ako rad hladnjaka i hladnjaka nije pravilno usklađen, potonji može ići u način grijanja umjesto hlađenja. Izvor dodatne topline uzrokuje pregrijavanje procesora.

Dakle, suvremeni procesori trebaju naprednu tehnologiju hlađenja s kontrolom samih modula. Slične promjene u načinu rada ne nastaju kod video kartica, što također zahtijeva intenzivno hlađenje. Stoga je TEM idealan za njih.

Auto-hladnjak s vlastitim rukama

Sredinom prošlog stoljeća, domaća industrija pokušala je svladati proizvodnju malih hladnjaka na temelju Peltierovog efekta. Postojeće tehnologije toga vremena nisu to dopustile. Sada je zastrašivanje uglavnom visoka cijena, no pokušaji se nastavljaju, a uspjeh je već postignut.

Široka proizvodnja termoelektričnih uređaja omogućuje vam da s vlastitim rukama stvorite mali hladnjak, prikladan za uporabu u automobilima. Njegova osnova je "sendvič", koji se obavlja kako slijedi.

1. Na gornjem radijatoru nanosi se sloj topline za provođenje topline tipa KPT-8, a Peltierov modul se lijepi na jednoj strani keramičke površine.
2. Slično tome, s donje strane pričvršćen je drugi radijator, namijenjen za postavljanje u odjeljak hladnjaka.
3. Cijeli uređaj čvrsto se komprimira i osuši 4-5 sati.
4. Na oba radijatora ugrađuju se hladnjaci: gornji će ukloniti toplinu, a donji - izjednačiti temperaturu u odjeljku hladnjaka.

Tijelo hladnjaka izrađeno je s unutrašnjim izolacijskim slojem. Važno je da je čvrsto zatvorena. Da biste to učinili, možete upotrijebiti konvencionalni okvir za plastične alate.

Opskrba od 12 V isporučuje se iz sustava vozila. Može se napraviti od 220 V AC napajanja. Krug za pretvaranje AC u DC je najjednostavniji. Sadrži ispravljački most i kondenzator pulsiranja. Važno je da oni ne premašuju 5% nominalne vrijednosti na izlazu, inače se učinkovitost uređaja smanjuje. Modul ima dva vodi od obojenih žica. U crveno je uvijek povezano "plus", crno - "minus".

Snaga TEM-a treba odgovarati volumenu kutije. Prve tri znamenke označavaju broj parova poluvodičkih mikroelemenata unutar modula (49-127 i više). Trenutačna snaga izražava se posljednje dvije znamenke oznake (od 3 do 15 A). Ako snaga nije dovoljna, morate lijepiti drugi modul na radijatorima.

Obratite pažnju! Ako struja premašuje kapacitet elementa, to će se zagrijati na obje strane i brzo uspjeti.

Peltier modul: generator električne energije

TEM se može koristiti za generiranje električne energije. Da biste to učinili, stvorite temperaturnu razliku između ploča, a termoparovi koji se nalaze između njih proizvode električnu struju.

Za praktičnu upotrebu potreban vam je TEM od najmanje 5 V. Zatim se može koristiti za naplatu mobilnog telefona. Zbog niske učinkovitosti Peltier modula potreban je DC-to-DC pretvarač. Za izgradnju generatora trebat će vam:

• 2 modula Peltier TES1-12705 s veličinom ploča 40x40 mm;
• pretvarač EK-1674;
• aluminijske ploče debljine 3 mm;
• posuda za vodu;
• ljepilo otporno na toplinu.

Između ploča stavljaju se dva modula na ljepilo, a zatim se cijela struktura učvrsti na dnu posude. Ako se napuni vodom i stavlja ga u vatru, dobit će se potrebna temperaturna razlika, stvarajući EMF od oko 1,5 V. Spajanjem modula s pretvaračem pojačanja, moguće je povećati napon na 5 V potreban za punjenje baterije telefona.

Što je veća razlika temperature između vode i donje grijane ploče, učinkovitiji je generator. Stoga je neophodno pokušati smanjiti zagrijavanje vode na različite načine: kako bi se prolazilo, zamijenilo često sa svježim itd. Učinkovito sredstvo povećanja razlike u temperaturi kaskadno je modul kada se one međusobno preklapaju. Povećanjem ukupne dimenzije uređaja možete postaviti više elemenata između ploča i time povećati ukupnu snagu.

Kapacitet generatora će biti dovoljan za punjenje male baterije, rad LED svjetiljki ili radio prijemnik. Obratite pažnju! Za stvaranje toplinskih generatora trebate module koji mogu raditi na 300-400 ⁰Sa! Ostatak je prikladan samo za pokusne testove.

Za razliku od drugih sredstava alternativne proizvodnje energije, oni mogu raditi tijekom vožnje, ako stvorite nešto poput katalitičkog grijača.

Moduli Domestic Peltier

TEM svoje proizvodnje pojavio se na našem tržištu ne tako davno. Vrlo su pouzdani i imaju dobre osobine. Peltierov modul, koji je u velikoj potražnji, mjeri 40x40 mm. Namijenjen je za maksimalnu struju od 6 A i napon do 15 V.

Domestic Peltier modul se može kupiti po maloj cijeni. u potrošnja energije 85 W, stvara pad temperature od 60 ⁰C. Zajedno s hladnjakom može se zaštititi od procesora pregrijavanja s raspršenom snagom od 40 W.

Karakteristike modula vodećih tvrtki

Strane uređaje zastupljene su na tržištu u većoj raznolikosti. Da zaštiti procesor vodećih tvrtki koristi kao hladnjak RAH56V Peltijeovog modula, cijena je uključen ventilator je $ 35 godina.

S veličinom od 30x30 mm, održava temperaturu procesora od najviše 63 ⁰S izlazom snage od 25 W. Za napajanje dovoljno napona 5 V, a struja ne prelazi 1,5 A.

Pogodna za hlađenje modula Peltier procesor RA6EHV pruža normalni način temperature na gubitak snage od 40 vata. Područje njegovog modula je 40x40 mm, a potrošnja struje - 8 A. Isto tako impresivna veličina - 60h60h52,5 mm (s ventilatorom) - uređaj zahtijeva slobodan prostor oko nje. Njezina je cijena 65 dolara.

Kada se koristi Peltier modul, tehničke karakteristike Peltier modula moraju biti u skladu s potrebama rashladnih uređaja. Neprihvatljivo je da imaju prenisku temperaturu. To može dovesti do kondenzacije vlage koja ima štetan utjecaj na elektroniku.

Moduli za proizvodnju generatora, kao što su TEC1-12706, TEC1-12709, karakterizira veća snaga - 72 W i 108 W, respektivno. Oni se odlikuju oznakom, koja se uvijek primjenjuje na vruću stranu. Maksimalna dopuštena temperatura vruće strane je 150-160 ⁰Što je veća razlika temperature između ploča, veći je izlazni napon. Uređaj radi maksimalnom temperaturnom razlikom od 600 ⁰S.

Peltier modul se može kupiti jeftino - oko 10 dolara ili manje po komadu, ako je dobro izgledati. Vrlo često, prodavači značajno prenaglašavaju cijene, ali možete naći nekoliko puta jeftinije, ako kupite na prodaju.

zaključak

Peltierov efekt danas je u primjeni u stvaranju malih hladnjaka potrebnih suvremenom tehnologijom. Reverzibilnost procesa omogućava proizvodnju mikroelektronskih postrojenja, koje su u potrazi za punjenjem elektroničkih uređaja.

Za razliku od drugih sredstava za alternativnu proizvodnju energije, oni mogu raditi tijekom vožnje ako je ugrađen katalitički grijač.