Как сделать кондиционер на элементах пельтье своими руками

Эффект и элемент Пельтье – установка своими руками и термоэлектрические процессы

как сделать кондиционер на элементах пельтье своими руками

То, что все электронные устройства в процессе работы нагреваются, не секрет.

И этот самый нагрев негативно влияет на качество работы, поэтому для охлаждения приборов в их конструкцию устанавливаются специальные элементы, которые носят имя французского изобретателя Жан-Шарля Пельтье.

Устройство это миниатюрное, но именно оно отвечает за охлаждение конденсаторов. Установить элемент Пельтье своими руками не проблема, с этим справится даже новичок, главное – знать, в каком месте схемы его припаять.

Элемент Пельтье

Немного истории

Жан-Шарль Пельтье был часовщиком. Жил он в девятнадцатом веке, когда электротехника и физика были на подъеме. Все, кто хотя бы немного понимал, как работают физические законы, старались в домашних условиях делать опыты. Пельтье не стал исключением. В 1834 году он решил провести один опыт, поместив каплю воды между двумя электродами: один был изготовлен из сурьмы, второй из висмута. После чего через электроды пропустил электрический ток.

Каково его было изумления, когда вода превратилась в лед. Ведь то, что под действием электрического тока любые материалы нагревались, было известно. Но чтобы произошел обратный эффект, это была новость. Французский часовщик так и не понял, что изобрел что-то новое, которое оказалось на границе двух областей науки – электричества и термодинамики. В то время для него произошло просто волшебство.

Правда, проблемы охлаждения в те времена мало кого интересовали, поэтому эффект Пельтье так и остался невостребованным. И только через два века, когда в промышленности и быту стали использовать электронные устройства, для которых требовались миниатюрные приборы охлаждения, о Пельтье и его эффекте вспомнили.

Достоинства и недостатки

Что же получилось, в конце концов? А получился тот самый элемент Пельтье, который обладал большими достоинствами:

  • Компактность устройства, которое давало возможность установить его на электронное плато.
  • Полное отсутствие движущихся деталей, что увеличивало его срок эксплуатации.
  • Возможность соединять несколько элементов в каскадной схеме, которая позволяет снизить достаточно большие температуры.

Внимание! Если поменять полярность подключения, то эффект Пельтье будет совершенно противоположного действия. То есть, устройство будет не охлаждать, а нагревать.

Есть у этого элемента и свои недостатки.

  • Небольшой коэффициент полезного действия. Это влияет на то, что придется к нему подводить большой ток, чтобы получить заметный перепад температур.
  • Сложность отвода тепловой энергии от охлаждаемой плоскости.

Физические процессы в элементе Пельтье

Чтобы разобраться в том, что происходит в данном устройстве, необходимо погрузиться в сложность физических законов и математических выкладок. Простому обывателю в этом разобраться будет сложно, поэтому объясним все по-простому.

Все действие происходит на уровне атомной решетки материала. Поэтому для удобства объяснения заменим его любым газом, который состоит из фононов (это его частицы). Итак, температура газа зависит от нескольких показателей:

  • температуры окружающей среды;
  • от металла, а точнее, от его свойств.

Поэтому получаем в предположении, что металл представляет собой смесь фононного и электронного газа. Оба газа находятся в термодинамическом равновесии. При соприкосновении двух металлов с разной температурой происходит перемещение холодного электронного газа в теплый металл. Что и образует разность потенциалов.

Термоэлектрический эффект Пельтье

На границе контактов двух металлов, то есть на переходе, электроны забирают энергию у фононов и передают ее фононам другого металла. Если поменять полярность подключения, то процесс пойдет в обратную сторону.

Перепад температур будет увеличиваться до тех пор, пока в металле есть свободные электроны с высоким потенциалом. Когда они закончатся, настанет своеобразное равновесие температур в обоих металлах.

Вот так можно описать по-простому картину эффекта Пельтье.

Итак, из всех процессов, протекающих в элементе Пельтье, можно сделать вывод, что эффективность его работы зависит от точного подбора двух металлов со своими свойствами, от силы тока, который будет протекать через прибор, и от того, как быстро будет отводиться тепло из теплой зоны.

Практическое применение

Что касается практического применения, то здесь пришлось ученым провести ряд опытов, которые показали, что достигнуть увеличения теплоотвода можно одним способом – увеличить количество соединений двух разных материалов.

При этом спаи материалов можно увеличивать до бесконечности. Конечно, это утрированное высказывание, но на практике количество пар, чем больше, тем лучше.

Но все же основное назначение этого охлаждающего устройства – снижение температуры в микросхемах и небольших приборах.

Итак, где сейчас применяется термоэлектрический модуль Пельтье?

  • В приборах ночного видения, а точнее, в матрицах, которые принимают инфракрасное излучение.
  • В цифровых фотоаппаратах, а точнее, в приборах зарядной связи (ПЗС), а еще точнее, в их микросхемах. Все дело в том, что эти микросхемы требуют глубокого охлаждения, чтобы увеличилась эффективность регистрации картинки.
  • В телескопах, где устройства Пельтье охлаждают детекторы.
  • В системах точного времени для снижения температуры кварцевых электрогенераторов.

Источник: https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/effekt-i-element-pelte-ustanovka-svoimi-rukami-i-termoelektricheskie-processy.html

Элементы Пельтье. Охлаждение и нагрев

как сделать кондиционер на элементах пельтье своими руками

Стандартные термоэлектрические модули имеют взаимообратный принцип действия. В этой статье мы расскажем о применении модулей Пельтье-Зеебека в теплообменных устройствах и приведём пример сборки кулера для воды и базовой охлаждающей системы для воздуха с возможностью обратного запуска (нагрева).

Принцип действия термоэлектрических модулей (ТЭМ), используемых для охлаждения, основан на эффекте Зеебека — обратном процессе относительно эффекта Пельтье. Основной элемент — всё тот же ТЭМ, описанный в первой части. При подаче постоянного тока на поле термопар наблюдается разность температур на плоскостях керамической пластины. Это факт, основанный на термодинамическом процессе, который мы описывать не будем (чтобы не утомлять научными выкладками), но покажем, как применить его в быту.

Примечание. Для постройки агрегатов, инструкции к которым приведены ниже, понадобятся базовые практические навыки сборки электрических цепей. Приведённые модели узлов являются примерными и могут быть заменены на аналогичные (или более/менее мощные) по усмотрению мастера.

Как самостоятельно изготовить кулер для охлаждения воды

Догадливый читатель уже понял, что «чудо-ковшик» из первой части можно использовать для охлаждения жидкости, если запустить его «в обратную сторону», подключив постоянный ток.

ТЭМ применены в каждом кулере для воды. Аналог этого заводского прибора вполне можно построить своими руками, при этом работать он будет не хуже. Мы опишем сам принцип работы и схему сборки.

Компоновку и варианты исполнения можно подобрать, исходя из собственных потребностей. Например, сделать его переносным или стационарным, интегрированным в кухонную мебель или систему подготовки питьевой воды.

Последний вариант оптимален, поскольку охлаждение в системе будет управляемым (по факту подачи питания).

Для этого нам понадобится:

  1. Прямоугольная плоская герметичная ёмкость из нержавейки с размерами 100х100х30 (фляга-теплообменник) с резьбовыми выходами на ½ дюйма по коротким сторонам. Это единственный элемент, изготовление которого лучше заказать мастеру на заводе.
  2. Подводка питьевой воды с фитингом на ½ дюйма (из ёмкости или водопровода).
  3. Блок питания на 10–12 вольт с регулировкой силы тока.
  4. Термоэлектрические модули TEC1–12705 (40×40) — 2 шт.
  5. Провода сечением 0,2 мм.
  6. Термоклей или термопаста.
  7. Ключ на 2 канала (тумблер, кнопка).
  8. Кран, паяльник, припой.

При помощи термоклея фиксируем ТЭМ на флягу. Соединяем провода по соответствующим группам (плюс и минус). Определяем удобное место расположения ключа, учитывая возможность замены при ремонте и доступность при использовании. Включаем его в схему. Присоединяем провода к блоку питания. Проводим испытания цепи.

Внимание! При испытаниях ограничьтесь наблюдением самого факта правильной работы, но не пытайтесь дать максимальную нагрузку насухую — это может привести к выходу из строя ТЭМ (ремонту не подлежит).

Затем соединяем входной фитинг фляги-теплообменника с каналом подачи воды, а выходной — с подводкой (гибкой или жёсткой) к крану.

Заполняем систему водой и выставляем оптимальную силу тока при нужном напоре струи. Оптимальный напор — чуть сильнее самотёка. Для забора прохладной питьевой воды этого будет вполне достаточно. Остальные нюансы — крепёж, длина проводов, расположение — сугубо индивидуальны в каждом отдельном случае.

Данную базовую систему можно развивать и совершенствовать. Например, установить термостат в теплообменнике и включить его в цепь вместо ключа (тумблера) — подойдёт там, где постоянно нужна вода определённой температуры. Флягу-теплообменник можно выполнить из серебра для дополнительной ионизации воды. Включив в систему повышающий преобразователь постоянного напряжения ЕК-1674, можно сократить расход электроэнергии до минимума.

Расчёт затрат на построение кулера:

Наименование Ед. изм. Кол-во Цена ед./руб. Ст-ть, руб.
Теплообменник из нержавейки (с работой) шт. 1 1000 1000
ТЭМ TEC1-12705 (40×40), 53 ватт шт. 2 300 600
Блок питания шт. 1 300 300
Ключ шт. 1 50 50
Провода 0,2 мм м 5 6 30
Термоклей (термопаста) Radial 2 мл шт. 1 150 150
Трубы, фитинги, подводки 300 300
Итого 2430

В этой системе не задействован ребристый радиатор, т. к. поставленная цель — охлаждение (но не заморозка) небольшого объёма воды (300 мл) — достигается и без него.

Как изготовить мини-холодильник, чиллер или кондиционер на теплоэлектрических модулях своими силами

Более сложная задача — охлаждение воздуха. Если в случае с водой эффективность работы кулера гарантирована разницей плотности сред (вода — воздух), то в случае с однородной средой (воздух — воздух) дело обстоит сложнее. Основная трудность — отвод температуры с горячей стороны поверхности ТЭМ. Точнее — синхронный отвод температуры с обеих поверхностей. Если просто запустить элемент Пельтье-Зеебека, нагретый и охлаждённый воздух смешаются, и температура выровняется.

В замкнутых пространствах малого объёма (до 0,7 м3) вполне применима система охлаждения на основе ТЭМ с двусторонним воздушным отводом. Это позволяет построить новый охлаждающий бокс или дать вторую жизнь старому холодильнику (морозильной камере). Для этого придётся немного усложнить систему, включив в неё пару отводящих вентиляторов обоюдной мощности, реле температуры, ребристый радиатор и использовать более производительные теплоэлектрические модули.

Нам понадобится (для одной базовой точки охлаждения):

  1. ТЭМ ТЕС1–12712 (40Х40), 106 ватт — 1 шт.
  2. Вентилятор RQA 12025HSL 110VAC (или мощнее) — 2 шт.
  3. Радиатор HS 036–100 (100x85x25 мм).
  4. Термостат ТАМ-133–1м (реле температуры с датчиком).
  5. Блок питания постоянного тока 12 вольт, 6 ампер (с регулировкой).
  6. Лист дюралюминия.
  7. Провода, термопаста, крепёж

В готовом боксе, в верхней части охлаждаемой зоны, делаем прямоугольное окно размерами 100х100 мм. Вырезаем две пластины дюралюминия размерами 130х130 мм и 180х180 мм. Закрепляем вентилятор по центру меньшей пластины таки образом, чтобы оставался продух 1 см. Устанавливаем реле температуры внутри бокса.

Монтируем меньшую из пластин изнутри бокса (вентилятором внутрь бокса) на шурупы или клёпки через герметик. Наклеиваем ТЭМы на смонтированную пластину и выводим провода. Вырезаем и выгибаем большую пластину так, чтобы она входила в монтажное отверстие, но при этом оставались бортики для фиксации к стенке бокса снаружи. Закрепляем на неё радиатор и второй вентилятор.

Обильно смазываем термопастой ТЭМы и монтируем пластину к стенке бокса через герметик.

Внимание! Обязательно должен быть максимальный контакт площади ТЭМ и пластины!

Собираем электрическую цепь. Рекомендуем включить вентиляторы на постоянную максимальную мощность, а силу тока для ТЭМ — через регулятор. Это обеспечит эффективный съём температуры и перемешивание воздуха при работе в разных режимах (не на полную мощность).

Преимущества данной конструкции:

  • бесшумная по сравнению с компрессорными холодильниками работа;
  • отсутствие механизмов и движущихся частей, силы трения (нечему ломаться);
  • не используются жидкие теплоносители (фреон);
  • общая потребляемая мощность около 200 ватт;
  • можно модернизировать конструкцию, варьировать производительность;
  • доступность и ремонтопригодность отдельных агрегатов.

Недостатки:

  • возможно появление конденсата на пластинах дюралюминия;
  • наружный блок управления;
  • многие факторы и нюансы работы выявляются опытным путём при использовании;
  • малая область применения.

Расчёт затрат на построение базовой охлаждающей системы холодильника и кондиционера:

Наименование Ед. изм. Кол-во Цена ед./руб. Ст-ть, руб.
ТЭМ ТЕС1-12712 (40Х40), 106 ватт шт. 1 600 600
Вентилятор RQA 12025HSL 110VAC шт. 2 150 300
Дюралюминий 3 мм шт. 1 300 300
Блок питания постоянного тока шт. 1 300 300
Термостат ТАМ-133-1м шт. 1 250 250
Радиатор HS 036-100 шт. 1 220 220
Провода, термопаста, крепёж, припой 300 300
Итого 2270

В принципе, данная конструкция — готовый встраиваемый кондиционер, который можно установить в кабине автомобиля, трактора, в закрытом вольере или будке охраны. Следует лишь продумать конструктивную защиту от атмосферных осадков.

Запас мощности модуля ТЕС1–12712 довольно велик. Амплитуда температур на сторонах элемента может достигать 50 градусов. При температуре воздуха в помещении +27 °С и применении системы жидкостного охлаждения (радиатор + вентилятор), можно извлечь на выходе впечатляющие минус 25 °С! Это позволяет создавать бескомпрессорные и тихие морозильные камеры даже в домашних условиях.

Где ещё применяют термоэлектрические модули

Эффект Пельтье-Зеебека известен с 1840-х годов. Его активно используют и по сей день, благодаря устойчивости законов физики. Термоэлектрическому модулю всегда найдётся место там, где есть избыточная энергия или нужно быстро и бесшумно совершить теплообмен.

Основное применения теплоэлектрических модулей:

  1. Охлаждение микросхем. Вентиляторы, как основной теплообменник, уходят в прошлое. Им на смену идут компактные, бесшумные и практически вечные ТЭМ.
  2. Машиностроение. Даже самый современный ДВС выделяет отработавшие газы из камеры сгорания. Инженеры используют их высокую температуру для получения дополнительной энергии при помощи элементов Пельтье. Собранная энергия подаётся обратно в системы двигателя, но уже в виде постоянного тока, что позволяет экономить топливо.
  3. Бытовая техника. Всё, что описано выше плюс большинство бытовых приборов, работающих на охлаждение или подогрев (кроме компрессорных холодильников).

И маленький секрет напоследок. Наш модуль имеет почти чудесное свойство — обратимость. Это значит, что при перемене полярности постоянного тока на проводах модуля (с помощью переключателя) горячая и холодная поверхность меняются местами. Кулер превращается в нагреватель, холодильник в тепловую камеру (инкубатор), а кондиционер — в маломощный тепловентилятор. Для этого не придётся изменять схему устройства. Достаточно просто поменять полярность.

Этот принцип использован в устройстве под названием рекуператор. Он представляет собой бокс, состоящий из двух изолированных камер, которые сообщаются между собой при помощи вентиляторов. При помощи модулей Пельтье холодный воздух с улицы подогревается энергией, извлечённой из нагретого воздуха, который отводится из помещения. Приспособление позволяет экономить на отоплении дома.

Источник: https://dvamolotka.ru/post/4040-elementy-pelte.-ohlazhdenie-inagrev

Модуль пельтье как генератор электрической энергии — Все об электричестве

как сделать кондиционер на элементах пельтье своими руками

Холодильное оборудование настолько прочно вошло в нашу жизнь, что даже трудно представить, как можно было без него обходиться. Но классические конструкции на хладагентах не подходят для мобильного использования, например, в качестве походной сумки-холодильника.

Сумка-холодильник на элементах Пельтье, нет компрессора, не нуждается во фреоне или других хладагентах

Для этой цели используются установки, в которых принцип работы построен на эффекте Пельтье. Кратко расскажем об этом явлении.

Что это такое?

Под данным термином подразумевают термоэлектрическое явление, открытое в 1834 году французским естествоиспытателем Жаном-Шарлем Пельтье. Суть эффекта заключается в выделении или поглощении тепла в зоне, где контактируют разнородные проводники, по которым проходит электрический ток.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сделать компрессор из кондиционера своими руками

В соответствии с классической теорией существует следующее объяснение явления: электрический ток переносит между металлами электроны, которые могут ускорять или замедлять свое движение, в зависимости от контактной разности потенциалов в проводниках, сделанных из различных материалов. Соответственно, при увеличении кинетической энергии, происходит ее превращение в тепловую.

На втором проводнике наблюдается обратный процесс, требующий пополнения энергии, в соответствии с фундаментальным законом физики. Это происходит за счет теплового колебания, что вызывает охлаждение металла, из которого изготовлен второй проводник.

Современные технологии позволяют изготовить полупроводниковые элементы-модули с максимальным термоэлектрическим эффектом. Имеет смысл кратко рассказать об их конструкции.

Устройство и принцип работы

Современные модули представляет собой конструкцию, состоящую из двух пластин-изоляторов (как правило, керамических), с расположенными между ними последовательно соединенными термопарами. С упрощенной схемой такого элемента можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Устройство модульного элемента Пельтье

Обозначения:

  • А – контакты для подключения к источнику питания;
  • B – горячая поверхность элемента;
  • С – холодная сторона;
  • D – медные проводники;
  • E – полупроводник на основе р-перехода;
  • F – полупроводник n-типа.

Конструкция выполнена таким образом, что каждая из сторон модуля контактирует либо p-n, либо n-p переходами (в зависимости от полярности). Контакты p-n нагреваются, n-p – охлаждаются (см. рис.3). Соответственно, возникает разность температур (DT) на сторонах элемента. Для наблюдателя этот эффект будет выглядеть, как перенос тепловой энергии между сторонами модуля. Примечательно, что изменение полярности питания приводит к смене горячей и холодной поверхности.

Рис. 3. А – горячая сторона термоэлемента, В – холодная

Технические характеристики

Характеристики термоэлектрических модулей описываются следующими параметрами:

  • холодопроизводительностью (Qmax), эта характеристика определяется на основе максимально допустимого тока и разности температуры между сторонами модуля, измеряется в Ваттах;
  • максимальным температурным перепадом между сторонами элемента (DTmax), параметр приводится для идеальных условий, единица измерения – градусы;
  • допустимая сила тока, необходимая для обеспечения максимального температурного перепада – Imax;
  • максимальным напряжением Umax, необходимым для тока Imax, чтобы достигнуть пиковой разницы DTmax;
  • внутренним сопротивлением модуля – Resistance, указывается в Омах;
  • коэффициентом эффективности – СОР (аббревиатура от английского – coefficient of performance), по сути это КПД устройства, показывающее отношение охлаждающей к потребляемой мощности. У недорогих элементов этот параметр находится в пределах 0,3-0,35, у более дорогих моделей приближается к 0,5.

Маркировка

Рассмотрим, как расшифровывается типовая маркировка модулей на примере рисунка 4.

Рис 4. Модуль Пельтье с маркировкой ТЕС1-12706

Маркировка разбивается на три значащих группы:

  1. Обозначение элемента. Две первые литеры всегда неизменны (ТЕ), говорят о том, что это термоэлемент. Следующая указывает размер, могут быть литеры «С» (стандартный) и «S» (малый). Последняя цифра указывает, сколько слоев (каскадов) в элементе.
  2. Количество термопар в модуле, изображенном на фото их 127.
  3. Величина номинального тока в Амперах, у нас – 6 А.

Таким же образом читается маркировка и других моделей серии ТЕС1, например: 12703, 12705, 12710 и т.д.

Применение

Несмотря на довольно низкий КПД, термоэлектрические элементы нашли широкое применение в измерительной, вычислительной, а также бытовой технике. Модули являются важным рабочим элементом следующих устройств:

  • мобильных холодильных установок;
  • небольших генераторов для выработки электричества;
  • систем охлаждения в персональных компьютерах;
  • кулеры для охлаждения и нагрева воды;
  • осушители воздуха и т.д.

Приведем детальные примеры использования термоэлектрических модулей.

Холодильник на элементах Пельтье

Термоэлектрические холодильные установки значительно уступают по производительности компрессорным и абсорбционным аналогам. Но они имеют весомые достоинства, что делает целесообразным их использование при определенных условиях. К таким преимуществам можно отнести:

  • простота конструкции;
  • устойчивость к вибрации;
  • отсутствие движущихся элементов (за исключением вентилятора, обдувающего радиатор);
  • низкий уровень шума;
  • небольшие габариты;
  • возможность работы в любом положении;
  • длительный срок службы;
  • небольшое потребление энергии.

Такие характеристики идеально подходят для мобильных установок.

Термоэлектрический автохолодильник установленный в салоне автомобиля

Элемент Пельтье как генератор электроэнергии

Термоэлектрические модули могут работать в качестве генераторов электроэнергии, если одну из их сторон подвергнуть принудительному нагреву. Чем больше разница температур между сторонами, тем выше сила тока, вырабатываемая источником. К сожалению, максимальная температура для термогенератора ограничена, она не может быть выше точки плавления припоя, используемого в модуле. Нарушение этого условия приведет к выходу элемента из строя.

Для серийного производства термогенераторов используют специальные модули с тугоплавким припоем, их можно нагревать до температуры 300°С. В обычных элементах, например, ТЕС1 12715, ограничение – 150 градусов.

Поскольку КПД таких устройств невысокий, их применяют только в тех случаях, когда нет возможности использовать более эффективный источник электрической энергии. Тем не менее,  термогенераторы на 5-10 Вт пользуются спросом у туристов, геологов и жителей отдаленных районов. Большие и мощные стационарные установки, работающие от высокотемпературного топлива, используют для питания приборов газораспределительных узлов, аппаратуры метеорологических станций и т.д.

Термоэлектрический генератор B25-12 (М) на 12 вольт, мощностью 25 ватт

Для охлаждения процессора

Относительно недавно данные модули стали использовать в системах охлаждения CPU персональных компьютеров. Учитывая низкую эффективность термоэлементов, польза от таких конструкций довольно сомнительна. Например, чтобы охладить источник тепла мощностью 100-170 Вт (соответствует большинству современных моделей CPU), потребуется потратить 400-680 Вт, что требует установки мощного блока питания.

Второй подводный камень – незагруженный процессор будет меньше выделять тепловой энергии, и модуль может охладить его меньше точки росы. В результате начнет образовываться конденсат, что, гарантировано, выведет электронику из строя.

Тем, кто решиться создать такую систему самостоятельно, потребуется провести серию расчетов по подбору мощности модуля под определенную модель процессора.

Исходя из выше сказанного, использовать данные модули в качестве системы охлаждения CPU не рентабельно, помимо этого они могут стать причиной выхода компьютерной техники из строя.

Совсем иначе обстоит дело с гибридными устройствами, где термомодули используются совместно с водяным или воздушным охлаждением.

Термоэлектрический кулер Армада

Гибридные системы охлаждения доказали свою эффективность, но высокая стоимость ограничивает круг их почитателей.

Кондиционер на элементах Пельтье

Теоретически такое устройство конструктивно будет значительно проще классических систем климат-контроля, но все упирается в низкую производительность. Одно дело – охладить небольшой объем холодильной камеры, другое – помещение или салон автомобиля. Кондиционеры на термоэлектрических модулях будут больше (в 3-4 раза) потреблять электроэнергии, чем оборудование, работающее на хладагенте.

Источник: https://contur-sb.com/modul-pelte-kak-generator-elektricheskoy-energii/

Генератор на элементах пельтье своими руками. Элемент пельтье он же термоэлектрический модуль

Термопреобразователь (модуль Пельтье) работает по принципу, обратному действию термопары, — появлению разности температур, когда протекает электрический ток.

Как работает элемент Пельтье?

Довольно просто применять модуль Пельтье, принцип работы которого заключается в выделении или поглощении тепла в момент контакта разных материалов при прохождении через него энергетического потока электронов перед контактом и после него отличается.

Если на выходе она меньше, значит, там выделяется тепло. Когда электроны в контакте тормозятся электрическим полем, они передают кинетическую энергию кристаллической решетке, разогревая ее. Если они ускоряются, тепло поглощается.

Это происходит за счет того, что часть энергии забирается у кристаллической решетки и происходит ее охлаждение.

В значительной степени это явление присуще полупроводникам, что объясняется большой разностью зарядов.

Модуль Пельтье, применение которого является темой нашего обзора, используется при создании термоэлектрических охлаждающих устройств (ТЭМ). Простейшее из них состоит из двух полупроводников p- и n-типов, последовательно соединенных через медные контакты.

Если электроны движутся от полупроводника «p» к «n», на первом переходе с металлической перемычкой они рекомбинируют с выделением энергии. Следующий переход из полупроводника «p» в медный проводник сопровождается «вытягиванием» электронов через контакт электрическим полем. Данный процесс приводит к поглощению энергии и охлаждению области вокруг контакта. Аналогичным образом происходят процессы на следующих переходах.

При расположении нагреваемых и охлаждаемых контактов в разных параллельных плоскостях получится практическая реализация способа. Полупроводники изготавливаются из селена, висмута, сурьмы или теллура. Модуль Пельтье вмещает большое количество термопар, размещенных между керамическими пластинами из нитрида или оксида алюминия.

Факторы, влияющие на эффективность ТЭМ

  • Сила тока.
  • Количество термопар (до нескольких сотен).
  • Типы полупроводников.
  • Скорость охлаждения.

Больших величин достигнуть пока не удалось из-за низкого КПД (5-8 %) и высокой стоимости. Чтобы ТЭМ успешно работал, надо обеспечить эффективный отвод тепла с нагреваемой стороны. Это создает сложности в практическом воплощении способа. Если изменить полярность, холодная и горячая стороны меняются друг с другом.

Достоинства и недостатки модулей

Потребность в ТЭМ появилась с возникновением электронных устройств, нуждающихся в миниатюрных системах охлаждения. Преимущества модулей следующие:

  • компактность;
  • отсутствие подвижных соединений;
  • модуль Пельтье принцип работы имеет обратимый при смене полярности;
  • простота каскадных соединений для повышения мощности.

Главным недостатком модуля является низкий КПД. Это проявляется в больших затратах мощности при достижении требуемого эффекта охлаждения. Кроме того, он обладает высокой стоимостью.

Применение ТЭМ

Пельтье модуль применяется преимущественно для охлаждения микросхем и небольших деталей. Начало было положено для охлаждения элементов военной техники:

  • микросхемы;
  • инфракрасные детекторы;
  • элементы лазеров;
  • кварцевые генераторы.

Термоэлектрический модуль Пельтье постепенно стал применяться в бытовой технике: для создания холодильников, кондиционеров, генераторов, терморегуляторов. Главным его назначением является охлаждение небольших объектов.

Охлаждение процессора

Основные компоненты компьютеров постоянно совершенствуются, что приводит к росту тепловыделения. Вместе с ними развиваются системы охлаждения с применением новаторских технологий, с современными средствами контроля.

Модуль Пельтье применение в данной сфере нашел прежде всего в охлаждении микросхем и других радиодеталей. С форсированными режимами разгона микропроцессоров традиционные кулеры уже не справляются.

А увеличение частоты работы процессоров дает возможность повысить их быстродействие.

Увеличение скорости вращения вентилятора приводит к значительному шуму. Его устраняют за счет использования модуля Пельтье в комбинированной системе охлаждения. Таким путем передовые фирмы быстро освоили производство эффективных охлаждающих систем, которые стали пользоваться большим спросом.

С процессоров тепло обычно отводится кулерами. Воздушный поток может засасываться снаружи или поступать изнутри системного блока. проблема состоит в том, что температура воздуха порой оказывается недостаточной для теплоотвода. Поэтому ТЭМ стали использовать для охлаждения потока воздуха, поступающего в системный блок, тем самым повышая эффективность теплообмена. Таким образом, встроенный воздушный кондиционер является помощником традиционной системы охлаждения компьютера.

С обеих сторон модуля крепятся алюминиевые радиаторы. Со стороны холодной пластины нагнетается воздух на охлаждение к процессору. После того как он заберет тепло, его выдувает другой вентилятор через радиатор горячей пластины модуля.

Современный ТЭМ управляется электронным устройством с датчиком температуры, где степень охлаждения пропорциональна разогреву процессора.

Активизация охлаждения процессоров создает также некоторые проблемы.

  1. Простые охлаждающие модули Пельтье предназначены для непрерывной работы. При пониженном энергопотреблении также уменьшается тепловыделение, что может вызвать переохлаждение кристалла и последующее зависание процессора.

Источник: https://girlsgameland.ru/socseti/generator-na-elementah-pelte-svoimi-rukami-element-pelte-on-zhe/

Как сделать холодильник своими руками

Выбор, честно говоря, небольшой, когда встает вопрос, как сделать холодильник своими руками. Сегодня мороз вырабатывается двумя методами. Использование четырех состояний фреона или электрических элементов Пельтье. Холод важно сохранять. Потребуются герметичный отсек, проведение правильных мер теплоизоляции, предотвращающих обмен с окружающей средой. Рассмотрим методы, приготовьтесь: простого пути не окажется. Давайте подумаем вместе, из чего можно сделать холодильник.

Принцип действия холодильника

Принцип выработки мороза холодильником

Прежде, чем самостоятельно сделать холодильник, обозрите существующие конструкции. Предлагаем ниже краткий тематический экскурс. Извиняемся, за отсутствие адсорбционных моделей, работают также на фреоне. Едва ли найдутся способные раздобыть необходимые материалы, вещества, способствуя реализации концепции.

Во-первых, знайте: 99% бытовых холодильников эксплуатируют фреон. Устройства на элементах Пельтье найти можно в качестве автомобильных морозильников. Электрический ток протекает через стык двух разнородных полупроводников, результатом формируется охлаждение одного материала.

Другой, напротив, нагревается. Внешний радиатор холодильника на элементах Пельтье требует интенсивного охлаждения. Достигается выбором большого размера изрезанной алюминиевой детали, либо введением вентилятора, принудительного обдува.

Видим идею внутри современных системных блоков персональных компьютеров.

Кто хочет сделать холодильник самостоятельно, может начать с этого. Найти элемент Пельтье для охлаждения процессора, лучше два-три. Собственно, деталь весьма любопытная.

В жару легко доводит температуру процессора до минус 10 градусов Цельсия. Поэтому в качестве охладителя самодельного устройства пригодна. Проблема ограничивается малым объемом. Подумайте! Мощность типичного процессора составляет 80 – 100 Вт. Половина выделяется теплом. Следовательно, не так мощен элемент Пельтье охлаждения процессора (менее 100 Вт).

Сразу оговоримся: мощность морожения (холодопроизводительность) и потребляемая из розетки – разные вещи. У холодильников КПД достигает 200 процентов. Касается большинства образцов климатической техники:

  • кондиционеры;
  • тепловые насосы.

Способности элементов Пельтье доподлинно неизвестны. Холодопроизводительность не приводится. Элементы Пельтье рассчитаны на фиксированные мощности, производитель предлагает доверять.

Проблема одна: по скорости падения температуры процессора нельзя судить о параметре, слишком много неизвестных. Нашли на сайте http://forum.sirius.dn.ua/ рисунок, приводящий зависимость холодопроизводительности элемента Пельтье Frost-72.

График линейный, дает возможность рассчитать нужные параметры для создания своими руками холодильника.

Зависимость холодопроизводительности элемента Пельтье

С повышением напряжения питания до 16 В (предельно допустимое) холодопроизводительность растет параллельно. Можно немного улучшить результат. Давайте подумаем, какова производительность холодильника Стинол 102:

  1. Холодопроизводительность холодильной камеры – 75-100 Вт.
  2. Холодопроизводительность морозильной камеры – 100-120 Вт.

Какой литраж?

  1. Холодильная камера – 200 литров.
  2. Морозильная камера – 120 литров.

Видим, сколько нужно элементов Пельтье.

https://www.youtube.com/watch?v=_dL5MQQ2MHo

Не спешите складывать-отнимать сообразно цифрам 75-100 и 100-120, холодопроизводительность зависит от температуры. Но что такое ΔТ – разность температур меж пластинами.

Будем лучше отводить тепло от горячей стороны, эффективнее станет работать элемент Пельтье. Поленитесь предпринимать меры, разница температур достигнет 68 градусов Цельсия (питание 12 вольт), охлаждение прекратится. Следовательно, заранее бессильны предугадать. Предположим, комнатная температура составляет 22 градуса Цельсия, холодильной камеры – плюс 5 градусов Цельсия, при идеальном охлаждении получается мощность 38 Вт. Легко видеть: для Стинол 102 понадобится минимум два-три Frost 72.

Что касается морозильной камеры, мощность невозможно реализовать с мыслимыми потерями.

Статья указанного сайта объясняет: пиковый КПД устройства равен 62% (идеальный случай), создание самодельного холодильника с точки зрения экономии электроэнергии нельзя назвать хорошей затеей. Пропадает надобность заправлять фреон, система бесшумная.

Желающим построить морозильную камеру предоставим краткий расчет. Разность температур составит 22 – (-18) = 40 градусов, мощность равна 20 Вт. Закупите 6 элементов Frost 72. Давайте посмотрим в денежном выражении.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Капает вода с внутреннего блока сплит системы

Элементы Пельтье Frost 72

По данным сайта http://www.chipdip.ru/, один элемент Пельтье Frost 72 стоит 1500 рублей. Нужна ли морозилка за 9000 рублей (вычитая стоимость материала короба), решайте сами. Термостат понадобится. Плюс устройства: способно работать на нагрев. Просто измените полярность питания.

Самодельный холодильник станет кондиционером, внутри можно греть пищу. Для режима оттаивания идеально. Кстати, факт нуждается в уточнении. Эффект Пельтье обратим. Пропуская ток в обратном направлении, достигаем нагрева.

Принцип работы холодильника ограничен эффектом понижения температуры одной стороны элемента Пельтье, эффект обратим.

Сделаем корпус холодильника

Избегайте применять пенополиуретан: понадобится спецодежда. Купите баллончик утеплителя (монтажной пены). Отпадет потребность подыскивать респиратор. Пенополиуретан расширяется, набирает объем сравнительно медленно. Воздушнее материал – качественнее изоляция.

Для изоляции пенополиуретаном понадобится изготовить ящик с двойными стенками, аналогичную дверку (крышку). Непростая задача, поскольку нужно заполнить изолятором дно. Решайте сами, как лучше поступить, рекомендуем оставить технологические отверстия в сложнодоступных местах. После затвердевания пенополиуретана лишнее обрезать, ненужные дыры залатать. Решается задача утепления. Избегайте контакта полимера с продукцией.

Холодильник своими руками

Пенополиуретан заделает щели мест ввода элементов Пельтье в камеру. Идеальная изоляция, которой сложно добиться иным путем. Элементы Пельтье стоят дорого. Холодильник должен быть меньше, изоляция – лучше. Предлагаем уделить внимание Пенофолу с двухсторонним фольгированием. Наличие материала, подробности узнавайте у производителя, дилеров, берите с двухсторонним фольгированием, игнорируя сложность монтажа. Материал можно приклеить, прибивать избегайте, создаст мостики утечки тепла.

Снаружи отделываем короб пенополиуретаном, устраняя малейшие щели. Элементы Пельтье не входят внутрь отсека. Отгораживаются прокладкой пищевого алюминия. Исключит контакт пищи с пенополиуретаном, как в заводском холодильнике. Термостата рекомендуем взять обычный, пассивный, измеряющий давление.

Можно купить на рынке по запросу «термостат холодильника», снять со старого оборудования. Выглядит небольшим металлическим кубиком с длинной тонкой трубкой, конец которой нужно пристыковать к холодной стороне элемента Пельтье.

Выбирайте положение чувствительного участка датчика, чтобы режимы выдерживались.

Плюс в том, что такое устройство отключает в нужный момент питание, само по себе поддается настройке. Чисто пассивный элемент, как было упомянуто выше, состоящий только, сформированный мембраной и контактной группы. Конструкция герметична, не сильно задавайтесь вопросом устройства. Весь сказ, как своими руками сделать холодильник.

Продукты лучше хранить по полкам, отделать нутро пищевым алюминием. Избегайте пластика.

Не забудьте заземление, не помешает установить термопредохранители в нужных местах. Рассказ, показывающий, как сделать холодильник своими руками, окончен. Надеемся, текст вышел полезным. Верим, каждый читатель сможет сделать холодильник своими руками.

Источник: https://vashtehnik.ru/xolodilniki/kak-sdelat-xolodilnik-svoimi-rukami.html

Эффект пельтье своими руками

Редакция сайта iXBT.com обращается к вам с просьбой отключить блокировку рекламы на нашем сайте.

Дело в том, что деньги, которые мы получаем от показа рекламных баннеров, позволяют нам писать статьи и новости, проводить тестирования, разрабатывать методики, закупать специализированное оборудование и поддерживать в рабочем состоянии серверы, чтобы форум и другие проекты работали быстро и без сбоев.

Мы никогда не размещали навязчивую рекламу и не просили вас кликать по баннерам. Вашей посильной помощью сайту может быть отсутствие блокировки рекламы.

Спасибо вам за поддержку!

Элементом Пельтье принято называть преобразователь, который способен работать от разности температур. Происходит это путем протекания электрического тока по проводникам через контакты. Для этого в элементах предусмотрены специальные пластины. Тепло от одной стороны переходит в другую.

На сегодняшний день указанная технология является востребованной в первую очередь из-за значительной мощности теплоотдачи. Дополнительно устройства способны похвастаться компактностью. Радиаторы для многих моделей устанавливаются слабенькие. Связано это с тем, что тепловой поток довольно быстро остывает. В результате нужная температура поддерживается постоянно.

Подвижных частей указанный элемент не имеет. Работают устройства абсолютно бесшумно, и это является несомненным преимуществом. Также следует сказать, что эксплуатироваться они способны очень долго, а случаи поломок возникают крайне редко. Самый простой тип состоит из медных проводников с контактами и соединительными проводами. Дополнительно с охлаждающей стороны имеется изолятор. Изготовляют его, как правило, из керамики или нержавеющей стали.

Зачем нужны элементы Пельтье?

Элементы Пельтье чаще всего используются для изготовления холодильников. Обычно речь идет о компактных моделях, которые могут применяться, к примеру, автомобилистами в дороге. Однако на этом область применения устройств не подходит к концу. В последнее время элементы Пельтье активно начали устанавливать в звуковую, а также акустическую технику. Там они способны выполнять функции куллера.

В результате охлаждение усилителя устройства происходит без какого-либо шума. Для портативных компрессоров элементы Пельтье являются незаменимыми. Если говорить о научной отрасли, то ученые применяют данные устройства для охлаждения лазера. При этом можно добиться значительной стабилизации волны изучения у светодиодов.

Недостатки моделей Пельтье

Казалось бы, такое простое и эффективной устройство лишено недостатков, однако они имеются. В первую очередь специалисты сразу отметили малую пробивную способность модуля.

Это говорит о том, что у человека возникнут определенные проблемы, если он захочет охладить прибор, который работает от сети с напряжением 400 В. В данном случае частично поможет решить эту проблему специальная диэлектрическая паста.

Однако пробой тока все равно будет высоким и обмотка элемента Пельтье может не выдержать.

Дополнительно указанные модели не советуют применять для точной электроники. Поскольку в конструкции элемента имеются металлические пластины, то чувствительность транзисторов может нарушаться. Последним недостатком элемента Пельтье можно назвать малый коэффициент полезного действия. Достигнуть значительной разности температур указанные устройства не способны.

Модуль для регулятора

Сделать элемент Пельтье своими руками для регулятора довольно просто. Для этого следует заранее заготовить две металлические пластины, а также проводку с контактами. В первую очередь для установки готовят проводники, которые будут располагаться у основания. Обычно их закупают с маркировкой «РР».

Дополнительно для нормального контроля температуры следует предусмотреть полупроводники на выходе. Они необходимы для того, чтобы быстро отдавать тепло на верхнюю пластину. Для установки всех элементов следует использовать паяльник. Чтобы доделать элемент Пельтье своими руками, в последнюю очередь подсоединяют два провода. Первый монтируется у нижнего основания и фиксируется у крайнего проводника. Соприкосновения при этом с пластиной следует избегать.

Далее крепят второй провод у верней части. Фиксация осуществляется также к крайнему элементу. Для того чтобы проверить работоспособность устройства, применяют тестер. Для этого два провода нужно подсоединить к прибору. В результате отклонение напряжения должно составить примерно 23 В. В данной ситуации многое зависит от мощности регулятора.

Холодильники с терморезистором

Как сделать элемент Пельтье своими руками для холодильника с терморезистором? Отвечая на этот вопрос, важно отметить, что пластины для него подбираются исключительно из керамики. При этом проводников используется около 20 штук. Это необходимо для того, чтобы перепад температуры был более высоким. Повысить коэффициент полезного действия можно до 70 %. В данном случае важно рассчитать энергопотребление устройства.

Сделать это можно исходя из мощности оборудования. Холодильник на жидком фреоне в этом случае походит идеально. Непосредственно элемент Пельтье устанавливается возле испарителя, который располагается рядом с мотором. Для его монтажа потребуется стандартный набор инструментов, а также прокладки. Они необходимы для того, чтобы оградить модель от пускового реле. Таким образом, охлаждение нижней части устройства будет происходить намного быстрее.

Чтобы добиться получения разницы в температурах (эффект Пельтье) своими руками, проводников может понадобиться не менее 16 штук. Главное при этом — надежно изолировать провода, которые будут подключаться к компрессору.

Для того чтобы сделать все правильно, нужно в первую очередь отсоединить осушитель холодильника. Только после этого есть возможность соединить все контакты. По завершении установки предельное напряжение следует проверить при помощи тестера.

При нарушении работы элемента в первую очередь страдает терморегулятор. В некоторых случая происходит его короткое замыкание.

Модель для холодильника 15 В

Делается холодильник Пельтье своими руками с малой пропускной способностью. Крепятся модули в основном возле радиаторов. Для того чтобы надежно их закрепить, специалисты используют уголки. К фильтру элемент не должен прислоняться, и это следует учитывать.

Чтобы доделать термоэлектрический модуль Пельтье своими руками, нижнюю пластину в основном выбирают из нержавеющей стали. Проводники, как правило, применяются с маркировкой «ПР20». Нагрузку они максимум способны выдерживать на уровне 3 А. Максимальное отклонение температуры способно достигать 10 градусов. В этом случае коэффициент полезного действия может составлять 75 %.

Источник: https://master-kleit.ru/origami/jeffekt-pelte-svoimi-rukami/

Самодельный кондиционер в домашних условиях

При изготовлении освежающего прибора своими руками для дома чаще всего используется принцип охлаждения поверхности при испарении воды. Многие варианты таких устройств достаточно просты, поэтому соорудить охлаждающий самодельный кондиционер дома сможет каждый при наличии минимального набора средств.

Самое простое устройство для дома

Самым простым охладительным устройством, не требующим почти никаких материальных, финансовых, временных, интеллектуальных затрат станет конструкция из вентилятора и мокрого полотенца. Полотенце набрасывается поверх механизма, воздух проходит насквозь, испаряя воду. Процесс испарения охлаждает полотенце, поэтому проходящий воздухопоток станет чуть более прохладным. Такой способ можно немного усовершенствовать, опустив конец полотенца внутрь емкости с водой.

Охладить помещение таким способом не удастся. Но для индивидуального применения будет эффективным.

Как самостоятельно заправить бытовой кондиционер? Схема действий  >>>

Вентилятор + пластиковая тара. Вариант 1

Наиболее распространенным вариантом сооружения кондиционера из подручных средств является сочетание вентмеханизма и пластиковых бутылок с холодной водой или льдом. Понадобятся:

  • вентмеханизм;
  • пластмассовая или другая тара;
  • лед/охлажденная вода.

Схема действий:

  1. Тара наполняется холодной водой, замораживаются.
  2. Охлажденная, монтируется к вентиляторной решетке либо ставится перед ней. Обязательно нужно оставить зазоры 1-2 см для циркуляции, охлаждения воздухопотока.
  3. Продумать способ сбора конденсата, который обязательно будет появляться.

Воду нужно периодически менять. Можно сделать сразу два комплекта, попеременно их охлаждая.

Вентилятор + пластиковая тара. Вариант 2

  • кулер;
  • пластмассовая тара (три двухлитровые и три поллитровые);
  • поролоновая лента.

Изготовление:

  1. У двухлитровых емкостей нужно отрезать дно, просверлить внутри отверстия. В одном случае – снизу, в другом – сбоку.
  2. Поролоновой лентой обмотать кулер (для фиксации, поглощения вибраций).
  3. Разместить механизм между отрезанными частями так, чтобы внизу было дно бутылки с боковыми отверстиями.
  4. У двух крышек от емкостей удалить дно.
  5. Внутри двух поллитровых сбоку сделать отверстия, по диаметру равных горлышку.
  6. Горлышко большой емкости вставить внутрь бокового отверстия маленькой, зафиксировать его внутри обрезанной крышкой (можно с помощью длинного ножа или другого инструмента).
  7. Вторую, маленькую, зафиксировать с первой аналогичным способом. Теперь маленькие бутылки могут вращаться перпендикулярно своим основаниям.
  8. К пластиковому коробу с кулером прикрепить третью поллитровую емкость со льдом.
  9. Сверху накрыть все это двухлитровой бутылкой с двумя закрепленными маленькими.

Импровизированный самодельный кондиционер из пластмассовых бутылок готов к использованию. Воздушный поток регулируется вращением поллитровых емкостей по двум направлениям. Будет полезен маленькому помещению, при индивидуальном использовании.

Ремонт бытовых кондиционеров. Можно ли избежать? >>>

Вентилятор + медная труба

Понадобятся:

  • вентиляторный механизм;
  • медная трубка/резиновый шланг;
  • водопровод.

Схема монтажа:

  1. Медную трубу/резиновый шланг примотать к защитной вентиляторной решетке, зафиксировать. Необходимо оставлять зазоры между витками трубки, шланга для свободной циркуляции, охлаждения воздуха. Не должно быть сильных перегибов.
  2. Один конец медной трубки/резинового шланга присоединить к смесителю. Второй вывести в раковину. В этом положении конструкцию можно зафиксировать.
  3. Открыть воду под небольшим напором.
  4. Включить вентиляторный механизм.
  5. Отрегулировать направление воздушного потока.

Такой агрегат способен охладить помещение среднего объема. Может быть затратным из-за большого количества подаваемой воды.

Контейнер + кулер

Необходимые материалы:

  • пластиковый контейнер объемом 1,5-2 л;
  • минивентилятор от компьютерного блока питания;
  • гофрированный сифон из пластика;
  • клеевой пистолет;
  • монтажный нож.

Как сделать самодельный кондиционер, сборка конструкции:

  1. Внутри крышки контейнера вырезать отверстие чуть меньшего размера, чем минивентилятор;
  2. Приклеить его к крышке так, чтобы поток воздуха был направлен внутрь контейнера (с помощью горячего клея).
  3. Вырезать отверстие для сифонной трубы.
  4. От гофрированного сантехнического сифона отрезать 25-30 см.
  5. Закрепить получившийся отрезок внутри крышки контейнера с помощью горячего пистолета.
  6. Поместить внутрь контейнера лед.
  7. Плотно закрыть крышку.
  8. Подключить минивентилятор к сети.

Направление охлажденного воздуха можно регулировать с помощью сифона. При возможности лучше использовать большой кусок льда. Воздушный поток, попадая в контейнер сможет в нем циркулировать и больше охлаждаться. В случае с маленькими кусочками льда такой циркуляции воздуха не будет.

Направление охлажденного потока можно регулировать с помощью сифона. Лучше использовать большой кусок льда. Воздушный поток, попадая внутрь контейнера сможет циркулировать и больше охлаждаться. С маленькими кусочками льда такой циркуляции не будет.

Радиатор + автовентилятор

Исходные материалы:

  • автомобильный радиатор;
  • автовентилятор на 12 В;
  • рамка для вентиляторного механиза;
  • корпус-фиксатор;
  • крепления;
  • резиновые трубки;
  • набор хомутов;
  • изолента;
  • герметик;
  • блок питания на 12 В.

Инструкция по устройству:

  1. Выход для термодатчика радиатора предварительно закрыть плотной заглушкой.
  2. Радиатор закрепить горизонтально к панели-фиксатору.
  3. Зафиксировать автовентилятор так, чтобы поток воздуха был направлен от радиатора внутрь помещения.
  4. При помощи хомутов установить резиновые шланги на радиаторные трубки.
  5. Шланг для подачи холодной воды подключить к крану.
  6. Отводной шланг разместить в раковине или ванной.
  7. Под конструкцией разместить дренажную емкость.
  8. Устранить воздушные пробки внутри радиаторе.
  9. Подключить к электросети.

Устройство снижает температуру за счет подачи холодной воды. Время охлаждения помещения зависит от скорости работы автовентилятора, скорости подачи жидкости. Мощность невысокая, охладит небольшое помещение.

Старый холодильник + вентилятор

Необходимо:

  • старый холодильник;
  • пластиковая труба;
  • два вентиляторных устройства;
  • электролобзик;
  • монтажная пена.

Процесс изготовления:

  1. Вырезать внутри дверцы морозильной камеры холодильника отверстие для первого минивентилятора.
  2. Закрепить так, чтобы он нагнетал воздух внутрь камеры.
  3. Просверлить еще одно отверстие там же.
  4. Вставить внутрь получившегося отверстия пластмассовую трубу для вывода охлажденного воздуха наружу.
  5. Герметично закрыть щели монтажной пеной.
  6. Для лучшего отвода тепла можно установить второй кулер, поток воздуха от которого будет направлен на конденсатор.
  7. Подключить конструкцию к сети.

Импровизированный кондиционер из старой холодильной установки может стать неплохой альтернативой климатической системе. Принцип ее работы базируется на подаче фреоном тепла от испарителя к конденсатору (как и у многих кондиционеров).

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Почему замерзает кондиционер

Вентилятор + элементы Пельтье

Кондиционер на элементах Пельтье – спорное устройство, энергоэффективность которого мала. Выглядит как электронная двусторонняя пластина с двумя проводами. После подключения к электричеству одна сторона нагревается, другая охлаждается. Схема устройства:

  1. Приобрести элементы Пельтье (4-8 шт).
  2. Закрепить греющейся стороной на ребристый алюминиевый радиатор.
  3. Установить радиатор так, чтобы его охлаждал свежий воздух.
  4. К охлаждающимся поверхностям закрепить компьютерный кулер для нагнетания комнатного воздуха в их сторону.

Кондиционер на элементах Пельтье охлаждает температуру, расходуя при этом большое количество энергии. Половина энергозатрат – обогрев второй стороны.

Данное видео демонстрирует процесс создания, испытательные эксперименты самодельного охлаждающего механизма

Недостатки самодельного кондиционера значительно перевешивают плюсы. Прежде, чем браться за изготовление, необходимо хорошо взвесить все «за» и «против». Если конструкция из уже имеющихся вентиляторного механизма и пары бутылок нечего не будет стоить, кроме потраченного времени (охлаждение, замена емкостей), то более сложные устройства потребует некоторых материальных вложений, большого количества времени на их сборку, обустройство.

Источник: https://foundmaster.ru/climatic/konditsioner-svoimi-rukami.html

Элемент пельтье своими руками

В английском языке термин упоминается как ТЕС — термоэлектрический охладитель. Элемент пельтье своими руками представляет собой температурно электрический преобразователь, который работает по принципу возникновения разницы температур в момент подачи электрического тока. Возможно ли собрать его самостоятельно и какое применение ему найти?

Изготовить устройство в домашних условиях практически невозможно, тем более это не имеет особого смысла, учитывая его невысокую рыночную стоимость.

Но большинство умельцев все же предпочитает мастерить элемент пельтье своими руками, ссылаясь на ряд его достоинств:

  1. Компактность, удобство установки на самодельное электронное плато.
  2. Отсутствие движущихся деталей, что увеличивает сроки его эксплуатации.
  3. Возможность соединения нескольких элементов в каскадной схеме для снижения очень больших температур.

Тем не менее, пельтье своими руками имеет определенные недостатки: низкий коэффициент полезного действия (КПД), необходимость подачи высокого тока для получения заметного перепада температуры, сложность отведения тепловой энергии от охлаждаемой поверхности.

Рассмотрим на примере схем, как сделать пельтье своими руками:

  • Задействовать его в качестве детали термоэлектрического генератора, согласно рисунку подключения.
  • Собрать простой преобразователь на микросхеме ИМС L6920 (рисунок 1).

Рисунок 1. Элемент пельтье своими руками: универсальная схема

Далее стоит следовать простой инструкции, как сделать пельтье своими руками:

  1. Подать на вход получившегося преобразователя напряжение диапазоном 0.8-5.5В, чтобы иметь на выходе стабильные 5В.
  2. При использовании устройства обычного типа — поставить лимит температуры нагреваемой стороны в 150 градусов.
  3. Для калибровки — в качестве источника тепла использовать емкость с кипящей водой, которая точно не нагреется свыше 100 градусов.

Описание технологии и принцип действия

Способ работы термоэлектрического охладителя достаточно прост. Эффект пельтье своими руками основывается на контакте двух проводников тока, обладающих разным уровнем энергии электронов в зоне своей проводимости.

Рисунок 2. Принцип действия элемента

При подаче электротока через такую связь, электрон приобретает высокую энергию, позволяющую ему перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости второго полупроводника. Когда эта энергия поглощается, происходит остуживание места охлаждения проводников (рисунок 2).

При протекании процесса в обратном направлении — реакция приводит к нагреванию контактного места и обычному тепловому эффекту.

Посмотрев пельтье своими руками видео, можно сделать определенные выводы о принципе его действия:

  1. Величина подаваемого тока будет пропорциональной степени охлаждения — если с одной стороны модуля сделать хороший теплоотвод, при использовании радиаторных схем, его холодная сторона обеспечит максимально низкую температуру.
  2. При смене полярности тока — нагревающая и охлаждающая плоскости меняются метами.
  3. При контакте объекта с металлической поверхностью, он становится настолько мал, что его нельзя увидеть на фоне омического нагрева, других эффектов теплопроводности, поэтому на практике применяют два полупроводника.
  4. Благодаря разнообразному количеству термопар — от 1 до 100, можно добиться практически любого показателя холодильных мощностей.

Технические характеристики элемента пельтье

Компонент получил широкое применение в различных холодильных схемах.

Источник: https://nowifi.ru/vyzhivanie-v-dikoy-prirode/105-element-pelte-svoimi-rukami.html

Автохолодильник своими руками на элементах пельтье

В своем первом посте, хотел бы поделиться собственным опытом по созданию авто холодильника своими руками. Изучив достаточно много видео сюжетов из , данной тематики, мой выбор пал на принцип работы авто холодильника на элементе Пельтье.

Чем удобен данный принцип при создании холодильника, какие плюсы и минусы имеет прибор и в чем особенности работы такого авто холодильника расскажу Вам сегодня.Принцип работы и конструкция.

Основной принцип работы элемента Пельтье, который был выбран за основу в качестве охлаждающего элемента, для создания авто холодильника, заключается в использование разности температур, возникающей на верхней и нижней частях самого элемента.

Вес коробки будет примерно 800–900 грамм, столько же по весу будет и крышка с интегрированным вентилятором и терморегулятором. При использовании такого холодильника в летнюю погоду, при условии, что вентилятор всегда работает на выдув с максимальной скоростью, на дне стабильно будет держаться температура +5 градусов. При этом вся конструкция будет потреблять не более 4 ампер тока.

Для более мощного результата, как мы уже отмечали, необходимо интегрировать два или три последовательно установленных элементов Пельтье, но это уже будет морозильная камера, а не простой холодильник. И для создания таких температур необходимо будет использовать дополнительный радиатор и антифриз, по принципу автомобильного кондиционера, а это сделать намного сложнее.

Элементы пельтье своими руками

Важно

А в качестве теплоизоляционной прокладки я использовал кусочек от теплоизоляции для круглых труб. 8. Теперь займемся интеграцией термоэлектрического преобразователя в новую крышку для контейнера. Для удобства размещения всей конструкции увеличим толщину крышки до 100 мм (2 листа пенополистирола).

На этой фото хорошо видно прокладку по периметру между двумя радиаторами. 9. Художественная резка по пенополистиролу и обработка наждачной бумагой. Снова красим. После покраски внешняя оболочка пенополистирола становится прочнее.
10.

Внимание

Швы промазываем герметиком, оба вентилятора переворачиваем на выдув. Из потенциальных доработок — возможно стоит снизить скорость вентилятора на холодной стороне (сейчас оба вентилятора работают с максимальной скоростью). 11. Рядом на корпусе устанавливаем плату терморегулятора и фиксируем провод питания таким незатейливым способом.

Автохолодильник своими руками – эффективно и просто!

Предупредим сразу, что данный вид самодельного холодильника более сложный и требует редкие элементы для его конструирования, поэтому может подойти не для всех людей. И так начнем. Для изготовления такого оборудования нам понадобятся:

  • Элемент Пельтье, который редко применялся в системе охлаждения в старых компьютерах;
  • Старый бокс ESKY;
  • Два радиатора от компьютера;
  • Провод и штекер для прикуривателя;

В случае если у вас, где то завалялись старый элемент охлаждения компьютера, старый ESKY и несколько радиаторов, то вы с легкостью сможете сделать хороший и эффективный автомобильный холодильник. Для этого на старых радиаторах компьютера понадобится просверлить отверстия.
В ESKY так же понадобится просверлить отверстия для размещения радиаторов. После чего скручиваем все получившееся болтами и устанавливаем с внутренней стороны будущего холодильника.

Холодильник на основе элемента пельтье

Наносите немного пены на место склеивания, ждете 1 минуту, плотно прижимаете листы друг к другу и далее в течение 5 минут вручную контролируете, чтобы они не сдвинулись из-за расширения пены. Главное не оставлять без присмотра. Лишним останется только небольшой кусочек пенополистирола, отмеченным серым цветом на схеме. 4. Обратите внимание на конструкцию крышки, один из больших листов со схемы сверху я разрезал на 3 части по месту при склейке, чтобы обеспечить плотную фиксацию.

https://www.youtube.com/watch?v=T1WYp4_Sego

После этого ящик снаружи можно покрасить. Краска немного разъедает пенополистирол, поэтому лучше красить в два этапа.

Идея была довольно проста — с охлаждающей стороны элементов Пельтье прикрутить меные шины, такие как на обычном сварочном аппарате, шины выгнуть внутрь холодильника, к шинам припаять дугооразные держатели бутылок так, чобы бутылки в держатели входили довольно плотно. Таким образом охлаждался бы не воздух в холодильнике, а непосредственно вода.

Однако меня ждало ОГРОМНОЕ разочарование — посетив пару пунктов приемки цветмета я выяснил, что подобные медные шины уже ОЧЕНЬ давно ни кто не приносил — в основном прут обмоточный или провод с проводки, а таких широких и толстые шины уже сдали давным давно. Придя домой и перерыв свои закрома нашел полутора миллиметровый меный провод. Спаял из него плокую шину и пришел в выоду, что на пайку второй у меня не хватит ни терпения, ни припоя.

Пошел снова на пункт приемки цветмета — заприметил там алюминиевые шины из распредшкафа.

Автохолодильник своими руками из элемента пельтье

Не так критично напряжение, но тоже желательно соблюдать пропорцию 1:1. Внимание! При подаче силы тока на элемент, значительно превосходящую мощность самого элемента – нагрев будет происходить с двух сторон элемента, в итоге приведет к перегреву элемента (проверял сам, не повторяйте моих ошибок – потратите деньги на покупку еще одного элемента).

Тот же принцип действует при подборе адаптера, если планируете использовать холодильник так же от сети переменного тока 220-240В. В заключении, хотел бы отметить, для удобство использования авто холодильника не лишним будет, если вы разместите выключатель питания, как не банально звучит, достаточно полезный дополнительный модуль в конструкции холодильника)).

Преимущества и недостатки холодильника Пельтье.

Кусок жести от оконных отливов – 0 грн. (остался от ремонта)Выключатель -8 грн. (покупал 1 год назад)Провода – 0 грн. (думаю, с ними нет дефицита)Дополнительно на внутреннюю часть холодильника установил воздушный термометр, приобрел в зоомагазине -35 грн. (удобная вещь, для контроля внутр.

температуры)Блок питания для сети переменного тока 6А, 12В -150 грн.(если хотите, чтобы питание холодильника было универсальным 12В-220В).Установил дополнительный блок питания отдельно для двигателей куллеров, чтобы снизить нагрузку на основной блок питания элемента Пельтье – 0 грн.

Подойдет самый простой 1А, 12В.

Источник: http://kcsil.ru/avtoholodilnik-svoimi-rukami-na-elementah-pelte/

Обогрев помещения с помощью элементов Пельтье. Миф или реальность?

Рубрика: Бизнес идеи 20.01.2017   ·   : 0   ·   На чтение: 4 мин   ·   Просмотры:

Буквально на днях на канале смотрел фильм, где автор рассказывает об инновационной идее обогрева помещения с использованием термомодулей.

Судя по дате размещения фильма, на дворе был 2013 год. К началу следующего отопительного сезона изобретатель Кондрашов А. А. обещал сделать калорифер (он же будет выполнять роль кондиционера) на базе термомодулей уже в усовершенствованном виде, протестировать его, т.е.

провести все этапы опытно-конструкторских работ.

Работает такой термомодуль при подведении постоянного электрического тока напряжением 15 В как высокоэффективный тепловой насос. При этом одна сторона термомодуля становится горячей, а вторая — холодной.

В зимнее время он работают на обогрев помещения, а с наступлением лета будет работать на охлаждение воздуха, подобно кондиционеру. Для этого достаточно будет поменять полярность подключения термомодуля к источнику тока.

Тогда наружная пластина становится горячей, а обращенная в помещение – холодной. Преимущества таких систем очевидны – здесь нет ни одного подвижного элемента.

Монтаж системы обогрева выполняется следующим образом. В середине глубины сквозной ниши, выполненной в стене под подоконником или над окном, устанавливается  набор термомодулей, с каждой стороны которых приклеены радиаторы с термопастой, желательно с обдувом.

На обогрев квартиры площадью 18 кв. м.  при высоте потолка 2,6 м потребуется всего 8 термомодулей размером 40×40 мм. Заманчиво! Не правда ли?

Что это — революционная идея, которая навсегда решит проблему обогрева квартир, или очередной развод? Попробуем вначале разобраться в вопросе о термомодулях. То, что держит в руках Кондрашов А, А., очень напоминает элементы Пельтье, хотя по утверждению изобретателя —  это секретное изобретение ВПК.

Что такое элементы Пельтье?

В 1834 год, пропуская электрический ток через контакт двух проводников, изготовленных из меди и висмута, Пельтье обнаружил, что температура в местах соединения металлов отличается от температуры окружающей среды примерно на 2 градуса. При этом в зависимости от направления тока соединение нагревается или охлаждается. В то время объяснить природу этого явления ученый не смог из-за отсутствия достаточной теоретической базы.

Не будем вдаваться в физические детали этого явления, а перейдем к современным модулям, собранным на полупроводниках. Высокая мощность таких элементов достигается за счет использования большого количества пар полупроводников p и n-типа, соединенных последовательно. Полупроводники заключены между двумя керамическими пластинами.

Если один провод элемента Пельтье  подключить к положительному полюсу источника тока, а второй к отрицательному, то одна керамическая пластина начинает греться, а вторая охлаждаться. При смене полярности включения элемента наблюдается обратный эффект. Таким образом, при протекании электрического тока возникает разность температур. Элемент Пельтье работает как термоэлектрический преобразователь.

Элемент Пельтье используется не только для получения тепла и холода. Он позволяет получать из тепла электрический ток (используется так называемый эффект Зеемана). Подобное применение элементы Пельтье нашли в печке Индигирка.

Цена вопроса

Для эффективной работы необходимо поддерживать на керамических пластинах элемента Пельтье значительную разность температур, что достигается большими затратами потребляемой мощности в процессе работы.

В ходе испытания элемента ТЕС1-12706 при номинальном напряжении 12 В ток составил почти 4 А. Потребляемая мощность 12 В х 4 А = 48 Вт.

А если взять 4, 6, 10 термормодулей?  При крайне низком значение их кпд на единицу перекачиваемой энергии затраты почти вдвое больше потребляемой энергии. Поэтому обогрев даже небольшого помещения потребует немалых затрат.

Таким образом, собрать эффективную систему из современных элементов Пельтье для обогрева помещения — занятие бесперспективное.

Как говорилось выше, запись фильма осуществлена в 2013 году. Сейчас начало 2017 года, а результатов опытов использования термомодулей для обогрева помещения в строящемся поселке под Одессой автор так и не предоставил.

После просмотра фильма возникает законный вопрос, а чем же разработанные ВПК термомодули отличаются от китайских элементов Пельтье? Насторожил еще один момент, где Кондрашов А. А. предлагает купить секрет всего за 20 млн. «правильных» рублей.

Увы, изобретатель исчез, наверное, вместе с деньгами еще одного доверчивого покупателя. Жаль, что человечеству так и осталась недоступной тайна, сулившая головную боль системе ЖКХ.

Источник: http://iddeas.ru/biznes-idei/obogrev-pomeshheniya-s-pomoshhyu-elementov-pelte-mif-ili-realnost.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Домашний климат
Таблицы кратности воздухообмена для производственных помещений

Закрыть