Jums droši vien vajag atdzesējiet kaut ko savos DIY projektos. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešama Peltier šūna. Šī pusvadītāju ierīce, kuras pamatā ir termoelektriskie efekti, ļauj ļoti ātri atdzist. Jūs to varat iegādāties dažos veikali, piemēram, Amazonvai vienkārši noņemiet to no bojātas ierīces, kur tā atrodas. Ierīces, kuras jūs varat iegādāties, ir tipiski aukstā ūdens dozatori un daži sausinātāji bez kompresora.
Šāda veida Peltier šūnas tiek plaši izmantotas dažādās rūpniecības nozarēs saldēšanai. Iemesls ir tāds, ka tam ir daudz priekšrocības salīdzinājumā ar citām tradicionālajām dzesēšanas sistēmām. Piemēram, divos iepriekš minētajos piemēros ūdens dozatora gadījumā tas ir paredzēts ūdens tvertnes dzesēšanai tā, lai tā paliktu svaiga, savukārt gaisa sausinātājā tā atdziest ienākošo gaisu, lai mitrums kondensētos un pilētu iekšā. kondensācijas tvertne ...
Termoelektriskie efekti
L termoelektriskie efekti ir tie, kas temperatūras starpību pārvērš elektriskajā spriegumā vai otrādi. To panāk, izmantojot termopāri vai ļoti specifiskus materiālu veidus, parasti pusvadītājus. Tajos temperatūras gradienti rada materiālā lādiņa nesējus - vai nu elektronus (-), vai caurumus (+).
Šo efektu var izmantot daudz lietojumu, no apkures, dzesēšanas, temperatūras mērīšanas, elektroenerģijas ražošanas utt. Un tas ir saistīts ar dažādajiem efektiem, kas pastāv tā dēvētajos termoelektriskajos. Daži no tiem ir:
- Seebek efekts: novēroja Tomass Zēbeks, tā ir parādība, kurā termopāri, kuriem tiek piemērota temperatūras starpība, ražo elektrību. Tas tika atklāts, kad tika novērots, ka divi metāli, kas savienoti ar vienu no galiem, tam tika piemērota temperatūras starpība un ka tie atdalītajos galos radīja potenciālu starpību. Ar to varētu būt iespējams izmantot siltumu, ko rada kāds avots, lai to pārveidotu par elektrību.
- Tomsona efekts: apraksta strāvu vadoša vadītāja sildīšanu vai dzesēšanu ar temperatūras gradientu. To aprakstīja Viljamss Tomsons vai lords Kelvins.
Parasti Seebek, Thomson un Peltier efekti var būt atgriezeniska, lai gan Džoula apkures gadījumā tas tā nav.
Peltier efekts
El Peltier efekts tas ir līdzīgs, un uz to balstās šūnas, par kurām mēs runājam šajā rakstā. Ar šo īpašumu, kuru 1834. gadā atklāja Žans Peltiers, un līdzīgi kā Seebek. Tas notiek, ja elektriskais spriegums izraisa temperatūras starpību starp diviem dažādiem materiāliem vai termopāriem. Pašreizējo ierīču gadījumā tie ir pusvadītāji, bet tie var būt arī metāli, kas pazīstami kā Peltier krustojumi.
Tas nozīmē, ka, ja šīm ierīcēm tiek piemērots elektriskais lādiņš, viena puse kļūs karsta, bet otra - atdzisīs. Tas ir tāpēc, ka elektroni pārvietojas no augsta blīvuma reģiona uz zema blīvuma reģionu, tie izplešas tāpat kā ideālā gāze, un tāpēc atdzesē šo reģionu.
Starp citu, viena posma TEC var radīt a temperatūras starpība starp tā daļām līdz 70ºC. Tātad, ja karsto daļu turat atdzesētu, jo lielāka būs šīs TEC vai Peltier šūnas dzesēšanas jauda. Šis absorbētais siltums būs proporcionāls nodrošinātajai strāvai un laikam.
TEC priekšrocības un trūkumi
Tāpat kā jebkurai sistēmai, arī TEC vai Peltier šūnai ir savas priekšrocības un trūkumi. Tāpēc dažas saldēšanas sistēmas joprojām izvēlas izmantot citas parastās metodes. Starp ieguvumi tie ir:
- Tam nav kustīgu daļu, tāpēc tai nav nepieciešama apkope un tā ir uzticamākas.
- Nelieto kompresorus nav piesārņojošas CFC gāzes.
- Tā var viegli un ļoti precīzi kontrolēt temperatūru, līdz pakāpes daļām, mainot pielietoto strāvu.
- Mazs izmērs, lai gan tos var ražot ar dažādi izmēri.
- Ir a ilgu mūžu līdz pat 100.000 XNUMX stundām, salīdzinot ar to, ko nodrošina daži mehāniskie ledusskapji.
the TEC izmantošanas trūkumi skaņa:
- Jūs varat tikai izkliedē ierobežotu daudzumu siltuma plūsma.
- Nav efektīva enerģiski runājot, salīdzinot ar gāzes kompresijas sistēmām. Tomēr jauni sasniegumi padara to arvien efektīvāku.
īpašības
A Peltier plāksne, piemēram, TEC1 12706 To var noteikt par pāris eiro, tāpēc tas ir ļoti lēts. Šīs plāksnes izmēri ir 40x40x3mm, un tās iekšpusē ir 127 pusvadītāju pāri. Elektriskā jauda ir 60w, un tās nominālais barošanas spriegums ir 12v un nominālā strāva 5A.
Ar viņu jūs varat radīt maksimālās temperatūras atšķirības starp to virsmām 65ºC, kas ir diezgan labi. Tas var darboties no -55 ° C līdz 83 ° C, nesabojājot sevi, tādēļ, pārvietojoties ārpus šīm vērtībām, jūs riskējat palikt neizmantots. Ja jūs turat vērtības tajā, tas var ilgt pat 200.000 XNUMX stundu darba, tas ir, daudzus gadus ...
Šī modeļa efektivitāte ir aptuveni 12-15w siltums ekstrahēts, tā ir efektivitāte ap 20 vai 25%, ņemot vērā, ka tas patērē apmēram 60w. Jebkurā gadījumā jums jāpatur prātā, ka šo vērtību ļoti ietekmēs arī apkārtējā temperatūra.
Ja vēlaties, tā vietā, lai iegādātos tikai TEC vai Peltier šūnu, varat iegādāties arī vietnē Netika atrasts neviens produkts. pilnīgu dzesēšanas sistēmu.
Šūnu pielietošana Peltier
Nu, Peltjē šūna var izmantot galvenokārt dzesēšanai. Piemēram, ar to var atdzesēt ūdeni vai jebkuru citu šķidrumu, vai arī izveidot pašmāju sausinātāju. Neatkarīgi no tā, tā iestatīšana ir ļoti vienkārša. Kad esat ieguvis vai ieguvis šūnu, jums būs jāpielieto līdzstrāva tikai caur pozitīvajiem un negatīvajiem kabeļiem, kas tai ir. Tādā veidā viena puse kļūs karsta, bet otra - auksta. Jums labi jāidentificē tā puses atbilstoši tam, ko meklējat.
Lietojumprogrammas piemērs ar Arduino
Jūs varat izmantot savienojuma shēma kā to, ko mēs viņam izgatavojām releja modulis, bet tā vietā, lai barotu Peltier šūnu un ventilatoru ar 220v maiņstrāvu, to baro ar līdzstrāvu pie 12v. Jūs varat izmantot to pašu shēmu un savienot savu dzesētāju ar Arduino dēli.
Kad viss ir savienots, varat izveidojiet vienkāršu kodu Arduino IDE lai varētu vadīt jūsu dzesēšanas sistēmu, piemēram, šo, lai kontrolētu releju atkarībā no apstākļiem, lai sistēmu varētu aktivizēt (varat izmantot papildu mitruma, temperatūras sensorus utt.):
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
}