คุณอาจต้องการ แช่เย็นบางอย่างในโครงการ DIY ของคุณ สำหรับสิ่งนี้คุณจะต้องมีเซลล์ Peltier. อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ผลเทอร์โมอิเล็กทริกนี้ช่วยให้ระบายความร้อนได้เร็วมาก คุณสามารถซื้อได้ในบางส่วน ร้านค้าเช่น Amazonหรือเพียงแค่ถอดออกจากอุปกรณ์ที่เสียหาย เครื่องใช้ไฟฟ้าที่คุณจะได้รับ ได้แก่ ตู้ทำน้ำเย็นทั่วไปและเครื่องลดความชื้นบางชนิดที่ไม่มีคอมเพรสเซอร์
เซลล์ Peltier ประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคส่วนต่างๆของอุตสาหกรรมสำหรับการทำความเย็น เหตุผลก็คือมันมีมากมาย ข้อได้เปรียบเหนือระบบระบายความร้อนแบบดั้งเดิมอื่น ๆ. ตัวอย่างเช่นในสองตัวอย่างที่ฉันได้ให้ไว้ข้างต้นในกรณีของตู้กดน้ำมันมีไว้เพื่อระบายความร้อนในถังน้ำเพื่อให้ถังน้ำคงความสดในขณะที่ในเครื่องลดความชื้นจะทำให้อากาศที่เข้ามาเย็นลงเพื่อให้ความชื้นกลั่นตัวและหยดลงใน ถังควบแน่น ...
ผลของเทอร์โมอิเล็กทริก
ลอส ผลของเทอร์โมอิเล็กทริก เป็นสิ่งที่แปลงความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นแรงดันไฟฟ้าหรือในทางกลับกัน สิ่งนี้ทำได้โดยใช้เทอร์โมคัปเปิลหรือวัสดุประเภทที่เฉพาะเจาะจงมากโดยปกติจะเป็นสารกึ่งตัวนำ ด้วยเหตุนี้การไล่ระดับอุณหภูมิจะทำให้เกิดตัวพาประจุในวัสดุไม่ว่าจะเป็นอิเล็กตรอน (-) หรือรู (+)
สามารถใช้เอฟเฟกต์นี้ได้ แอพพลิเคชั่นมากมายตั้งแต่การทำความร้อนความเย็นการวัดอุณหภูมิการผลิตกระแสไฟฟ้า ฯลฯ และนั่นเป็นเพราะผลกระทบต่างๆที่มีอยู่ภายในเทอร์โมอิเล็กทริกที่เรียกว่า บางส่วน ได้แก่ :
- เอฟเฟกต์ Seebek: สังเกตโดย Thomas Seebek เป็นปรากฏการณ์ที่เทอร์โมคัปเปิลที่ใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิผลิตกระแสไฟฟ้า มันถูกค้นพบเมื่อสังเกตว่าโลหะสองชิ้นที่เชื่อมด้วยปลายด้านหนึ่งของพวกมันจะมีการใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิและสร้างความต่างศักย์ที่ปลายที่แยกออกจากกัน ด้วยวิธีนี้อาจเป็นไปได้ที่จะใช้ความร้อนที่เกิดจากแหล่งบางแห่งเพื่อเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า
- ทอมสันเอฟเฟกต์: อธิบายถึงความร้อนหรือความเย็นของตัวนำกระแสไฟฟ้าที่มีการไล่ระดับอุณหภูมิ บรรยายโดยวิลเลียมส์ทอมสันหรือลอร์ดเคลวิน
โดยทั่วไปเอฟเฟกต์ Seebek, Thomson และ Peltier สามารถย้อนกลับได้แม้ว่านี่จะไม่ใช่กรณีของการให้ความร้อน Joule
ผล Peltier
El ผล Peltier มันคล้ายกันและเป็นสิ่งที่เซลล์ที่เราพูดถึงในบทความนี้มีพื้นฐานมาจาก ด้วยคุณสมบัตินี้ค้นพบโดย Jean Peltier ในปี 1834 และมีลักษณะคล้ายกับ Seebek เกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าทำให้อุณหภูมิแตกต่างกันระหว่างวัสดุหรือเทอร์โมคัปเปิลสองชนิดที่แตกต่างกัน ในกรณีของอุปกรณ์ปัจจุบันพวกเขาเป็นเซมิคอนดักเตอร์ แต่อาจเป็นโลหะที่เรียกว่า Peltier junctions
นั่นหมายความว่าหากมีการใช้ประจุไฟฟ้ากับอุปกรณ์เหล่านี้ ด้านหนึ่งจะร้อนและอีกด้านหนึ่งจะเย็นลง. เนื่องจากอิเล็กตรอนเดินทางจากบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงไปยังบริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำซึ่งจะขยายตัวในลักษณะเดียวกับที่ก๊าซในอุดมคติทำและทำให้บริเวณนั้นเย็นตัวลง
อย่างไรก็ตาม TEC ขั้นตอนเดียวสามารถสร้างไฟล์ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างชิ้นส่วนสูงถึง70ºC ดังนั้นหากคุณทำให้ส่วนที่ร้อนเย็นลงความสามารถในการทำความเย็นของเซลล์ TEC หรือ Peltier นี้ก็จะมีมากขึ้น ความร้อนที่ดูดซับนี้จะเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ให้มาและกับเวลา
ข้อดีและข้อเสียของ TEC
เช่นเดียวกับระบบใด ๆ เซลล์ TEC หรือ Peltier มีข้อดีและข้อเสีย นี่คือเหตุผลที่ระบบทำความเย็นบางระบบยังคงนิยมใช้วิธีการอื่น ๆ ระหว่าง ประโยชน์ พวกเขาคือ:
- ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวดังนั้นจึงไม่ต้องบำรุงรักษาและเป็น น่าเชื่อถือยิ่งกว่า.
- ไม่ใช้คอมเพรสเซอร์ ไม่มีก๊าซ CFC ที่ก่อให้เกิดมลพิษ
- มันสามารถ ควบคุมอุณหภูมิได้ง่ายและแม่นยำมากขึ้นอยู่กับเศษส่วนขององศาโดยการเปลี่ยนแปลงกระแสที่ใช้
- ขนาดเล็กแม้ว่าจะสามารถผลิตได้ด้วย ขนาดที่แตกต่างกัน.
- มี ชีวิตที่ยืนยาว มากถึง 100.000 ชั่วโมงเมื่อเทียบกับตู้เย็นเชิงกลบางรุ่น
ลา ข้อเสียของการใช้ TEC เสียง:
- คุณทำได้เท่านั้น แจกจำนวน จำกัด การไหลของความร้อน
- ไม่มีประสิทธิภาพ พูดอย่างกระฉับกระเฉงเมื่อเทียบกับระบบอัดแก๊ส อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าใหม่ ๆ ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
สรรพคุณ
Una แผ่นเพลเทียร์เช่น TEC1 12706 อาจมีราคาอยู่ที่สองสามยูโรดังนั้นจึงถูกมาก บอร์ดนี้มีขนาด 40x40x3 มม. และมีคู่เซมิคอนดักเตอร์ 127 คู่อยู่ภายใน กำลังไฟฟ้า 60w และแรงดันไฟฟ้า 12v และกระแสเล็กน้อย 5A
กับเธอคุณสามารถ สร้างความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดระหว่างใบหน้า65ºCซึ่งค่อนข้างดี สามารถทำงานได้ระหว่าง-55ºCถึง83ºCโดยไม่ทำลายตัวเองดังนั้นหากคุณย้ายออกนอกค่าเหล่านี้คุณจะเสี่ยงต่อการใช้ไม่ได้ หากคุณรักษาคุณค่าไว้ในนั้นมันสามารถใช้งานได้นานถึง 200.000 ชั่วโมงอย่างสมบูรณ์แบบนั่นคือหลายปี ...
ประสิทธิภาพของรุ่นนี้อยู่ที่ประมาณ สกัดความร้อน 12-15wนั่นคือประสิทธิภาพประมาณ 20 หรือ 25% เมื่อพิจารณาว่ากินไฟประมาณ 60w อย่างไรก็ตามคุณต้องจำไว้ว่าค่านี้จะได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอุณหภูมิโดยรอบ
หากคุณต้องการแทนที่จะซื้อเฉพาะเซลล์ TEC หรือ Peltier คุณสามารถซื้อได้ที่ ผลิตภัณฑ์ที่ไม่พบ ระบบระบายความร้อนที่สมบูรณ์.
แอปพลิเคชันเซลล์ Peltier
เซลล์ Peltier สามารถใช้เพื่อระบายความร้อนเป็นหลัก. ตัวอย่างเช่นคุณอาจทำให้น้ำเย็นหรือของเหลวอื่น ๆ ด้วยหรือสร้างเครื่องลดความชื้นแบบโฮมเมดของคุณเอง ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตามการตั้งค่านั้นง่ายมาก เมื่อคุณได้รับหรือได้รับเซลล์คุณจะต้องจ่ายกระแสตรงผ่านสายบวกและลบที่มีอยู่เท่านั้น ด้วยวิธีนั้นด้านหนึ่งจะร้อนและอีกด้านหนึ่งจะได้รับความเย็น คุณต้องระบุด้านข้างให้ดีตามสิ่งที่คุณกำลังมองหา
ตัวอย่างการใช้งานกับ Arduino
คุณสามารถใช้ โครงร่างการเชื่อมต่อ เหมือนที่เราทำเพื่อเขา โมดูลรีเลย์แต่แทนที่จะให้อาหารเซลล์ Peltier และพัดลมด้วย 220v AC มันจะถูกป้อนด้วย DC ที่ 12v คุณสามารถใช้แผนผังเดียวกันและเชื่อมต่อตัวทำความเย็นของคุณกับบอร์ด Arduino
เมื่อคุณเชื่อมต่อทุกอย่างแล้วคุณก็ทำได้ สร้างรหัสง่ายๆสำหรับ Arduino IDE เพื่อให้ระบบทำความเย็นของคุณสามารถควบคุมได้เช่นระบบนี้จะควบคุมรีเลย์ให้เป็นไปตามเงื่อนไขใดเพื่อให้ระบบสามารถเปิดใช้งานได้ (คุณสามารถใช้ความชื้นเพิ่มเติมเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ฯลฯ ):
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
}