Ang mga kagamitan sa pagpapalamig at mga sistema ng paglamig ng hangin ay mahahalagang elemento ng pang-araw-araw na buhay. Gayunpaman, ang mga karaniwang disenyo ng volumetric na nakabatay sa nagpapalamig ay hindi angkop para sa mga mobile application gaya ng mga cooler bag. Sa ganitong mga kaso, ginagamit ang mga device batay sa pagpapatakbo ng epekto ng Peltier, na tatalakayin natin nang detalyado sa materyal na ito.
Ang elemento ng Peltier o thermoelectric cooler ay batay sa isang thermocouple ng dalawang elemento na may p- at n-type na conductivity, na konektado sa pamamagitan ng isang connecting copper plate. Ang mga detalye sa karamihan ng mga kaso ay gawa sa bismuth, tellurium, antimony at selenium. Ang ganitong mga aparato ay ginagamit sa mga domestic cooling system, mayroon din silang kakayahang makabuo ng enerhiya.
Nilalaman
Ano ito
Ang phenomenon at ang terminong Peltier ay nagmumungkahi ng isang pagtuklas na ginawa noong 1834 ng French scientist na si Jean-Charles Peltier.Ang kakanyahan ng pagtuklas ay ang init ay patuloy na inilalabas o hinihigop sa lugar kung saan mayroong kontak sa pagitan ng dalawang magkaibang direksyon na conductor kung saan dumadaloy ang isang electric current.
Ang klasikal na teorya ay nagpapaliwanag ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa ganitong paraan: sa tulong ng isang electric current, ang mga electron ay inililipat sa pagitan ng mga metal, accelerating o slowing down, depende sa potensyal na pagkakaiba ng contact sa mga metal conductor na may iba't ibang antas ng conductivity. Ang mga elemento ng Peltier ay nag-aambag sa conversion ng kinetic energy sa init.
Sa pangalawang konduktor, ang kabaligtaran na epekto ay nangyayari, kung saan ang muling pagdadagdag ng enerhiya ay kinakailangan batay sa pangunahing batas ng pisika. Ang sitwasyong ito ay nangyayari dahil sa proseso ng thermal oscillation, bilang isang resulta kung saan ang metal ng pangalawang konduktor ay pinalamig.
Sa tulong ng mga modernong teknolohiya, posible na gumawa ng isang Peltier module na may pinakamataas na thermoelectric effect.
Device at prinsipyo ng pagpapatakbo
Ang mga modernong Peltier module ay isang disenyo kung saan mayroong dalawang insulator plate, at ang mga thermocouple ay konektado sa pagitan ng mga ito sa mahigpit na pagkakasunud-sunod. Ang karaniwang pamamaraan ng elementong ito para sa isang mas mahusay na pag-unawa sa paggana nito ay ipinapakita sa figure.
Mga pagtatalaga ng mga elemento ng istruktura:
- A - mga contact, sa tulong kung saan ang koneksyon sa pinagmumulan ng kapangyarihan ay isinasagawa;
- B - mainit na ibabaw;
- C - malamig na bahagi;
- D - mga konduktor ng tanso;
- Ang E ay isang p-junction semiconductor;
- Ang F ay isang n-type na semiconductor.
Ang elemento ay ginawa upang ang parehong mga ibabaw ay nakikipag-ugnayan sa p-n o n-p junctions, batay sa polarity. Umiinit ang mga contact p-n, at bumababa ang temperatura ng n-p.Bilang resulta, lumilitaw ang pagkakaiba sa temperatura na DT sa mga dulo ng elemento. Ang epektong ito ay nangangahulugan na ang thermal energy na gumagalaw sa pagitan ng mga elemento ng module ay kinokontrol ang temperatura ng rehimen depende sa polarity. Dapat ding tandaan na sa kaso ng pagbabago sa polarity, nagbabago ang mainit at malamig na ibabaw.
Mga pagtutukoy
Ipinapalagay ng mga teknikal na parameter ng elemento ng Peltier ang mga sumusunod na halaga:
- kapasidad ng paglamig (Qmax) - kinakalkula batay sa kasalukuyang limitasyon at pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga dulo ng module. Yunit ng sukat - Watt;
- nililimitahan ang pagkakaiba sa temperatura (DTmax) - sinusukat sa mga degree, ang katangiang ito ay ibinibigay para sa pinakamainam na kondisyon;
- Ang Imax ay ang pinakamataas na electric current na kinakailangan upang magbigay ng mas malaking pagkakaiba sa temperatura;
- limitahan ang boltahe Umax, na kinakailangan para sa electric current na Imax upang makamit ang maximum na pagkakaiba sa temperatura na DTmax;
- Paglaban - panloob na pagtutol ng aparato, sinusukat sa Ohms;
- Ang COP ay ang koepisyent ng kahusayan o kahusayan ng Peltier module, na sumasalamin sa ratio ng paglamig at paggamit ng kuryente. Depende sa mga tampok ng device, para sa mga murang device, ang indicator ay nasa hanay na 0.3-0.35, para sa mas mahal na mga modelo ito ay nag-iiba hanggang 0.5.
Ang mga bentahe ng mobile na elemento ng Peltier ay maliit na sukat, reversibility ng proseso, pati na rin ang posibilidad na gamitin ito bilang isang portable electric generator o refrigerator.
Ang mga disadvantages ng module ay mataas na gastos, mababang kahusayan sa loob ng 3%, mataas na gastos sa enerhiya at ang pangangailangan na patuloy na mapanatili ang pagkakaiba sa temperatura.
Aplikasyon
Kahit na isinasaalang-alang ang mababang koepisyent ng kahusayan, ang mga plato sa Peltier module ay malawakang ginagamit sa pagsukat, mga aparato sa pag-compute, pati na rin sa mga portable na kagamitan sa sambahayan. Narito ang isang listahan ng mga device kung saan ang mga modelo ay isang mahalagang bahagi:
- portable na mga aparato sa pagpapalamig;
- maliit na generator ng kuryente;
- mga cooling complex sa mga PC at laptop;
- mga cooler para sa pagpainit at paglamig ng inuming tubig;
- mga air dryer.
Paano kumonekta
Maaari mong ikonekta ang Peltier module sa iyong sarili, hindi ito nangangailangan ng maraming oras at pagsisikap. Ang mga contact sa output ay dapat ibigay sa isang pare-parehong boltahe, na ipinahiwatig sa mga tagubilin sa pagpapatakbo para sa aparato. Ang pulang wire ay konektado sa positibo at ang itim na wire ay konektado sa negatibo. Tandaan na kapag ang polarity ay nabaligtad, ang pinainit at pinalamig na mga ibabaw ay lilipat ng mga lugar.
Bago kumonekta, inirerekomenda na suriin ang operability ng elemento. Ang isa sa mga simple at maaasahang paraan upang suriin ang device ay ang tactile method: para dito kailangan mong ikonekta ang device sa isang electric current source at pindutin ang iba't ibang contact. Sa isang normal na gumaganang device, ang ilang mga contact ay magiging mainit, habang ang iba ay magiging cool.
Maaari mo ring suriin sa isang multimeter at isang lighter. Upang gawin ito, kailangan mong ikonekta ang mga probes sa mga contact ng device, dalhin ang lighter sa isang gilid at obserbahan ang mga pagbabasa ng multimeter. Kung ang elemento ng Peltier ay gumagana sa karaniwang mode, sa panahon ng proseso ng pag-init, isang electric current ang bubuo sa isang gilid, at ang data ng boltahe ay ipapakita sa multimeter screen.
Paano gumawa ng do-it-yourself peltier element
Ang elemento ng Peltier ay hindi praktikal na gawin sa bahay dahil sa mababang gastos at ang pangangailangan para sa espesyal na kaalaman upang lumikha ng isang magagamit na elemento. Gayunpaman, maaari kang bumuo ng isang mahusay na mobile thermoelectric generator gamit ang iyong sariling mga kamay, na magiging kapaki-pakinabang sa bansa o sa isang paglalakbay sa kamping.
Upang patatagin ang boltahe ng kuryente, kakailanganin mong mag-assemble ng karaniwang converter sa L6920 IC chip mismo. Ang isang boltahe ng 0.8-5.5 V ay dapat ilapat sa input ng aparato, at sa output ay gagawa ito ng 5 V, ang halagang ito ay sapat na upang singilin ang baterya ng mga mobile device sa karaniwang mode. Kung ang isang karaniwang elektronikong Peltier na aparato ay ginagamit, pagkatapos ay kinakailangan upang limitahan ang limitasyon ng temperatura ng pinainit na ibabaw sa 150 degrees. Para sa kadalian ng kontrol ng temperatura, ipinapayong gumamit ng isang takure na may tubig na kumukulo, kung gayon ang modelo ay hindi magpapainit ng higit sa 100 degrees.
Ang mga plato ng Peltier ay malawakang ginagamit upang palamig ang mga modernong kagamitan sa sambahayan, sa mga air conditioner, ang pagiging epektibo ng aparato ay napatunayan, sa partikular, upang patatagin ang thermal rehimen at palamig ang isang malakas na processor. Sa batayan ng elemento ng Peltier, ang mga epektibong mobile refrigerator ay madalas na ginagawa sa bahay para sa mga cottage ng tag-init o mga kotse, na nagpapagana sa radiator. Dahil sa reversibility ng proseso, ang mga self-made na elemento ay ginagamit bilang mobile small power plants sa mga lugar na walang pinagmumulan ng kuryente.
Mga katulad na artikulo:
