Тебе, наверное, нужно заморозить что-нибудь в своих проектах DIY. Для этого вам понадобится ячейка Пельтье.. Этот полупроводниковый прибор, основанный на термоэлектрических эффектах, обеспечивает очень быстрое охлаждение. Вы можете купить это в некоторых такие магазины, как Amazon, или просто удалите его с поврежденного устройства, где он находится. Одно из устройств, которые вы можете приобрести, - это типичные диспенсеры для холодной воды и некоторые осушители воздуха без компрессора.
Этот тип ячеек Пельтье широко используется в различных отраслях промышленности для охлаждения. Причина в том, что в нем много преимущества перед другими традиционными системами охлаждения. Например, в двух примерах, которые я привел выше, в случае диспенсера для воды он предназначен для охлаждения резервуара для воды, чтобы он оставался свежим, а в осушителе он охлаждает поступающий воздух, так что влага конденсируется и капает в воду. емкость для конденсата ...
Термоэлектрические эффекты
термоэлектрические эффекты это те, которые преобразуют разницу температур в электрическое напряжение или наоборот. Это достигается с помощью термопар или очень специфических материалов, обычно полупроводников. В них температурные градиенты создают в материале носители заряда, электроны (-) или дырки (+).
Этот эффект можно использовать для множество приложений, от отопления, охлаждения, измерения температуры, выработки электроэнергии и т. д. И это связано с различными эффектами, которые существуют в рамках так называемых термоэлектрических. Некоторые из них:
- Эффект Зеебека: наблюдаемый Томасом Зеебеком, это явление, при котором термопары, к которым применяется разница температур, производят электричество. Это было обнаружено, когда было замечено, что два металла, соединенных одним из своих концов, были приложены к разнице температур и что они создавали разность потенциалов на их разделенных концах. Благодаря этому можно было бы использовать тепло, вырабатываемое каким-либо источником, для преобразования его в электричество.
- Эффект Томсона: описывает нагрев или охлаждение проводника с током с градиентом температуры. Это было описано Уильямсом Томсоном или лордом Кельвином.
Как правило, эффекты Зеебека, Томсона и Пельтье может быть обратимым, хотя в случае джоулева нагрева это не так.
Эффект Пельтье
El Эффект Пельтье это похоже, и это то, на чем основаны клетки, которые мы обсуждаем в этой статье. Благодаря этому свойству, обнаруженному Жаном Пельтье в 1834 году, оно похоже на Зеебек. Это происходит, когда электрическое напряжение вызывает разницу температур между двумя разными материалами или термопарами. В случае токовых устройств они являются полупроводниками, но они также могут быть металлами, известными как переходы Пельтье.
Это означает, что если к этим устройствам приложен электрический заряд, одна сторона нагревается, а другая остывает. Это происходит потому, что электроны перемещаются из области с высокой плотностью в область с низкой плотностью, расширяются так же, как и идеальный газ, и, следовательно, охлаждают эту область.
Кстати, одноступенчатый ТЭО может генерировать перепад температур между его частями до 70ºС. Таким образом, если вы будете охлаждать горячую часть, тем больше будет охлаждающая способность этой ячейки ТЕС или Пельтье. Это поглощенное тепло будет пропорционально подаваемому току и времени.
Достоинства и недостатки ТИК
Как и любая система, ТЕС или элемент Пельтье имеет свои преимущества и недостатки. Вот почему некоторые холодильные системы по-прежнему предпочитают использовать другие традиционные методы. Между преимущества являются:
- В нем нет движущихся частей, поэтому он не требует обслуживания и более надежный.
- Не использует компрессоры не загрязняющий газ CFC.
- Он может легко и очень точно контролировать температуру, с точностью до долей градуса за счет изменения приложенного тока.
- Небольшой размер, хотя они могут изготавливаться с разных размеров.
- Он имеет долгая жизнь до 100.000 XNUMX часов, по сравнению с тем, что обеспечивают некоторые механические холодильники.
Лас- Недостатки использования ТИК являются:
- Вы можете только рассеивать ограниченное количество тепловой поток.
- Неэффективно энергетически по сравнению с системами сжатия газа. Однако новые достижения делают его все более эффективным.
свойства
Una Пластина Пельтье, такая как TEC1 12706 Его цена может составлять пару евро, поэтому он очень дешевый. Эта плата имеет размеры 40x40x3 мм и содержит внутри 127 пар полупроводников. Электрическая мощность составляет 60 Вт, номинальное напряжение питания 12 В и номинальный ток 5 А.
С ней ты можешь создают максимальную разницу температур между их поверхностями в 65ºC, что неплохо. Он может работать при температуре от -55 ° C до 83 ° C, не повреждая себя, поэтому, если вы выйдете за пределы этих значений, вы рискуете оказаться непригодным для использования. Если вы будете придерживаться этих значений, он может даже отлично прослужить вам 200.000 часов работы, то есть много лет ...
Эффективность этой модели составляет около 12-15 Вт тепла, то есть эффективность около 20 или 25%, учитывая, что он потребляет около 60 Вт. В любом случае, вы должны иметь в виду, что это значение также будет зависеть от температуры окружающей среды.
Если вы предпочитаете, вместо того, чтобы покупать только ячейку TEC или Пельтье, вы также можете приобрести ее в Товар не был найден. полная система охлаждения.
Применение ячейки Пельтье
Ну, ячейка Пельтье может использоваться в первую очередь для охлаждения. Например, вы можете охладить с его помощью воду или любую другую жидкость или создать свой собственный самодельный осушитель. Как бы то ни было, его настройка очень проста. После того, как вы приобретете или получите элемент, вам нужно будет только пропустить постоянный ток через положительный и отрицательный кабели, которые у него есть. Таким образом, одна сторона станет горячей, а другая - холодной. Вы должны хорошо определить его стороны в соответствии с тем, что вы ищете.
Пример применения с Arduino
Вы можете использовать схема подключения как тот, который мы сделали для него релейный модуль, но вместо того, чтобы питать элемент Пельтье и вентилятор 220 В переменного тока, он питается постоянным током 12 В. Вы можете использовать ту же схему и подключить кулер к плате Arduino.
Как только вы все подключите, вы можете создать простой код для Arduino IDE чтобы можно было управлять вашей холодильной системой, например, этой для управления реле в соответствии с условиями, при которых система может быть активирована (вы можете использовать дополнительные датчики влажности, температуры и т. д.):
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
}