Verjetno potrebujete ohladite nekaj v svojih projektih DIY. Za to bi potrebovali Peltierjevo celico. Ta polprevodniška naprava, ki temelji na termoelektričnih učinkih, omogoča zelo hitro hlajenje. Lahko ga kupite v nekaterih trgovinah, kot je Amazonali pa ga preprosto odstranite iz poškodovane naprave, kjer je. Naprave, ki jih lahko dobite, so tipični razdeljevalniki hladne vode in nekateri razvlaževalniki brez kompresorja.
Ta vrsta Peltierjevih celic se pogosto uporablja v različnih sektorjih industrije za hlajenje. Razlog je v tem, da jih ima veliko prednosti pred drugimi tradicionalnimi hladilnimi sistemi. Na primer, v dveh primerih, ki sem jih navedel zgoraj, je v primeru razdeljevalnika vode namenjen hlajenju rezervoarja za vodo, da ostane svež, medtem ko v razvlaževalniku hladi vhodni zrak, tako da vlaga kondenzira in kaplja v kondenzacijski rezervoar ...
Termoelektrični učinki
P termoelektrični učinki so tisti, ki pretvarjajo temperaturno razliko v električno napetost ali obratno. To dosežemo s pomočjo termočlenov ali zelo specifičnih vrst materialov, običajno polprevodnikov. Pri njih temperaturni gradienti v materialu tvorijo nosilce naboja, bodisi elektrone (-) bodisi luknje (+).
Ta učinek je mogoče uporabiti za množico aplikacij, od ogrevanja, hlajenja, merjenja temperatur, proizvodnje električne energije itd. In to zaradi različnih učinkov, ki obstajajo znotraj tako imenovanih termoelektričnih. Nekateri med njimi so:
- Seebekov učinek: opazil Thomas Seebek, gre za pojav, pri katerem termočleni, na katere se uporablja temperaturna razlika, proizvajajo elektriko. Ugotovljeno je bilo, ko je bilo opaziti, da sta dve kovini, povezani z enim od njihovih koncev, uporabili temperaturno razliko in da sta na svojih ločenih koncih ustvarili potencialno razliko. S tem bi lahko omogočili, da toploto, ki jo ustvari nek vir, pretvorimo v električno energijo.
- Thomsonov učinek: opisuje ogrevanje ali hlajenje vodnika, ki prenaša tok, s temperaturnim gradientom. Opisal ga je Williams Thomson ali Lord Kelvin.
Na splošno učinki Seebek, Thomson in Peltier je lahko reverzibilna, čeprav v primeru gretja Joule ni tako.
Peltierjev učinek
El Peltierjev učinek je podobno in na tem temeljijo celice, o katerih razpravljamo v tem članku. S to nepremičnino, ki jo je leta 1834 odkril Jean Peltier, in podobno kot Seebek. To se zgodi, kadar električna napetost povzroči temperaturno razliko med dvema različnima materialoma ali termočleni. V primeru trenutnih naprav so to polprevodniki, lahko pa so tudi kovine, znane kot Peltierjevi stiki.
To pomeni, da če na te naprave deluje električni naboj, ena stran se bo segrela, druga pa se bo ohladila. To je zato, ker elektroni potujejo iz območja z visoko gostoto v območje z nizko gostoto, širijo se na enak način kot idealni plin in zato to območje hladijo.
Mimogrede, enostopenjski TEC lahko ustvari a temperaturna razlika med deli do 70 ° C. Torej, če vroči del ohladite, večjo hladilno zmogljivost bo imela ta TEC ali Peltierjeva celica. Ta absorbirana toplota bo sorazmerna s zagotovljenim tokom in časom.
Prednosti in slabosti TEC
Kot vsak sistem ima tudi celica TEC ali Peltier svoje prednosti in slabosti. Zato nekateri hladilni sistemi še vedno raje uporabljajo druge običajne metode. Med koristi So:
- Nima gibljivih delov, zato ne zahteva vzdrževanja in je zanesljivejši.
- Ne uporablja kompresorjev brez onesnaževalnega plina CFC.
- Lahko nadzor temperature enostavno in zelo natančno, do delcev stopinje s spreminjanjem uporabljenega toka.
- Majhne velikosti, čeprav jih je mogoče izdelati z različnih velikosti.
- Ima a dolgo življenje do 100.000 ur v primerjavi s tistimi, ki jih nudijo nekateri mehanski hladilniki.
The Slabosti uporabe TEC Zvok:
- Lahko samo razpršijo omejeno količino toplotni tok.
- Ni učinkovito energijsko gledano v primerjavi s kompresijskimi sistemi za plin. Vendar je zaradi novega napredka vedno bolj učinkovit.
lastnosti
A Peltierjeva plošča, kot je TEC1 12706 Cena je lahko nekaj evrov, zato je zelo poceni. Ta plošča ima dimenzije 40x40x3mm in vsebuje 127 polprevodniških parov. Električna moč je 60w, njena nominalna napajalna napetost je 12v in nazivni tok 5A.
Z njo lahko ustvarijo največje temperaturne razlike med njihovimi površinami 65 ° C, kar je precej dobro. Deluje lahko med -55 ° C in 83 ° C, ne da bi se poškodoval, zato, če se premaknete zunaj teh vrednosti, tvegate, da boste neuporabni. Če ohranite vrednosti znotraj tega, vam lahko celo traja 200.000 ur dela, to je mnogo let ...
Učinkovitost tega modela je približno 12-15w toplote, to je izkoristek približno 20 ali 25% glede na to, da porabi približno 60w. Kakor koli že, morate upoštevati, da bo na to vrednost močno vplivala tudi temperatura okolice.
Če želite, namesto da kupujete samo celico TEC ali Peltier, lahko kupite tudi pri Ni najdenih izdelkov celoten hladilni sistem.
Uporaba Peltierjevih celic
No, Peltierjeva celica se lahko uporablja predvsem za hlajenje. Na primer, z njo lahko ohladite vodo ali katero koli drugo tekočino ali ustvarite svoj domač razvlaževalec zraka. Karkoli že je, njegova postavitev je zelo preprosta. Ko celico pridobite ali dobite, boste morali uporabiti enosmerni tok le prek pozitivnih in negativnih kablov, ki jih ima. Tako se bo ena stran segrela, druga pa ohladila. Njegove strani morate dobro prepoznati glede na to, kaj iščete.
Primer uporabe z Arduino
Lahko uporabite a shema povezave kot smo ga naredili zanj relejni modul, ampak namesto da napaja Peltierjevo celico in ventilator z 220v AC, se napaja z enosmernim tokom pri 12v. Uporabite lahko isto shemo in hladilnik priključite na ploščo Arduino.
Ko je vse povezano, lahko ustvarite preprosto kodo za Arduino IDE tako da lahko nadzorujete svoj hladilni sistem, na primer ta za krmiljenje releja glede na pogoje, da lahko sistem aktivirate (lahko uporabite dodatne senzorje vlažnosti, temperature itd.):
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
}