Komórka Peltiera: wszystko o tym elemencie

komórka Peltiera

Prawdopodobnie potrzebujesz schłódź coś w swoich projektach zrób to sam. Do tego potrzebowałbyś komórki Peltiera. To półprzewodnikowe urządzenie oparte na efektach termoelektrycznych umożliwia bardzo szybkie chłodzenie. Możesz to kupić w niektórych sklepy takie jak Amazonlub po prostu wyjmij go z uszkodzonego urządzenia, w którym się znajduje. Urządzenia, które można kupić, to typowe dystrybutory zimnej wody i niektóre osuszacze bez kompresora.

Ten typ ogniw Peltiera jest szeroko stosowany w różnych sektorach przemysłu w chłodnictwie. Powodem jest to, że ma ich wiele zalety w stosunku do innych tradycyjnych systemów chłodzenia. Na przykład w dwóch podanych przeze mnie powyżej przykładach w przypadku dystrybutora wody jest on przeznaczony do chłodzenia zbiornika wody tak, aby był świeży, natomiast w osuszaczu chłodzi napływające powietrze tak, że wilgoć skrapla się i kapie w zbiornik kondensatu ...

Efekty termoelektryczne

L efekty termoelektryczne to takie, które zamieniają różnicę temperatur na napięcie elektryczne lub odwrotnie. Osiąga się to za pomocą termopar lub bardzo specyficznych rodzajów materiałów, zwykle półprzewodników. W nich gradienty temperatury wytwarzają nośniki ładunku w materiale, elektrony (-) lub dziury (+).

Ten efekt można wykorzystać do mnogość zastosowańod ogrzewania, chłodzenia, pomiaru temperatury, wytwarzania energii elektrycznej itp. Wynika to z różnych efektów, które występują w ramach tak zwanych termoelektrycznych. Niektórzy z nich są:

  • Efekt Seebek: zaobserwowane przez Thomasa Seebeka, jest to zjawisko, w którym termopary, do których przykładana jest różnica temperatur, wytwarzają energię elektryczną. Odkryto, że zaobserwowano, że dwa metale połączone jednym z końców, przyłożono do niego różnicę temperatur i że wygenerowały one różnicę potencjałów na ich oddzielonych końcach. Dzięki temu możliwe byłoby wykorzystanie ciepła wytwarzanego przez jakieś źródło do przekształcenia go w energię elektryczną.
  • Efekt Thomsona: opisuje ogrzewanie lub chłodzenie przewodnika przewodzącego prąd z gradientem temperatury. Zostało to opisane przez Williamsa Thomsona lub Lorda Kelvina.

Generalnie efekty Seebeka, Thomsona i Peltiera mogą być odwracalne, chociaż tak nie jest w przypadku ogrzewania typu Joule.

Efekt Peltiera

Efekt Peltiera

El Efekt Peltiera jest podobny i na tym bazują komórki omówione w tym artykule. Z tą własnością odkrytą przez Jeana Peltiera w 1834 roku i podobną do Seebek. Dzieje się tak, gdy napięcie elektryczne powoduje różnicę temperatur między dwoma różnymi materiałami lub termoparami. W przypadku obecnych urządzeń są to półprzewodniki, ale mogą to być również metale zwane złączami Peltiera.

Oznacza to, że jeśli do tych urządzeń zostanie przyłożony ładunek elektryczny, jedna strona będzie gorąca, a druga ostygnie. Dzieje się tak, ponieważ elektrony przemieszczają się z regionu o dużej gęstości do regionu o małej gęstości, rozszerzają się w taki sam sposób, jak robi to gaz doskonały, a zatem chłodzą ten obszar.

Nawiasem mówiąc, jednostopniowy TEC może wygenerować plik różnica temperatur między jego częściami do 70ºC. Więc jeśli utrzymasz gorącą część w stanie schłodzonym, tym większą wydajność chłodzenia będzie miało ogniwo TEC lub Peltiera. To pochłonięte ciepło będzie proporcjonalne do dostarczanego prądu i do czasu.

Zalety i wady TEC

Jak każdy system, ogniwo TEC lub Peltiera ma swoje zalety i wady. Z tego powodu niektóre systemy chłodnicze nadal wolą stosować inne konwencjonalne metody. pomiędzy korzyści Są to:

  • Nie ma ruchomych części, więc nie wymaga konserwacji i jest bardziej wiarygodne.
  • Nie używa kompresorów nie zanieczyszcza gazu CFC.
  • można łatwo i bardzo precyzyjnie kontrolować temperaturę, do ułamków stopnia, zmieniając przyłożony prąd.
  • Mały rozmiar, chociaż można je wyprodukować różne rozmiary.
  • Ma długie życie do 100.000 XNUMX godzin, w porównaniu z tym, co zapewniają niektóre lodówki mechaniczne.

The Wady korzystania z TEC dźwięk:

  • Możesz tylko rozproszyć ograniczoną kwotę Przepływ ciepła.
  • Nieefektywne energetycznie w porównaniu do systemów sprężania gazu. Jednak nowe postępy sprawiają, że jest on coraz bardziej wydajny.

właściwości

A Płyta Peltiera, taka jak TEC1 12706 Można go wycenić na kilka euro, więc jest bardzo tani. Ta płytka ma wymiary 40x40x3mm i zawiera wewnątrz 127 par półprzewodników. Moc elektryczna wynosi 60 W, a jego nominalne napięcie zasilania wynosi 12 V, a prąd znamionowy 5 A.

Z nią możesz generują maksymalne różnice temperatur między ich czołami wynoszące 65ºC, co jest całkiem niezłe. Może pracować w temperaturach od -55ºC do 83ºC, nie uszkadzając się, więc jeśli wyjdziesz poza te wartości, ryzykujesz, że stanie się bezużyteczny. Jeśli zachowasz wartości w tym zakresie, może ci to wytrzymać nawet 200.000 XNUMX godzin pracy idealnie, to znaczy wiele lat ...

Chodzi o wydajność tego modelu Odebrane 12-15w ciepła, czyli wydajność około 20 lub 25% biorąc pod uwagę, że zużywa około 60w. W każdym razie należy pamiętać, że na tę wartość duży wpływ będzie miała również temperatura otoczenia.

Jeśli wolisz, zamiast kupować tylko ogniwo TEC lub Peltiera, możesz również kupić pod adresem Nie znaleziono produktów kompletny układ chłodzenia.

Aplikacja komórki Peltiera

Lodówka z Peltierem

Cóż, komórka Peltiera może być używany głównie do chłodzenia. Na przykład możesz schłodzić nią wodę lub inny płyn lub stworzyć własny domowy osuszacz. Cokolwiek to jest, jego konfiguracja jest bardzo prosta. Gdy już zdobędziesz lub dostaniesz komórkę, będziesz musiał tylko przyłożyć prąd stały przez dodatnie i ujemne kable, które ma. W ten sposób jedna strona będzie gorąca, a druga zimna. Musisz dobrze zidentyfikować jego strony w zależności od tego, czego szukasz.

Przykład zastosowania z Arduino

Możesz użyć schemat połączeń jak ten, który dla niego stworzyliśmy moduł przekaźnika, ale zamiast zasilać ogniwo Peltiera i wentylator napięciem 220 V AC, jest ono zasilane napięciem stałym 12 V. Możesz użyć tego samego schematu i podłączyć swoją cooler do płyty Arduino.

Gdy już wszystko połączysz, możesz stwórz prosty kod dla Arduino IDE tak, aby można było sterować układem chłodniczym, takim jak ten do sterowania przekaźnikiem w zależności od warunków, aby system mógł zostać uruchomiony (można zastosować dodatkowe czujniki wilgotności, temperatury itp.):

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
}


Treść artykułu jest zgodna z naszymi zasadami etyka redakcyjna. Aby zgłosić błąd, kliknij tutaj.

Bądź pierwszym który skomentuje

Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.