Плюсы и минусы применения ТЭМ
Зачастую к достоинствам модулей Пельтье относят:
- сравнительно небольшие габариты;
- возможность работы и на охлаждение, и на нагревание системы;
- отсутствие движущихся частей, механических составляющих, подверженных износу.
В то же время ТЭМ обладают рядом недостатков, существенно сдерживающих их повсеместное практическое применение. Среди них следующие:
В USB-холодильнике также используется модуль Пельтье |
- низкий КПД модулей;
- необходимость наличия источни- ка тока для их работы;
- большая потребляемая мощ- ность для достижения заметной разности температур и, как следствие, существенное тепло- выделение;
- ограниченные габариты и полезные характеристики.
Однако, невзирая на негативные характеристики модулей Пельтье, они нашли свое применение в ряде продуктов. ТЭМ выгодны в первую очередь там, где энергетическая эффективность охладителя некритична, чем меньше – тем лучше. Элементы служат для охлаждения устройств с зарядовой связью в цифровых фотокамерах, позволяющих добиться заметного уменьшения теплового шума при длительных экспозициях. Модули Пельтье часто применяются для охлаждения и термостатирования диодных лазеров с целью стабилизации длины волны их излучения. Возможно использование нескольких ТЭМ, составленных последовательно в виде каскадов (холодная сторона одного охлаждает горячую другого), благодаря чему реально достичь очень низких температур для устройств, обладающих малым тепловыделением. Элементы Пельтье – основа компактных холодильников, в первую очередь автомобильных. Их применяют и в миниатюрных сувенирах из области компьютерной периферии, и в производительных СО в качестве основных или вспомогательных компонентов. Именно о последнем варианте мы и поговорим более подробно.
Элемент Пельтье своими руками
Можно сделать термоэлектрический генератор для походных условий своими руками. Для создания самодельного термогенератора нужны:
- элемент Пельтье;
- медная пластина;
- преобразователь ДС-ДС;
- или преобразователь напряжения на микросхемах.
В качестве нагревателя можно использовать сосуд с кипятком, тогда за температурой не нужно следить, она не будет превышать 100 градусов. Можно заниматься своими делами.
Портативный термоэлектрический генератор позволяет от костра зарядить электронные гаджеты одновременно с приготовлением пищи.
Холодильник своими руками на элементах Пельтье можно сделать из термоэлемента марки ТЕС1 -12706, радиатора, вентилятора и контейнера.
Провод, окрашенный красным, присоединяется к плюсу, а провод, окрашенный черным, подключают к минусу. В исправном элементе нагрев одной стороны и охлаждение другой ощущаются пальцами. Проверка осуществима в течение нескольких минут.
История со столетним перерывом между открытием эффекта Пельтье и его применением в промышленности подчеркивает необходимость соответствия открытия техническому уровню производства. Без микроэлектроники необходимости в применении элементов Пельтье не было.
На нынешнем уровне развития техники картина совершенно иная. Термоэлектрические элементы нужны всюду, а термоэлектрические генераторы нужны как в сложнейших технических конструкциях, так и у туристического костра.
Как установить вентилятор на печь?
Установка термодинамического вентилятора не требует никакого монтажа или дополнительных крепежных систем.
Его ставят на поверхность печи, соблюдая единственное правило: нельзя устанавливать прибор в центре печки, чтобы избежать попадания горячего воздуха не охлаждающую систему.
Прибор должен быть расположен так, чтобы к радиатору был доступ прохладного воздуха, а направление работы лопастей совпадало с движением горячих потоков из печи.
Еще один вариант установки
Перед началом использования прибора, следует внимательно ознакомиться с инструкцией, поставляемой в комплекте к каждому вентилятору
Там подробно изложена информация о мерах предосторожности, правилах эксплуатации и гарантиях производителя
Тепловентилятор (без эл.питания), который сам для себя генерирует энергию от котла/печи. Экономит топливо
Добрый день, уважаемые гости!
Как только я узнал об очередном изобретении, это вызвало любопытство, а что это нам новое и интересное предлагает производитель?
Я прочитал статью коллеги канала «Блог самостройщика»: Печной вентилятор, работающий от элемента Пельтье. Повышает КПД печи и быстро прогревает помещение и решил проверить на деле это изобретение. Вентилятор, который может обогреть мне жилую площадь, да еще и без электричества? Ложь и очередная маркетинговая брехня!
Но, любопытство взяло верх, прочитал отзывы, сопоставил факты, очень заинтересовался и всё же купил.
Немного теории
По факту, вентилятор имеет электродвигатель. Но, только источником питания служит тепло, создаваемое от чего угодно: камин, печь или дымоход.
Таким образом, внутри устройства находится термопара Зеебека, которая от нагрева приводит в движение двигатель, а соответственно и лопасти вентилятора.
Тепло, поднимаясь вверх от котла/печи/камина/дымохода попадает под лопасти и разносится по помещению, рассеивая теплый воздух в пространстве.
Из достоинств, которые я реально заметил:
- бесшумен в работе;
- подходит для любых источников тепла, излучающих температуру свыше 50 град.;
- дополнительный обогрев;
- сам включается/выключается, когда нагревается/остывает печь;
- чем выше температура, тем быстрее работает;
- совершенно не занимает места;
- лёгкий, сделан из алюминия.
Я сделал небольшую анимацию. Вентилятор в работе:
Экономию дров пока не оценил, поскольку вентилятор у меня только 3-й день.
Но, один из производителей печей «Термофан» даже сделал тест на эффективность подобных устройств, результаты не сказать что сильно, но меня поразили (тесты есть в открытом доступе):
1. Экономия топлива — 14%
2. Нагрев помещения повышается на 38%
От себя скажу, что система действительно работает, отапливает помещение и приносит пользу! Супруга уже приспособила его, чтобы быстро подсушить постиранные одежду и бельё :-)))
Удобно еще то, что вентилятор выступает в роли своеобразного датчика. Я уже привык и оцениваю скорость вращения лопастей: медленное вращение — значит нужно подкинуть дрова, быстрое — еще часа два будет тепло. Как то так!
Максимальная температура работы — 335 гр.
Если говорить о цене, то здесь на любой кошелек. Есть модели дорогие, есть дешевле. Скажу честно, это одна из дорогих. Купил за 5 900 руб., но есть и по 2-3 т.р.
Так как статья не рекламная и это независимая оценка, здесь свою модель не пишу, но если спросите, обязательно отправлю вам личным сообщением.
Цена на аналог моей модели, на 5-ти лопастной вентилятор из каталога JOOM следующая:
А вообще, моделей очень много и если есть необходимость, то можно легко подобрать и по размеру, и по диапазону рабочих температур, и по количеству лопастей.
Есть устройства, которые объединяют два вентилятора в одном корпусе. Тут уже на вкус и цвет товарища нет.
Источник
Какой вентилятор выбрать?
Большой ассортимент продукции на отечественном рынке, а также на торговых сайтах, позволит найти оптимальное устройство для создания комфортного тепла в доме или на даче.
Основные критерии выбора печного вентилятора:
- необходимость встраиваемой конструкции или отдельного прибора,
- размеры,
- уровень шума,
- возможность очистки,
- гарантии от производителя.
Перед покупкой обязательно изучите параметры, указанные выше и также обратите внимание на отзывы клиентов, имеющих аналогичный продукт. Большой популярностью пользуются приборы ThermoFan, Hansa Sirocco и разнообразные модели с известного сайта aliexpress
Большой популярностью пользуются приборы ThermoFan, Hansa Sirocco и разнообразные модели с известного сайта aliexpress.
Простые конструкции с использованием вентилятора
Ниже будут представлены наиболее просто исполняемые варианты самодельных «кондиционеров» — устройств, предназначенных для снижения температуры в определенном помещении.
Из вентилятора и пластиковых бутылок
Самый простой имитатор кондиционера можно изготовить, просто подвесив на решетку бытового вентилятора ряд пластиковых бутылок, наполненных холодной водой. Недостатком данной конструкции является необходимость регулярной замены воды в бутылках на более охлажденную.
Из вентилятора с бутылками и картона
Вышеописанного недостатка можно избежать, если соорудить более сложную конструкцию, для изготовления которой кроме бытового вентилятора и бутылок (пластиковых) понадобятся:
- лист картона или тонкого пластика;
- пластиковые стяжки;
- силиконовый термоклей;
- нож.
Сборку данного охладителя воздуха нужно проводить в следующем порядке. Сначала все бутылки обрезают, получая таким образом некое подобие воронки. Ее размер вместе с горлышком не должен превышать 1/3 длины бутылки. Затем при помощи острого ножа из картона (пластика) вырезают круг, чтобы его диаметр соответствовал размеру защитной решетки вентилятора. Далее на полученном основании устанавливают воронки горлышком вверх, а затем каждую из них обводят карандашом. По полученной разметке аккуратно вырезают окна. В результате должна получиться круглая панель с отверстиями, диаметр которых соответствует бутылкам (воронкам). После этого в отверстия вклеивают воронки горлышком вверх.
На следующем этапе после высыхания конструкции между бутылками делают по 2 небольших отверстия и заводят в них пластиковые стяжки, с помощью которых полученное устройство крепят к защитной решетке вентилятора таким образом, чтобы горлышки воронок были направлены наружу. В процессе работы такой «кондиционер» способен понизить температуру воздуха в рабочей зоне примерно на 5°С.
Из вентилятора и бутылей со льдом
Существуют и более сложные конструкции, в которых кроме бытового вентилятора используются различные емкости, заполненные льдом или аккумуляторами холода. Принцип их действия основан на прохождении комнатного воздуха сквозь предметы с отрицательной температурой. В основу таких устройств положен закрытый ящик, в одну из стенок которого встраивается осевой вентилятор, а через другую осуществляется выход охлажденного потока воздуха. При этом в качестве корпуса для данного «кондиционера» можно использовать:
- 5-ти литровые пластиковые бутылки;
- картонные коробки;
- пластмассовые ящики с крышкой;
- пластиковые канистры;
- автомобильные сумки-холодильники и пр.
Нагнетание воздуха в таких конструкциях обеспечивается любым бытовым вентилятором.
Как изготовить и подключить такой мини-кондиционер, показано на видео:
Немного теории
Чем же на самом деле являются модули Пельтье? В базовом определении это термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, открытом в далеком 1834 году. Суть данного процесса заключается в возникновении разности температур в месте контакта материалов при протекании сквозь них электрического тока.
Мы не станем вдаваться в подробности истории открытия и научного обоснования специфики работы ТЭМ, поскольку этой теме можно посвятить целую диссертацию. Однако общие понятия упомянем.
Базовая схема устройства ТЭМ |
Элементы Пельтье состоят из двух токопроводящих материалов (полупроводников) с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. Физика протекания тока через подобные вещества такова, что для перехода электронов им требуется определенная подпитка, получаемая в момент прохождения тока через спайку. В таком случае возможно перемещение частиц в высокоэнергетическую зону проводимости от одного материала к другому. Место соприкосновения полупроводников в момент поглощения энергии охлаждается. Изменение направления тока или перемещение электронов из более энергетической зоны в менее насыщенную приводит к нагреву места контакта. Помимо этого, в модулях Пельтье наблюдается тепловой эффект, характерный для любых веществ, сквозь которые пропускают электрический ток. Вообще процессы, присущие ТЭМ, проявляются и в месте контакта обычных металлов, однако определить их без сложных приборов почти нереально. Поэтому основой для модулей служат полупроводники.
Структура термоэлектрического элемента (модуля Пельтье) |
Элемент Пельтье состоит из одной или более пар полупроводниковых параллелепипедов разных типов (как в диодах или транзисторах, n- и p-типа). Современная индустрия для этих целей наиболее часто выбирает германид кремния и теллурид висмута. Полупроводники попарно соединяются металлическими перемычками из легкоплавких веществ. Последние выполняют роль термоконтактов и напрямую соприкасаются с керамической пластинкой или подставкой. Пары полупроводников соединены последовательно, разные виды проводимости контактируют друг с другом. С одной стороны модуля имеются лишь n->p-переходы, с другой – p->n. Течение тока вызывает охлаждение и нагревание противоположных групп контактов. Поэтому можно говорить о переносе током тепловой энергии с одной стороны модуля Пельтье на другую и, как следствие, возникновении разности температур на пластинке. Правильное применение модулей позволяет извлечь некоторые выгоды для промышленных, в том числе компьютерных СО. К слову, элементы могут быть использованы и в качестве электрогенераторов – основываясь на тех же принципах работы, физика протекающих внутри процессов объясняется эффектом Зеебека (условно говоря, тот же эффект Пельтье с «противоположным знаком»).
Как работает устройство?
Нужно просто поставить механизм на печь и при нагревании основания вентилятора до 45 градусов , лопасти начинают вращаться, разгонять воздух. Струя теплого воздуха ощущается на расстоянии 5-6 метров.
Чем больше температура, тем быстрее начинает крутиться вентилятор. Когда остывает печь, тогда и вентилятор сам по себе затихает и перестает работать. Нужно помнить, что нагрев свыше 400 градусов опасен для вентилятора и может способствовать его разрушению. Поэтому лучше дополнительно купить печной термометр.
Работает механизм бесшумно , на автомате. Его не нужно закреплять. Просто поставьте вентилятор на печь, чтобы он сам начал работать. Единственное, что нужно помнить – не ставьте механизм в центре печи. Устройство должно быть установлено так, чтобы был доступ к холодному воздуху. В инструкции все указано. Есть еще вентиляторы с установкой на дымоход .
Источник
Кондиционер из старого автомобильного радиатора
Чтобы собрать устройство, отдаленно напоминающее кондиционер, любителю самоделок понадобятся:
- исправный автомобильный радиатор;
- мощный бытовой вентилятор, желательно с большой крыльчаткой и пультом дистанционного управления;
- переходники, шланги и элементы крепежа, позволяющие подсоединить радиатор к имеющейся системе водоснабжения и канализации.
Кроме того, умельцу понадобится самостоятельно изготовить из подручных материалов (металл, пластик, дерево) поддон для сбора конденсата, образующегося на ребрах радиатора, и корпус, в котором будут установлены все узлы этого кондиционера.
Подготовив все необходимое, можно приступить к сборке устройства. Ее осуществляют в следующем порядке.
- В корпус последовательно устанавливают и надежно крепят поддон и автомобильный радиатор.
- Позади автомобильного радиатора ставят вентилятор. Если вентилятор большой, то можно использовать только электромотор с крыльчаткой, но в этом случае необходимо хорошо обдумать способ его крепления.
- Надежно закрепив в корпусе все составные части, устанавливают собранную конструкцию на заранее выбранное для нее место в помещении.
- Одним из подготовленных шлангов подсоединяют верхний патрубок автомобильного радиатора к крану подачи холодной воды.
- Шланг от нижнего патрубка автомобильного радиатора подводят к канализации или к емкости, куда будет осуществляться слив воды. Туда-же подводят шланг, с помощью которого будет осуществляться отвод конденсата, скопившегося в поддоне.
Все — самодельный водяной кондиционер готов к работе. Пользователь может включить в сеть электропитания вентилятор, открыть кран подачи холодной воды и наслаждаться предвкушаемой ранее прохладой.
Простейшая конструкция из пластиковых бутылок
В домашних условиях соорудить подобие кондиционера своими руками можно, используя для этого лед или воду. Существует большое количество самых разнообразных конструкций таких устройств, прототипом которых можно считать, например, влажную простыню, которой завешивают открытое окно или проем открытой уличной двери, либо обвернутую мокрым махровым полотенцем емкость с водой или льдом, устанавливаемую на подоконник у открытого окна. В этих случаях вода, испаряясь, охлаждает ткань, проходя через которую за счет тривиального сквозняка поток воздуха приносит в помещение ожидаемую прохладу.
Аналогичный эффект можно получить, соорудив нехитрую конструкцию из листа фанеры и горлышек, вырезанных из широко распространенных пластиковых бутылок. Для этого необходимо:
- взять лист фанеры, размер которого соответствует проему, где он будет установлен;
- отрезать от каждой бутылки горлышко таким образом, чтобы получить некоторое подобие воронки размером не более 1/3 длины бутылки;
- насверлить в фанерном листе большое количество отверстий, диаметр которых должен соответствовать размеру горлышка воронки, но при этом необходимо учитывать, что части бутылок должны быть установлены достаточно плотно, однако с небольшим зазором;
- установить полученные пластиковые воронки в отверстия, закрепив их с обратной стороны фанерного листа пластмассовыми резьбовыми кольцами, которые получаются, если от крышек, закрывающих бутылки, аккуратно отрезать верхнюю часть;
- собранное таким образом устройство поместить в проем окна, причем широкая часть воронок должна быть направлена в сторону улицы.
Однако любители самоделок могут из подручных материалов соорудить и более эффективные конструкции, используя для этого бытовые вентиляторы, сумки-холодильники, подержанные автомобильные радиаторы и даже комплектующие из старых холодильников.
Охлаждает ли вентилятор воздух в помещении
Охлаждения от вентилятора как такового нет. Он просто перемещает массы воздуха, которые имеют свою температуру. Человеку же кажется, что ему становится прохладнее от того, что рядом с ним всегда находится не стоячий воздух, который постепенно нагревается от его тела, а движущийся. Например, 30 градусов — это жарко. Но если воздух будет постоянно двигаться (ветер или вентилятор), то ощущаться это будет намного приятнее. Тем более, что так он заодно будет быстрее испарять влагу с кожи, что тоже ощущается, как охлаждение.
Другой момент, когда температура воздуха выше температуры тела. В этом случае ветер наоборот будет разогревать человека. Получится что-то вроде аэрогриля, в котором на продукты дует горячий воздух и быстрее их готовит.
Для еще большего понимания того, охлаждает ли вентилятор, можно привести пример автомобиля с датчиком температуры. Многие думают, что на ходу ветер обдувает датчик и температура показывается ниже, чем она есть на самом деле. На самом деле все наоборот. В пробке датчик греется от воздуха, от солнечных лучей и от тепла других машин. На ходу его обдувает воздухом именно той температуры, которая есть. То есть, на ходу температура показывается намного более правильно.
Как изготовить мини-холодильник, чиллер или кондиционер на теплоэлектрических модулях своими силами
Более сложная задача — охлаждение воздуха. Если в случае с водой эффективность работы кулера гарантирована разницей плотности сред (вода — воздух), то в случае с однородной средой (воздух — воздух) дело обстоит сложнее. Основная трудность — отвод температуры с горячей стороны поверхности ТЭМ. Точнее — синхронный отвод температуры с обеих поверхностей. Если просто запустить элемент Пельтье-Зеебека, нагретый и охлаждённый воздух смешаются, и температура выровняется.
В замкнутых пространствах малого объёма (до 0,7 м3) вполне применима система охлаждения на основе ТЭМ с двусторонним воздушным отводом. Это позволяет построить новый охлаждающий бокс или дать вторую жизнь старому холодильнику (морозильной камере). Для этого придётся немного усложнить систему, включив в неё пару отводящих вентиляторов обоюдной мощности, реле температуры, ребристый радиатор и использовать более производительные теплоэлектрические модули.
Нам понадобится (для одной базовой точки охлаждения):
- ТЭМ ТЕС1–12712 (40Х40), 106 ватт — 1 шт.
- Вентилятор RQA 12025HSL 110VAC (или мощнее) — 2 шт.
- Радиатор HS 036–100 (100x85x25 мм).
- Термостат ТАМ-133–1м (реле температуры с датчиком).
- Блок питания постоянного тока 12 вольт, 6 ампер (с регулировкой).
- Лист дюралюминия.
- Провода, термопаста, крепёж
В готовом боксе, в верхней части охлаждаемой зоны, делаем прямоугольное окно размерами 100х100 мм. Вырезаем две пластины дюралюминия размерами 130х130 мм и 180х180 мм. Закрепляем вентилятор по центру меньшей пластины таки образом, чтобы оставался продух 1 см. Устанавливаем реле температуры внутри бокса. Монтируем меньшую из пластин изнутри бокса (вентилятором внутрь бокса) на шурупы или клёпки через герметик. Наклеиваем ТЭМы на смонтированную пластину и выводим провода. Вырезаем и выгибаем большую пластину так, чтобы она входила в монтажное отверстие, но при этом оставались бортики для фиксации к стенке бокса снаружи. Закрепляем на неё радиатор и второй вентилятор. Обильно смазываем термопастой ТЭМы и монтируем пластину к стенке бокса через герметик.
Внимание! Обязательно должен быть максимальный контакт площади ТЭМ и пластины!
Собираем электрическую цепь. Рекомендуем включить вентиляторы на постоянную максимальную мощность, а силу тока для ТЭМ — через регулятор. Это обеспечит эффективный съём температуры и перемешивание воздуха при работе в разных режимах (не на полную мощность).
Преимущества данной конструкции:
- бесшумная по сравнению с компрессорными холодильниками работа;
- отсутствие механизмов и движущихся частей, силы трения (нечему ломаться);
- не используются жидкие теплоносители (фреон);
- общая потребляемая мощность около 200 ватт;
- можно модернизировать конструкцию, варьировать производительность;
- доступность и ремонтопригодность отдельных агрегатов.
Недостатки:
- возможно появление конденсата на пластинах дюралюминия;
- наружный блок управления;
- многие факторы и нюансы работы выявляются опытным путём при использовании;
- малая область применения.
Расчёт затрат на построение базовой охлаждающей системы холодильника и кондиционера:
Наименование | Ед. изм. | Кол-во | Цена ед./руб. | Ст-ть, руб. |
ТЭМ ТЕС1-12712 (40Х40), 106 ватт | шт. | 1 | 600 | 600 |
Вентилятор RQA 12025HSL 110VAC | шт. | 2 | 150 | 300 |
Дюралюминий 3 мм | шт. | 1 | 300 | 300 |
Блок питания постоянного тока | шт. | 1 | 300 | 300 |
Термостат ТАМ-133-1м | шт. | 1 | 250 | 250 |
Радиатор HS 036-100 | шт. | 1 | 220 | 220 |
Провода, термопаста, крепёж, припой | — | — | 300 | 300 |
Итого | 2270 |
В принципе, данная конструкция — готовый встраиваемый кондиционер, который можно установить в кабине автомобиля, трактора, в закрытом вольере или будке охраны. Следует лишь продумать конструктивную защиту от атмосферных осадков.
Запас мощности модуля ТЕС1–12712 довольно велик. Амплитуда температур на сторонах элемента может достигать 50 градусов. При температуре воздуха в помещении +27 °С и применении системы жидкостного охлаждения (радиатор + вентилятор), можно извлечь на выходе впечатляющие минус 25 °С! Это позволяет создавать бескомпрессорные и тихие морозильные камеры даже в домашних условиях.
Основные преимущества
Несомненными преимуществами вентиляторов являются:
- Энергетическая независимость от стандартных источников питания. Прибор не требует подключения к сети или питания от батареек. Он использует тепло, производимое печью, для трансформации его в необходимую энергию.
- Вентилятор не требует монтажа, просто устанавливается на печь и полностью зависит от ее работы.
- Полная пожаро- и электробезопасность устройства обеспечиваются жаропрочным материалом корпуса и генерацией тока низкого напряжения (около 5В).
- Основная задача прибора – уменьшение времени прогрева помещений и экономия топливного сырья за счет распространения потоков воздуха, исходящих от бытовых отопительных устройств и равномерного прогрева помещения.
Элемент пельтье своими руками
Изготовить устройство в домашних условиях практически невозможно, тем более это не имеет особого смысла, учитывая его невысокую рыночную стоимость.
Но большинство умельцев все же предпочитает мастерить элемент пельтье своими руками, ссылаясь на ряд его достоинств:
- Компактность, удобство установки на самодельное электронное плато.
- Отсутствие движущихся деталей, что увеличивает сроки его эксплуатации.
- Возможность соединения нескольких элементов в каскадной схеме для снижения очень больших температур.
Тем не менее, пельтье своими руками имеет определенные недостатки: низкий коэффициент полезного действия (КПД), необходимость подачи высокого тока для получения заметного перепада температуры, сложность отведения тепловой энергии от охлаждаемой поверхности.
Рассмотрим на примере схем, как сделать пельтье своими руками:
- Задействовать его в качестве детали термоэлектрического генератора, согласно рисунку подключения.
- Собрать простой преобразователь на микросхеме ИМС L6920 (рисунок 1).
Рисунок 1. Элемент пельтье своими руками: универсальная схема
Далее стоит следовать простой инструкции, как сделать пельтье своими руками:
- Подать на вход получившегося преобразователя напряжение диапазоном 0.8-5.5В, чтобы иметь на выходе стабильные 5В.
- При использовании устройства обычного типа — поставить лимит температуры нагреваемой стороны в 150 градусов.
- Для калибровки — в качестве источника тепла использовать емкость с кипящей водой, которая точно не нагреется свыше 100 градусов.
Описание технологии и принцип действия
Способ работы термоэлектрического охладителя достаточно прост. Эффект пельтье своими руками основывается на контакте двух проводников тока, обладающих разным уровнем энергии электронов в зоне своей проводимости.
Рисунок 2. Принцип действия элемента
При подаче электротока через такую связь, электрон приобретает высокую энергию, позволяющую ему перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости второго полупроводника. Когда эта энергия поглощается, происходит остуживание места охлаждения проводников (рисунок 2).
При протекании процесса в обратном направлении — реакция приводит к нагреванию контактного места и обычному тепловому эффекту.
Посмотрев пельтье своими руками видео, можно сделать определенные выводы о принципе его действия:
- Величина подаваемого тока будет пропорциональной степени охлаждения — если с одной стороны модуля сделать хороший теплоотвод, при использовании радиаторных схем, его холодная сторона обеспечит максимально низкую температуру.
- При смене полярности тока — нагревающая и охлаждающая плоскости меняются метами.
- При контакте объекта с металлической поверхностью, он становится настолько мал, что его нельзя увидеть на фоне омического нагрева, других эффектов теплопроводности, поэтому на практике применяют два полупроводника.
- Благодаря разнообразному количеству термопар — от 1 до 100, можно добиться практически любого показателя холодильных мощностей.
Технические характеристики элемента пельтье
Компонент получил широкое применение в различных холодильных схемах.
Что неудивительно, так как пельтье своими руками имеет следующие технические характеристики:
- Способен достигнуть низких температур, что служит отличным решением для охлаждения электрических приборов и тех оборудования, подвергающегося нагреву.
- Прекрасно выполняет работу обычного куллера, что делает возможным его установку в современные звуковые и акустические системы.
- Абсолютно бесшумен — в процессе работы не издает никаких посторонних и интенсивных звуков.
- Обладает мощной теплоотдачей при сохранении нужной температуры на радиаторе достаточно продолжительное время.
Что такое элементы Пельтье?
В 1834 год, пропуская электрический ток через контакт двух проводников, изготовленных из меди и висмута, Пельтье обнаружил, что температура в местах соединения металлов отличается от температуры окружающей среды примерно на 2 градуса. При этом в зависимости от направления тока соединение нагревается или охлаждается. В то время объяснить природу этого явления ученый не смог из-за отсутствия достаточной теоретической базы.
Не будем вдаваться в физические детали этого явления, а перейдем к современным модулям, собранным на полупроводниках. Высокая мощность таких элементов достигается за счет использования большого количества пар полупроводников p и n-типа, соединенных последовательно. Полупроводники заключены между двумя керамическими пластинами.
Если один провод элемента Пельтье подключить к положительному полюсу источника тока, а второй к отрицательному, то одна керамическая пластина начинает греться, а вторая охлаждаться. При смене полярности включения элемента наблюдается обратный эффект. Таким образом, при протекании электрического тока возникает разность температур. Элемент Пельтье работает как термоэлектрический преобразователь.
Элемент Пельтье используется не только для получения тепла и холода. Он позволяет получать из тепла электрический ток (используется так называемый эффект Зеемана). Подобное применение элементы Пельтье нашли в печке Индигирка.
Печной вентилятор, который работает без питания и повышает КПД печи, быстрее прогревая помещение. Купил и попробовал у себя
Вентилятор, который работает просто стоя на печи! Ему не нужны батарейки и провода! Казалось бы, КАК?
Несколько раз встречал такой товар в интернете, но даже не задумывался, как он работает. Но однажды наткнулся на описание и заинтересовался!
Оказывается, данное приспособление достаточно просто поставить на печь и всё само заработает. Не долго думая, заказал такую штуку себе и сегодня попробовал в работе на своей печи.
Вообще, мне всегда попадалась вот такая модель. И описание, которое меня зацепило, я читал именно про неё. Видел данный товар на «АлиЭкспрессе» и в «Joom».
Смысл печного вентилятора в том, чтобы находясь на печи гонять воздух от неё по комнате, быстрее распространяя тепло по помещению и увеличивая теплоотдачу от печи.
Но в итоге купил я вот такую модель! Она по характеристикам больший объём воздуха гоняет! Да и выглядит, как мне показалось, интереснее.
И вот этот печной вентилятор на одной из моих печей при тестировании.
В реальности он как-то меньше, чем ожидаешь от этого товара. Первое впечатление — какая-то несерьёзная «игрушка»!
Но работа впечатляет! Во всяком случае, скорость старта и обороты этой «малыхи».
Как я уже упоминал, в конце вставлю видео, как вентилятор работает, а сейчас опишу текстом с фото:
Примерно через 20-30 секунд после постановки вентилятора на печь, он начинает крутиться. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии.
Причём, нужно отдать должное — срабатывает он быстро! Быстрее, чем я ожидал.
Сначала вращается не так быстро (как может), но достаточно шустро разгоняется (смотрите в видео).
И ещё через минуты полторы после старта он дует по полной!
В видео ниже я показываю как дует вентилятор с помощью салфетки, как это показать на фото не знаю.
Что касается эффективности работы в плане перемещения воздуха по комнате и более быстрого её прогрева, то пока не скажу — нужно тестировать.
Но по первым ощущениям — почувствовать эффект быстро не получится — уж больно маленьким этот прибор кажется и как-то не ждёшь от него сверх результата. Посмотрим, как будет на практике!
Если интересно, вот этот товар на Joom (или же ищите на АлиЭкспрессе):
А вот видео с первым тестом печного вентилятора:
Источник