Ίσως χρειάζεστε καταψύξτε κάτι στα έργα DIY. Για αυτό, θα χρειαστείτε ένα κελί Peltier. Αυτή η συσκευή ημιαγωγών που βασίζεται σε θερμοηλεκτρικά εφέ επιτρέπει πολύ γρήγορη ψύξη. Μπορείτε να το αγοράσετε σε μερικά καταστήματα όπως το Amazonή απλώς αφαιρέστε το από μια κατεστραμμένη συσκευή όπου βρίσκεται. Οι συσκευές που μπορείτε να πάρετε μία είναι οι τυπικές συσκευές διανομής κρύου νερού και ορισμένοι αφυγραντήρες χωρίς συμπιεστή.
Αυτός ο τύπος κυττάρων Peltier χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας για ψύξη. Ο λόγος είναι ότι έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα παραδοσιακά συστήματα ψύξης. Για παράδειγμα, στα δύο παραδείγματα που έχω δώσει παραπάνω, στην περίπτωση του διανομέα νερού είναι αφιερωμένο στην ψύξη της δεξαμενής νερού έτσι ώστε να παραμένει φρέσκο, ενώ στον αφυγραντήρα ψύχει τον εισερχόμενο αέρα έτσι ώστε η υγρασία να συμπυκνώνεται και να στάζει στο δεξαμενή συμπύκνωσης ...
Θερμοηλεκτρικά αποτελέσματα
Ο θερμοηλεκτρικά αποτελέσματα είναι εκείνες που μετατρέπουν μια διαφορά θερμοκρασίας σε ηλεκτρική τάση ή αντίστροφα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση θερμοστοιχείων ή πολύ συγκεκριμένων τύπων υλικών, συνήθως ημιαγωγών. Σε αυτά, οι βαθμίδες θερμοκρασίας παράγουν φορείς φορτίου στο υλικό, είτε ηλεκτρόνια (-) είτε οπές (+).
Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήθος εφαρμογών, από θέρμανση, ψύξη, μέτρηση θερμοκρασιών, παραγωγή ηλεκτρισμού κ.λπ. Και αυτό οφείλεται στα διάφορα εφέ που υπάρχουν στο λεγόμενο θερμοηλεκτρικό. Κάποιοι από αυτούς είναι:
- Εφέ Seebek: παρατηρείται από τον Thomas Seebek, είναι ένα φαινόμενο στο οποίο τα θερμοζεύγη στα οποία εφαρμόζεται διαφορά θερμοκρασίας παράγουν ηλεκτρισμό. Ανακαλύφθηκε όταν παρατηρήθηκε ότι δύο μέταλλα που ενώθηκαν από ένα από τα άκρα τους εφαρμόστηκε μια διαφορά θερμοκρασίας και ότι παρήγαγαν μια πιθανή διαφορά στα διαχωρισμένα τους άκρα. Με αυτό, θα μπορούσε να είναι δυνατή η χρήση της θερμότητας που παράγεται από κάποια πηγή για τη μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια.
- Εφέ Thomson: περιγράφει τη θέρμανση ή ψύξη ενός αγωγού μεταφοράς ρεύματος με κλίση θερμοκρασίας. Περιγράφηκε από τον Williams Thomson ή τον Λόρδο Kelvin.
Γενικά, τα εφέ Seebek, Thomson και Peltier μπορεί να είναι αναστρέψιμη, αν και αυτό δεν ισχύει στην περίπτωση της θέρμανσης Joule.
Πιο λεπτό αποτέλεσμα
El Πιο λεπτό αποτέλεσμα είναι παρόμοιο και βασίζονται στα κελιά που συζητάμε σε αυτό το άρθρο. Με αυτήν την ιδιοκτησία ανακαλύφθηκε από τον Jean Peltier το 1834, και παρόμοια με το Seebek. Συμβαίνει όταν μια ηλεκτρική τάση προκαλεί διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ δύο διαφορετικών υλικών ή θερμοστοιχείων. Στην περίπτωση τρεχουσών συσκευών είναι ημιαγωγοί, αλλά μπορούν επίσης να είναι μέταλλα γνωστά ως κόμβοι Peltier.
Αυτό σημαίνει ότι εάν εφαρμοστεί ηλεκτρικό φορτίο σε αυτές τις συσκευές, η μία πλευρά θα ζεσταθεί και η άλλη θα κρυώσει. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν από μια περιοχή υψηλής πυκνότητας σε μια χαμηλής πυκνότητας, επεκτείνονται με τον ίδιο τρόπο που το ιδανικό αέριο κάνει και, ως εκ τούτου, ψύχουν αυτήν την περιοχή.
Παρεμπιπτόντως, ένα TEC ενός σταδίου μπορεί να δημιουργήσει ένα διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των μερών έως 70ºC. Έτσι, εάν διατηρείτε το ζεστό μέρος ψυγμένο, τόσο μεγαλύτερη ικανότητα ψύξης θα έχει αυτό το TEC ή Peltier cell. Αυτή η απορροφούμενη θερμότητα θα είναι ανάλογη με το παρεχόμενο ρεύμα και με το χρόνο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του TEC
Όπως κάθε σύστημα, το TEC ή το Peltier cell έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ορισμένα συστήματα ψύξης εξακολουθούν να προτιμούν να χρησιμοποιούν άλλες συμβατικές μεθόδους. Μεταξύ τα οφέλη Είναι:
- Δεν έχει κινούμενα μέρη, επομένως δεν χρειάζεται συντήρηση και είναι πιο αξιόπιστο.
- Δεν χρησιμοποιεί συμπιεστές χωρίς ρυπαντικό αέριο CFC.
- μπορεί ελέγξτε τη θερμοκρασία εύκολα και με ακρίβεια, έως κλάσματα ενός βαθμού μεταβάλλοντας το ισχύον ρεύμα.
- Μικρό μέγεθος, αν και μπορούν να κατασκευαστούν με διαφορετικά μεγέθη.
- Έχει μεγάλη διάρκεια ζωής έως 100.000 ώρες, σε σύγκριση με αυτά που παρέχουν ορισμένα μηχανικά ψυγεία.
ο Μειονεκτήματα από τη χρήση ενός TEC ήχου:
- Μπορείτε μόνο διαλύστε ένα περιορισμένο ποσό ροή θερμότητας.
- Δεν είναι αποτελεσματικό ενεργητικά μιλώντας σε σύγκριση με τα συστήματα συμπίεσης αερίου. Ωστόσο, οι νέες εξελίξεις το καθιστούν όλο και πιο αποτελεσματικό.
ιδιότητες
ένα Πέλτι πλάκα όπως TEC1 12706 Μπορεί να κοστίσει δύο ευρώ, οπότε είναι πολύ φθηνό. Αυτός ο πίνακας έχει διαστάσεις 40x40x3mm και περιέχει 127 ζεύγη ημιαγωγών μέσα. Η ηλεκτρική ισχύς είναι 60w και η ονομαστική τάση τροφοδοσίας 12v και ονομαστικό ρεύμα 5Α.
Μαζί της μπορείτε δημιουργούν μέγιστες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των προσώπων τους 65 ofC, το οποίο είναι αρκετά καλό. Μπορεί να λειτουργεί μεταξύ -55ºC και 83ºC χωρίς να βλάψει τον εαυτό του, οπότε αν μετακινηθείτε εκτός αυτών των τιμών διατρέχετε τον κίνδυνο να μην μπορείτε να χρησιμοποιήσετε. Εάν διατηρήσετε τις τιμές μέσα σε αυτό, μπορεί να σας διαρκέσει ακόμη και 200.000 ώρες εργασίας τέλεια, δηλαδή, πολλά χρόνια ...
Η αποτελεσματικότητα αυτού του μοντέλου είναι περίπου Εκχυλίστηκε θερμότητα 12-15w, είναι απόδοση περίπου 20 ή 25%, δεδομένου ότι καταναλώνει περίπου 60w. Τέλος πάντων, πρέπει να έχετε κατά νου ότι αυτή η τιμή θα επηρεαστεί επίσης πολύ από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Εάν προτιμάτε, αντί να αγοράσετε μόνο το κελί TEC ή Peltier, μπορείτε επίσης να αγοράσετε στο Δεν βρέθηκαν προϊόντα. το πλήρες σύστημα ψύξης.
Εφαρμογή κυττάρων Peltier
Λοιπόν, ένα κελί Peltier μπορεί να χρησιμοποιηθεί κυρίως για ψύξη. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε να κρυώσετε νερό ή οποιοδήποτε άλλο υγρό μαζί του ή να δημιουργήσετε τον δικό σας σπιτικό αφυγραντήρα. Όποια και αν είναι, η διαμόρφωσή του είναι πολύ απλή. Μόλις αποκτήσετε ή αποκτήσετε το κελί, θα πρέπει να εφαρμόσετε συνεχές ρεύμα μόνο μέσω των θετικών και αρνητικών καλωδίων που έχει. Με αυτόν τον τρόπο η μία πλευρά θα ζεσταθεί και η άλλη θα κρυώσει. Πρέπει να προσδιορίσετε καλά τις πλευρές του σύμφωνα με αυτό που ψάχνετε.
Παράδειγμα εφαρμογής με το Arduino
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα σχήμα σύνδεσης σαν αυτό που φτιάξαμε γι 'αυτόν μονάδα ρελέ, αλλά αντί να τροφοδοτεί το κελί Peltier και τον ανεμιστήρα με 220v AC, τροφοδοτείται με DC στις 12v. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ίδιο σχηματικό και να συνδέσετε το ψυγείο σας στην πλακέτα Arduino.
Μόλις έχετε όλα συνδεδεμένα, μπορείτε δημιουργήστε έναν απλό κωδικό για το Arduino IDE έτσι ώστε το σύστημα ψύξης σας να μπορεί να ελεγχθεί, όπως αυτό για τον έλεγχο του ρελέ σύμφωνα με τις συνθήκες, ώστε το σύστημα να μπορεί να ενεργοποιηθεί (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επιπλέον υγρασία, αισθητήρες θερμοκρασίας κ.λπ.):
const int pin = 9; //Debe ser el pin conectado al relé para su control
const float thresholdLOW = 20.0;
const float thresholdHIGH= 30.0;
bool state = 0; //Celda Peltier desactivada o desactivada
float GetTemperature()
{
return 20.0; //sustituir en función del sensor de temperatura (o lo que sea) empleado
}
void setup() {
pinMode(pin, OUTPUT); //el pin de control se define como salida
}
void loop(){
float currentTemperature = GetTemperature();
if(state == 0 && currentTemperature > thresholdHIGH)
{
state = 1;
digitalWrite(pin, HIGH); //Se enciende el TEC
}
if(state == 1 && currentTemperature < thresholdLOW)
{
state == 0;
digitalWrite(pin, LOW); //Se apaga el TEC
}
delay(5000); //Espera 5 segundos entre las mediciones de temperatura en este caso
}