سلول Peltier: همه چیز در مورد این عنصر است

سلول پلتیر

احتمالاً نیاز دارید در پروژه های DIY خود چیزی را در یخچال قرار دهید. برای این منظور شما به سلول Peltier نیاز دارید. این دستگاه نیمه هادی بر اساس اثرات ترموالکتریک امکان خنک سازی بسیار سریع را فراهم می کند. بعضی ها را می توانید بخرید فروشگاه هایی مانند آمازون، یا به سادگی آن را از یک دستگاه آسیب دیده در جایی که هست بردارید. وسایلی که می توانید یکی از آنها را تهیه کنید ، توزیع کننده های معمول آب سرد و برخی از رطوبت گیرها بدون کمپرسور هستند.

این نوع سلولهای Peltier به طور گسترده ای در بخشهای مختلف صنعت برای تبرید استفاده می شود. دلیل آن این است که بسیاری دارد مزایای آن نسبت به سایر سیستم های خنک کننده سنتی. به عنوان مثال ، در دو مثالی که در بالا ذکر کردم ، در مورد آب پاش به خنک کردن مخزن آب اختصاص داده شده است تا تازه بماند ، در حالی که در رطوبت گیر هوای ورودی را خنک می کند تا رطوبت متراکم شود و در مخزن تراکم ...

اثرات ترموالکتریک

ل اثرات ترموالکتریک کسانی هستند که اختلاف دما را به ولتاژ الکتریکی یا بالعکس تبدیل می کنند. این امر با استفاده از ترموکوپل یا انواع بسیار خاصی از مواد ، معمولاً نیمه هادی ها حاصل می شود. در اینها ، شیب های دما حامل های بار در مواد تولید می کنند ، یا الکترون (-) یا سوراخ (+).

می توان از این اثر استفاده کرد بسیاری از برنامه های کاربردی، از گرمایش ، سرمایش ، اندازه گیری دما ، تولید برق و غیره و این به دلیل تأثیرات مختلفی است که در اصطلاحاً ترموالکتریک وجود دارد. بعضی از آنها ... هستند:

  • اثر Seebek: توسط توماس سیبک مشاهده شد ، این پدیده ای است که در آن ترموکوپل هایی که اختلاف دما به آنها اعمال می شود ، برق تولید می کنند. وقتی مشاهده شد که دو فلز با یک انتهای آنها به هم متصل می شوند ، اختلاف دما بر روی آن اعمال می شود و در انتهای جدا شده آنها اختلاف پتانسیل ایجاد می کنند. با این کار می توان از گرمای تولید شده توسط برخی منابع برای تبدیل آن به برق استفاده کرد.
  • اثر تامسون: گرمایش یا سرمایش رسانای حامل جریان با شیب دما را توصیف می کند. توسط ویلیامز تامسون یا لرد کلوین شرح داده شد.

به طور کلی ، اثرات Seebek ، Thomson و Peltier قابل برگشت است، گرچه در مورد گرم شدن ژول اینگونه نیست.

اثر پلتیر

اثر پلتیر

El اثر پلتیر شبیه است و سلولهای مورد بحث ما در این مقاله براساس آن هستند. با این املاک کشف شده توسط ژان Peltier در سال 1834 ، و شبیه به Seebek. زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ الکتریکی باعث اختلاف دما بین دو ماده مختلف یا ترموکوپل شود. در مورد دستگاههای فعلی ، آنها نیمه هادی هستند ، اما همچنین می توانند فلزاتی باشند که به عنوان اتصالات Peltier شناخته می شوند.

این بدان معنی است که اگر بار الکتریکی برای این دستگاه ها اعمال شود ، یک طرف گرم می شود و طرف دیگر خنک می شود. این بدان دلیل است که الکترون ها از یک منطقه با چگالی بالا به یک منطقه با چگالی کم منتقل می شوند ، به همان روشی که گاز ایده آل انجام می دهد منبسط می شوند و بنابراین آن منطقه را خنک می کنند.

به هر حال ، یک مرحله تک مرحله ای می تواند تولید کند اختلاف دما بین قطعات آن تا 70 درجه سانتیگراد. بنابراین اگر قسمت داغ را خنک نگه دارید ، ظرفیت خنک کننده این سلول TEC یا Peltier بیشتر خواهد بود. این گرمای جذب شده متناسب با جریان ارائه شده و با زمان خواهد بود.

مزایا و معایب TEC

مانند هر سیستم ، سلول TEC یا Peltier دارای مزایا و معایبی است. به همین دلیل است که برخی از سیستم های برودتی هنوز ترجیح می دهند از سایر روش های مرسوم استفاده کنند. بین مزایا آنها عبارتند از:

  • هیچ قسمت متحرکی ندارد ، بنابراین به هیچگونه نگهداری و تعمیر نیاز ندارد قابل اعتمادتر.
  • از کمپرسور استفاده نمی کند بدون گاز CFC آلوده
  • می تواند باشد دما را به راحتی و بسیار دقیق کنترل کنید، با تغییر جریان اعمال شده ، تا کسری از درجه.
  • اندازه کوچک ، اگرچه می توان با آنها تولید کرد اندازه های متفاوت.
  • دارای یک زندگی طولانی تا 100.000 ساعت ، در مقایسه با آنچه یخچال های مکانیکی ارائه می دهند.

این معایب استفاده از TEC صدا:

  • شما فقط می توانید مقدار محدودی را از بین ببرید جریان دما.
  • کارآمد نیست انرژی در مقایسه با سیستم های فشرده سازی گاز. با این حال ، پیشرفت های جدید آن را کارآمدتر می کند.

خواص

الف صفحه Peltier مانند TEC1 12706 قیمت آن می تواند دو یورو باشد ، بنابراین بسیار ارزان است. ابعاد این صفحه 40x40x3 میلی متر است و شامل 127 جفت نیمه هادی در داخل است. توان الکتریکی 60 وات و ولتاژ تغذیه اسمی آن 12 ولت و جریان اسمی 5 آمپر است.

با او می توانید حداکثر اختلاف دما را بین چهره آنها با دمای 65 درجه سانتیگراد ایجاد کنید، که بسیار خوب است. بدون آسیب رساندن به خود می تواند بین -55 درجه سانتیگراد و 83 درجه سانتیگراد کار کند ، بنابراین اگر خارج از این مقادیر حرکت کنید خطر غیرقابل استفاده بودن را دارید. اگر مقادیر را در آن نگه دارید ، حتی می تواند 200.000 ساعت کار کاملاً برای شما طول بکشد ، یعنی سالها ...

کارایی این مدل در حدود است 12-15 وات گرما استخراج می شود، این یک بازده در حدود 20 یا 25٪ است با توجه به اینکه حدود 60w مصرف می کند. به هر حال ، باید به خاطر داشته باشید که این مقدار نیز بسیار تحت تأثیر دمای محیط قرار خواهد گرفت.

اگر ترجیح می دهید ، به جای خرید فقط سلول TEC یا Peltier ، می توانید در هیچ کالایی یافت نشد سیستم خنک کننده کامل.

کاربرد سلول Peltier

یخچال با Peltier

خوب ، یک سلول Peltier می تواند در درجه اول برای خنک کننده استفاده شود. به عنوان مثال ، شما می توانید آب یا هر مایع دیگری را با آن خنک کنید ، یا رطوبت ساز خانگی خود را ایجاد کنید. هرچه که باشد ، تنظیمات آن بسیار ساده است. پس از به دست آوردن یا دریافت سلول ، فقط باید جریان مستقیم را از طریق کابل های مثبت و منفی که در آن قرار دارد اعمال کنید. به این ترتیب یک طرف گرم می شود و طرف دیگر سرد می شود. شما باید طرفهای آن را با توجه به خواسته خود به خوبی شناسایی کنید.

مثال کاربردی با آردوینو

می توانید از a استفاده کنید طرح اتصال مثل اونی که برایش درست کردیم ماژول رله، اما به جای تغذیه سلول Peltier و فن با 220 ولت AC ، با ولتاژ 12 ولت با DC تغذیه می شود. می توانید از همان شماتیک استفاده کرده و کولر خود را به برد آردوینو متصل کنید.

وقتی همه چیز به هم متصل شد ، می توانید یک کد ساده برای Arduino IDE ایجاد کنید بنابراین می توان سیستم تبرید شما را کنترل کرد ، مانند این که رله را با توجه به چه شرایطی کنترل کنید تا سیستم فعال شود (می توانید از رطوبت اضافی ، سنسورهای دما و غیره استفاده کنید):

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
}


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.