Luultavasti tarvitset jäähdytä jotain DIY-projekteissasi. Tätä varten tarvitset Peltier-solun. Tämä lämpösähköisiin vaikutuksiin perustuva puolijohdelaite mahdollistaa erittäin nopean jäähdytyksen. Voit ostaa sen joistakin kaupat, kuten Amazon, tai yksinkertaisesti poista se vaurioituneesta laitteesta missä se on. Laitteet, joista voit saada yhden, ovat tyypilliset kylmävesiannostelijat ja jotkut ilmankuivaajat ilman kompressoria.
Tämän tyyppisiä Peltier-kennoja käytetään laajasti teollisuuden eri osa-alueilla jäähdytykseen. Syynä on se, että sillä on monia etuja muihin perinteisiin jäähdytysjärjestelmiin verrattuna. Esimerkiksi edellä mainitsemissani kahdessa esimerkissä vesiannostelijan on omistettu vesisäiliön jäähdyttämiselle niin, että se pysyy raikkaana, kun taas ilmankuivaimessa se jäähdyttää tulevaa ilmaa siten, että kosteus tiivistyy ja tippuu sisään. kondenssivesisäiliö ...
Lämpösähköiset vaikutukset
Los lämpösähköiset vaikutukset ovat niitä, jotka muuttavat lämpötilaeron sähköiseksi jännitteeksi tai päinvastoin. Tämä saavutetaan käyttämällä termopareja tai hyvin erityyppisiä materiaaleja, yleensä puolijohteita. Näissä lämpötilagradientit tuottavat materiaaliin varauksen kantajia, joko elektroneja (-) tai reikiä (+).
Tätä vaikutusta voidaan käyttää lukuisia sovelluksia, lämmityksestä, jäähdytyksestä, lämpötilamittauksesta, sähkön tuottamisesta jne. Ja tämä johtuu erilaisista vaikutuksista, joita esiintyy niin kutsuttujen lämpösähköisten vaikutusten sisällä. Jotkut niistä ovat:
- Seebek-vaikutus: Thomas Seebek on havainnut, että se on ilmiö, jossa lämpöparit, joihin käytetään lämpötilaeroa, tuottavat sähköä. Se havaittiin, kun havaittiin, että kaksi metallia, jotka olivat liittyneet yhteen päistään, siihen sovellettiin lämpötilaeroa ja että ne tuottivat potentiaalieron toisistaan erotetuissa päissään. Tämän avulla voisi olla mahdollista käyttää jonkin lähteen tuottamaa lämpöä sen muuntamiseksi sähköksi.
- Thomsonin vaikutus: kuvaa lämpötilagradientilla varustetun virtaa johtavan johtimen lämmityksen tai jäähdytyksen. Sen kuvailivat Williams Thomson tai Lord Kelvin.
Yleensä Seebek-, Thomson- ja Peltier-vaikutukset voi olla palautuva, vaikka näin ei ole Joule-lämmityksen tapauksessa.
Peltier-vaikutus
El Peltier-vaikutus se on samanlainen, ja siihen perustuvat tässä artikkelissa käsittelemämme solut. Tämän ominaisuuden löysi Jean Peltier vuonna 1834 ja samanlainen kuin Seebek. Se tapahtuu, kun sähköjännite aiheuttaa lämpötilaeron kahden eri materiaalin tai lämpöparin välillä. Nykyisten laitteiden tapauksessa ne ovat puolijohteita, mutta ne voivat olla myös Peltier-liitoksina tunnettuja metalleja.
Tämä tarkoittaa, että jos näihin laitteisiin kohdistetaan sähkövaraus, toinen puoli kuumenee ja toinen puoli jäähtyy. Tämä johtuu siitä, että elektronit kulkevat suuritiheyksiseltä alueelta pienitiheyksiselle alueelle, ne laajenevat samalla tavalla kuin ihanteellinen kaasu, ja siksi ne jäähdyttävät sitä aluetta.
Muuten, yksivaiheinen TEC voi tuottaa a lämpötilaero sen osien välillä jopa 70ºC. Joten jos pidät kuuman osan jäähdytettynä, sitä suurempi jäähdytysteho tällä TEC- tai Peltier-kennolla on. Tämä absorboitu lämpö on verrannollinen syötettyyn virtaan ja aikaan.
TEC: n edut ja haitat
Kuten kaikilla järjestelmillä, TEC- tai Peltier-soluilla on etuja ja haittoja. Siksi jotkut jäähdytysjärjestelmät käyttävät edelleen mieluummin muita tavanomaisia menetelmiä. Välillä edut ne ovat:
- Siinä ei ole liikkuvia osia, joten se ei vaadi huoltoa ja on luotettavampi.
- Ei käytä kompressoreita ei saastuttavaa CFC-kaasua.
- Se voi säätää lämpötilaa helposti ja tarkasti, asteen murto-osiin vaihtelemalla käytettyä virtaa.
- Pieni koko, vaikka niitä voidaan valmistaa erikokoisia.
- Onko pitkäikäinen jopa 100.000 XNUMX tuntia verrattuna siihen, mitä jotkut mekaaniset jääkaapit tarjoavat.
Las TEC: n käytön haitat ääni:
- Voit vain hävittää rajoitettu määrä lämpövirta.
- Ei tehokas energisesti ottaen verrattuna kaasunpuristusjärjestelmiin. Uudet edistysaskeleet tekevät siitä kuitenkin yhä tehokkaamman.
ominaisuudet
Una Peltier-levy, kuten TEC1 12706 Sen hinta voi olla pari euroa, joten se on erittäin halpaa. Tämän levyn mitat ovat 40x40x3mm, ja sen sisällä on 127 puolijohdeparia. Sähköteho on 60w ja sen nimellisjännite 12v ja nimellisvirta 5A.
Hänen kanssaan voit aiheuttaa korkeimmat lämpötilaerot kasvojensa välillä 65 ºC, mikä on aika hyvä. Se voi toimia välillä -55 ºC - 83 ºC vahingoittamatta itseään, joten jos siirryt näiden arvojen ulkopuolelle, olet vaarassa olla käyttökelvoton. Jos pidät arvot siinä, se voi kestää jopa 200.000 XNUMX tuntia työtä täydellisesti eli monta vuotta ...
Tämän mallin tehokkuus on noin 12-15w lämpö uutettu, mikä on noin 20 tai 25 prosentin hyötysuhde, kun otetaan huomioon, että se kuluttaa noin 60 wattia. Joka tapauksessa, sinun on pidettävä mielessä, että myös ympäristön lämpötila vaikuttaa suuresti tähän arvoon.
Halutessasi voit ostaa vain TEC- tai Peltier-kennon sijasta Tuotteita ei löytynyt. koko jäähdytysjärjestelmä.
Peltier-solusovellus
No, Peltier-kenno voidaan käyttää pääasiassa jäähdytykseen. Voit esimerkiksi jäähdyttää vettä tai muuta nestettä sen kanssa tai luoda oman kotitekoisen ilmankuivaajan. Mikä tahansa se onkin, sen asennus on hyvin yksinkertaista. Kun hankit tai hankit kennon, joudut käyttämään tasavirtaa vain siinä olevien positiivisten ja negatiivisten kaapeleiden kautta. Näin toinen puoli kuumenee ja toinen puoli jäähtyy. Sinun on tunnistettava sen sivut hyvin etsimäsi mukaan.
Sovellusesimerkki Arduinon kanssa
Voit käyttää a yhteysjärjestelmä kuin minkä teimme hänelle rele moduuli, mutta sen sijaan, että syötettäisiin Peltier-kennoa ja tuuletinta 220 V AC: lla, se syötetään DC: llä 12 V: lla. Voit käyttää samaa kaaviota ja liittää jäähdyttimen Arduino-korttiin.
Kun kaikki on yhdistetty, voit luo yksinkertainen koodi Arduino IDE: lle niin, että jäähdytysjärjestelmääsi voidaan ohjata, kuten tätä ohjaamaan releä missä olosuhteissa, jotta järjestelmä voidaan aktivoida (voit käyttää muita kosteus-, lämpötila-antureita jne.)
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
}