Peralatan penyejukan dan sistem penyejukan udara adalah elemen penting dalam kehidupan seharian. Walau bagaimanapun, reka bentuk isipadu berasaskan bahan pendingin standard tidak sesuai untuk aplikasi mudah alih seperti beg sejuk. Dalam kes sedemikian, peranti berdasarkan operasi kesan Peltier digunakan, yang akan kami bincangkan secara terperinci dalam bahan ini.
Unsur Peltier atau penyejuk termoelektrik adalah berdasarkan termokopel dua elemen dengan kekonduksian jenis p dan n, yang disambungkan oleh plat kuprum penyambung. Butiran dalam kebanyakan kes diperbuat daripada bismut, telurium, antimoni dan selenium. Peranti sedemikian digunakan dalam sistem penyejukan domestik, mereka juga mempunyai keupayaan untuk menjana tenaga.
Kandungan
Apa ini
Fenomena dan istilah Peltier mencadangkan penemuan yang dibuat pada tahun 1834 oleh saintis Perancis Jean-Charles Peltier.Intipati penemuan adalah bahawa haba sentiasa dibebaskan atau diserap di kawasan di mana terdapat sentuhan antara dua konduktor yang diarahkan berbeza di mana arus elektrik mengalir.
Teori klasik menerangkan fenomena ini dengan cara ini: dengan bantuan arus elektrik, elektron dipindahkan antara logam, memecut atau perlahan, bergantung pada perbezaan potensi sentuhan pada konduktor logam dengan tahap kekonduksian yang berbeza. Unsur peltier dengan itu menyumbang kepada penukaran tenaga kinetik kepada haba.
Pada konduktor kedua, kesan sebaliknya berlaku, di mana penambahan tenaga diperlukan berdasarkan undang-undang asas fizik. Keadaan ini berlaku disebabkan oleh proses ayunan haba, akibatnya logam konduktor kedua disejukkan.
Dengan bantuan teknologi moden, adalah mungkin untuk mengeluarkan modul Peltier dengan kesan termoelektrik maksimum.
Peranti dan prinsip operasi
Modul Peltier moden adalah reka bentuk di mana terdapat dua plat penebat, dan termokopel disambungkan di antara mereka dalam urutan yang ketat. Skim standard elemen ini untuk pemahaman yang lebih baik tentang fungsinya ditunjukkan dalam rajah.
Penetapan elemen struktur:
- A - kenalan, dengan bantuan yang mana sambungan ke sumber kuasa dijalankan;
- B - permukaan panas;
- C - bahagian sejuk;
- D - konduktor tembaga;
- E ialah semikonduktor simpang-p;
- F ialah semikonduktor jenis-n.
Elemen dibuat supaya kedua-dua permukaan bersentuhan dengan simpang p-n atau n-p, berdasarkan kekutuban. Kenalan p-n menjadi panas, dan suhu n-p berkurangan.Akibatnya, perbezaan suhu DT muncul di hujung elemen. Kesan ini bermakna tenaga haba yang bergerak antara unsur-unsur modul mengawal rejim suhu bergantung kepada kekutuban. Ia juga harus diperhatikan bahawa dalam kes perubahan kekutuban, permukaan panas dan sejuk berubah.
Spesifikasi
Parameter teknikal elemen Peltier menganggap nilai berikut:
- kapasiti penyejukan (Qmax) - dikira berdasarkan had semasa dan perbezaan suhu antara hujung modul. Unit ukuran - Watt;
- mengehadkan perbezaan suhu (DTmax) - diukur dalam darjah, ciri ini diberikan untuk keadaan optimum;
- Imax ialah arus elektrik maksimum yang diperlukan untuk memberikan perbezaan suhu yang lebih besar;
- had voltan Umax, yang diperlukan untuk arus elektrik Imax untuk mencapai perbezaan suhu maksimum DTmax;
- Rintangan - rintangan dalaman peranti, diukur dalam Ohm;
- COP ialah pekali kecekapan atau kecekapan modul Peltier, yang mencerminkan nisbah penyejukan dan penggunaan kuasa. Bergantung pada ciri peranti, untuk peranti murah, penunjuk berada dalam julat 0.3-0.35, untuk model yang lebih mahal ia berbeza sehingga 0.5.
Kelebihan elemen Peltier mudah alih adalah dimensi kecil, kebolehbalikan proses, serta kemungkinan menggunakannya sebagai penjana elektrik mudah alih atau peti sejuk.
Kelemahan modul adalah kos tinggi, kecekapan rendah dalam 3%, kos tenaga tinggi dan keperluan untuk sentiasa mengekalkan perbezaan suhu.
Permohonan
Walaupun mengambil kira pekali kecekapan yang rendah, plat dalam modul Peltier digunakan secara meluas dalam mengukur, peranti pengkomputeran, serta dalam perkakas rumah mudah alih. Berikut ialah senarai peranti yang modelnya merupakan bahagian penting:
- peranti penyejukan mudah alih;
- penjana elektrik kecil;
- kompleks penyejukan dalam PC dan komputer riba;
- penyejuk untuk memanaskan dan menyejukkan air minuman;
- pengering udara.
Bagaimana untuk menyambung
Anda boleh menyambungkan modul Peltier sendiri, ia tidak memerlukan banyak masa dan usaha. Kenalan output mesti dibekalkan dengan voltan malar, yang ditunjukkan dalam arahan pengendalian untuk peranti. Wayar merah disambungkan kepada positif dan wayar hitam disambungkan kepada negatif. Ambil perhatian bahawa apabila kekutuban diterbalikkan, permukaan yang dipanaskan dan disejukkan akan bertukar tempat.
Sebelum menyambung, disyorkan untuk menyemak kebolehkendalian elemen. Salah satu cara yang mudah dan boleh dipercayai untuk memeriksa peranti ialah kaedah sentuhan: untuk ini anda perlu menyambungkan peranti ke sumber arus elektrik dan menyentuh kenalan yang berbeza. Dalam peranti yang berfungsi seperti biasa, sesetengah kenalan akan menjadi hangat, manakala yang lain akan menjadi sejuk.
Anda juga boleh menyemak dengan multimeter dan pemetik api. Untuk melakukan ini, anda perlu menyambungkan probe ke kenalan peranti, bawa pemetik api ke satu sisi dan perhatikan bacaan multimeter. Jika elemen Peltier beroperasi dalam mod standard, semasa proses pemanasan, arus elektrik akan dijana pada satu sisi, dan data voltan akan dipaparkan pada skrin multimeter.
Cara membuat elemen peltier buat sendiri
Elemen Peltier adalah tidak praktikal untuk dihasilkan di rumah kerana kos yang rendah dan keperluan untuk pengetahuan khusus untuk mencipta elemen yang boleh digunakan. Walau bagaimanapun, anda boleh memasang penjana termoelektrik mudah alih yang cekap dengan tangan anda sendiri, yang akan berguna di negara ini atau dalam perjalanan perkhemahan.
Untuk menstabilkan voltan elektrik, anda perlu memasang sendiri penukar standard pada cip IC L6920. Voltan 0.8-5.5 V mesti digunakan pada input peranti, dan pada output ia akan menghasilkan 5 V, nilai ini cukup untuk mengecas bateri peranti mudah alih dalam mod standard. Jika peranti Peltier elektronik standard digunakan, maka had suhu permukaan yang dipanaskan perlu dihadkan kepada 150 darjah. Untuk kemudahan kawalan suhu, adalah dinasihatkan untuk menggunakan cerek dengan air mendidih, maka model tidak akan memanaskan lebih daripada 100 darjah.
Plat peltier digunakan secara meluas untuk menyejukkan perkakas rumah moden, dalam penghawa dingin, keberkesanan peranti telah terbukti, khususnya, untuk menstabilkan rejim terma dan menyejukkan pemproses yang berkuasa. Atas dasar elemen Peltier, peti sejuk mudah alih yang berkesan sering dibuat di rumah untuk kotej musim panas atau kereta, yang menghidupkan radiator. Disebabkan kebolehbalikan proses, elemen buatan sendiri digunakan sebagai loji kuasa kecil mudah alih di kawasan tanpa sumber elektrik.
Artikel yang serupa:
