Domov › Tarify › Peltierovy prvky nebo bezplatná elektřina z ohně. Jak si vyrobit vlastní generátor z Peltierových prvků

Peltierovy prvky nebo bezplatná elektřina z ohně. Jak si vyrobit vlastní generátor z Peltierových prvků

Energie a baterie,

DIY nebo Udělej si sám

Ahoj, jmenuji se Danil a jsem paranoidní. Moje paranoia spočívá v tom, že jsem přesvědčen o brzkém příchodu Velké polární lišky. Nezáleží na tom, v jaké podobě tato polární liška přijde - pokud zůstaneme naživu, pak s největší pravděpodobností budeme muset začít žít od nuly. A život je mnohem zábavnější, když máte čím dobíjet baterky a dozimetr. Pro ty, kteří si myslí totéž (stejně jako všechny zvědavé), žádám o stříhání níže (pozor, těžké fotky).

Výzkumná část

Proč vlastně Peltierův prvek? Mnohem logičtější je pořídit si svítilnu se svalovým pohonem („střevlík“), solární panely nebo v nejhorším případě postavit větrný mlýn. Dříve jsem si také myslel, že se střevlíky se dá docela dobře vyjít. Má ale spoustu pohyblivých částí, které vyrábí strýček Liao z levného plastu. První porucha v podmínkách Velké polární lišky - a zůstanete bez elektřiny.

Ptáte se, proč ne solární panely? Nejsou zde žádné pohyblivé části. Souhlasím, odpovím, ale v podmínkách jaderné nebo sopečné zimy nebo pod dvoumetrovou betonovou střechou krytu není tak snadné chytit slunce.

Větrný mlýn? Jakou plochu by měly mít jeho lopatky, aby se mohl točit i při slabém větru? Zase pohyblivé části. Větrný mlýn je vhodný pro trvalou instalaci při vybavení dlouhodobého úkrytu.

Po zvážení těchto argumentů jsem byl zoufalý. Ale brzy jsem náhodou narazil na web nepropadu.ru (žádná reklama, pouze odkaz na zdrojový materiál). Seděl jsem u toho nepřetržitě dva dny a během toho jsem narazil na velmi zajímavý článek o kamnech na dřevní štěpku vyrobených z počítačové napájecí jednotky s Peltierovým článkem na boku (odkaz na konci příspěvku). V komentářích bylo hodně skeptiků, ale autor psal, že telefon v klidu nabíjel z připojeného čínského DC-DC konvertoru... Chytlo mě to.

Designová část

Pro začátek jsem si objednal stejný Peltierův prvek od Číňanů na e-Bay (stačí na experimenty). Stálo mě to 320 rublů. Co mě potěšilo, bylo rychlé, sledování, ale bezplatné doručení. Navíc zboží bylo odesláno doslova hodinu po zaplacení (a to bylo v neděli).

Zatímco Peltierův článek cestoval, promyslel jsem návrh budoucího termoelektrického generátoru, našel vhodný radiátor s ventilátorem (starodávný procesorový radiátor fungoval perfektně) a také vyhrabal na internetu obvod pro DC-DC měnič s maximální výstupní proud 1 ampér při napětí 5 voltů.

Nepovažoval jsem za vhodné vyrábět kamna na štěpku podle příkladu z toho článku. Kov, ze kterého je počítačový hardware vyroben, je velmi měkký, při vystavení vysokým teplotám se „potopí“ a rychle vyhoří. Proto bylo rozhodnuto vyrobit „odnímatelnou verzi“ generátoru, která by mohla být namontována na straně stacionárního sporáku nebo opřena o hrnec stojící na ohni. A aby se zabránilo smažení Peltierova článku na otevřeném ohni za takových podmínek, bylo zapotřebí tepelně odolné, ale teplovodivé těsnění. K tomu se mi podařilo sehnat kus silného hliníkového plechu o rozměrech 100x120x5 milimetrů.

K přitlačení Peltierova prvku k hliníkové podložce a následnému přitlačení chladiče k němu jsem se rozhodl použít dětskou kovovou stavebnici, kterou jsem kdysi koupil pro potřeby robotiky.

Peltierův prvek ale dorazil a nastal čas montáže.

Technologická část

Měli jsme chladič, hliníkovou desku, Peltierův článek, hrst rádiových součástek, kus fólie PCB a různé šrouby a matice. dále si nepamatuji.

Takže všechny komponenty jsou smontovány, můžete začít s montáží.

Omlouvám se za na dvou místech označenou a provrtanou desku - až později mě napadlo, že by bylo fajn nafotit celý proces montáže od úplného začátku.

První průšvih, který mě čekal, byl 12voltový standardní ventilátor na chladiči. Vzhledem k tomu, že budu vyrábět pouze 5 voltů a dokonce i při docela malém maximálním proudu, může to způsobit problém.

Nejprve jsem nahodil návnadu ve všech prodejnách rádií a počítačů v Permu, ale nikde nebyl 5voltový ventilátor 80x80 milimetrů. A pokud ano, byly menší velikosti a s proudem větším než 200 mA, což bylo příliš.

Pak jsem trochu kopal na eBay a zjistil jsem, že ventilátor, který jsem potřeboval, stál od 300 rublů. Ale bylo zbytečné doufat v rychlé dodání, a tak jsem tuto možnost nechal jako zálohu.

A až po všem hledání jsem uhodl připojit standardní 12voltový ventilátor k 5voltovému zdroji napětí. Ukázalo se, že docela dobře fouká a přitom nespotřebovává moc proudu. Proto jsem se rozhodl toho zatím nechat a po otestování případně objednat ventilátor na eBay.

Označil jsem hliníkový plech a vyvrtal do něj dva otvory pro montáž chladiče a dva pro desku měniče napětí. Otvory jsem udělal o průměru 4 milimetry (pro šrouby od konstruktéra) a z vnější strany jsem je rozšířil na 7,5 milimetru, abych skryl hlavy šroubů. Ostré rohy jsem poté zaoblil pilníkem a po všech plochách desky a jemným brusným papírem jsem chodil po všech plochách desky, kde byl Peltierův prvek zalisován.

V tuto chvíli jsem považoval zpracování substrátu za hotové a začal s výrobou měniče napětí.
Impulsní zesilovač napětí je namontován na IC L6920, který začíná pracovat při vstupním napětí 0,8 voltu a umožňuje z jeho výstupu odstranit pevné napětí 3,3 nebo 5 voltů nebo proměnné od 1,8 do 5,5 voltu.

Schéma převodníku je typické a převzato z katalogového listu.

Pro získání 5 voltů na výstupu obvodu je větev 1 připojena ke společnému vodiči. Je také nakonfigurován pro výstup nízké úrovně na kolíku 3, když vstupní napětí klesne pod 1,5 voltu.

Pro obvod byl položen plošný spoj, na který bylo zajištěno upevnění k podkladu pomocí stejných dílů z dětské designové sady. O přehřívání desky nemám strach, protože má vynucené chlazení proudem vzduchu vyfukovaným od chladiče.

Musel jsem si pohrát s makrem pouzdra, které obsahovalo mikroobvod, který jsem si koupil. Na stránkách obchodu bylo uvedeno, že to bylo v pouzdře SSOP-8. Jak se ukázalo, ve standardní sadě maker Sprint Layout žádný takový případ neexistuje. Našel jsem nákres pouzdra SSOP-8 a udělal makro, po kterém jsem desku nasměroval. Po zkušebním tisku se ukázalo, že mikroobvod je poněkud širší a nevejde se na jeho kontaktní podložky. Vygooglování konkrétního modelu čipu (L6920D) mě přivedlo na web Chip-Dip, kde jsem se dozvěděl, že IC s indexem D se vyrábí v pouzdře TSSOP-8. Poškrábal jsem se na hlavě, našel jsem nákres tohoto pouzdra, vytvořil makro a přeorientoval desku. Nyní se vše ukázalo jako správné.

Deska byla vyrobena pomocí LUT a sestavena. Ukázalo se, že pájení pouzdra TSSOP-8 bez vysoušeče vlasů je velmi nepohodlné. Ale jsme ostřílení lidé, pájeli jsme mikroobvody FTDI s roztečí pinů 0,4 milimetru.

Nyní můžete začít instalovat Peltierův článek a radiátor. Podklad a radiátor jsem v místech styku s prvkem natřel teplovodivou pastou. Výsledný „sendvič“ pak utáhl maticemi.

Ukázalo se, že deska převodníku nesedí, vstupní konektor se opírá o radiátor, mírně jsem se přepočítal. Otočil jsem montážní držáky, zavěsil desku ven a přidal další dva držáky, aby byly prvky chráněny před mechanickým poškozením. Zde je to, čím jsme skončili:

Nyní můžete zkontrolovat funkčnost generátoru. Zahříval jsem to na plynovém hořáku. Ventilátor jsem se rozhodl prozatím neinstalovat.

Pro začátek se ukázalo, že jsem si spletl polaritu připojení prvku k převodníku. I když se vše zdálo být v pořádku - černý vodič je na mínus, červený vodič na kladný. Generátor však nechtěl pracovat. Pak jsem změnil polaritu spoje prvků.

Generátor začal pracovat - nejprve se rozsvítily obě LED, signalizující přítomnost 5 voltů na výstupu a nízké napětí na vstupu, poté zhasla červená LED - napětí stouplo nad jeden a půl voltu.

K mé nelibosti se ukázalo, že bez ventilátoru se po pár minutách provozu systému chladič znatelně zahříval. Takhle to nepůjde.

Druhý den jsem šel po metalovém trhu a několika počítačových bleších trzích, ale když jsem se zeptal na 5voltové ventilátory, všude rozhodili rukama a doporučili mi, abych šel „tamhle na to místo“, kde jsem už byl. před pár minutami. V důsledku toho jsem šel domů s prázdnou.

Doma jsem provedl pokus s napájením běžného 12voltového ventilátoru z 5voltového výstupu měniče. Výsledky mě nepotěšily - převodník se zjevnou neochotou vypnul červenou LED a ventilátor na několik sekund slabě cukal a snažil se nastartovat. Proud vzduchu od ventilátoru pracujícího na poloviční výkon na běžné chlazení nestačil - stejně rychle se zahřál chladič, i když už mě nepálil na prstech. Nakonec jsem se rozhodl ventilátor objednat z Ebay.

Výsledek

I přes nízkou účinnost Peltierova prvku v generačním režimu jsem přesto získal mezivýsledek - při připojení přenosné baterie s udávaným nabíjecím proudem 1000 mA na výstup měniče byl generátor schopen vyrobit proud cca. 600 mA. Myslím, že tento proud je docela dostačující k nabití většiny gadgetů v podmínkách Velké polární lišky.

Až dorazí ventilátor (Ebay slibuje polovinu března až začátek dubna), zkontroluji chlazení. Navíc budete muset vyzkoušet provoz generátoru v „bojových“ podmínkách - při požáru.

Omlouvám se za kvalitu fotek - nejsem moc fotograf. Odkaz na článek, který mě inspiroval.

Obrovské množství elektronických zařízení pohlcuje elektrickou energii, která se musí neustále obnovovat. Na cestách musíte vozit chemické zdroje proudu nebo vyrábět elektřinu z mechanické energie pomocí složitých a objemných zařízení.

Typ termoelektrického generátoru

Ještě dříve Seebeck objevil výskyt termo-EMF v obvodu rozdílných vodičů při udržování různých teplot v místě kontaktu. Na základě termoelektrických jevů byl vytvořen tzv. Peltierův prvek nebo modul, který se skládá ze 2 keramických desek s bimetalem umístěným mezi nimi. Když je skrze ně přiváděn elektrický proud, jedna strana desky se zahřívá a druhá ochlazuje, což umožňuje vytvářet z nich ledničky. Obrázek níže ukazuje moduly různých velikostí používané v technologii.

Peltierovy moduly různých velikostí

Proces je reverzibilní: pokud udržíte teplotní rozdíl mezi prvky na obou stranách, budou generovat elektrický proud, což umožňuje použití zařízení jako termoelektrického generátoru pro výrobu malého množství elektřiny.

Peltierův jev je uvolňování tepla v místě kontaktu rozdílných vodičů, když jimi protéká elektrický proud.

Princip činnosti modulů

Při kontaktu různých vodičů se teplo uvolňuje nebo absorbuje v závislosti na směru elektrického proudu. Tok elektronů má potenciální a kinetickou energii. Hustota proudu v kontaktních vodičích je stejná, ale hustoty energetického toku jsou různé.

Pokud je energie proudící do kontaktu větší než energie z něj vytékající, znamená to, že elektrony jsou v místě přechodu z jedné oblasti do druhé zpomalovány a ohřívají krystalovou mřížku (elektrické pole zpomaluje jejich pohyb). Při změně směru proudu dochází k opačnému procesu urychlování elektronů, kdy se odebírá energie z krystalové mřížky a dochází k jejímu ochlazování (směry elektrického pole a pohyb elektronů se shodují).

Energetický rozdíl nábojů na hranici polovodičů je nejvyšší a tam se efekt projevuje nejsilněji.

Peltierův modul

Nejběžnější je termoelektrický modul (TEM), což jsou polovodiče typu p a n navzájem propojené měděnými vodiči.

Schéma principu činnosti modulu

V jednom prvku jsou 4 přechody mezi kovem a polovodiči. V uzavřeném okruhu se tok elektronů pohybuje od záporného pólu baterie ke kladnému a postupně prochází každým přechodem.

V blízkosti prvního polovodičového přechodu typu měď-p se teplo uvolňuje v polovodičové zóně, když se elektrony pohybují do stavu s nižší energií.

V blízkosti další hranice s kovem v polovodiči dochází k absorpci tepla v důsledku „vysávání“ elektronů ze zóny p-vodivosti vlivem elektrického pole.

Při třetím přechodu elektrony vstupují do polovodiče typu n, kde mají vyšší energii než v kovu. V tomto případě je energie absorbována a polovodič je ochlazen v blízkosti přechodové hranice.

Poslední přechod je doprovázen zpětným procesem uvolňování tepla v n-polovodiči v důsledku přechodu elektronů do zóny s nižší energií.

Protože přechody ohřevu a chlazení jsou v různých rovinách, bude Peltierův článek chlazen shora a ohříván zdola.

V praxi každý prvek obsahuje velké množství přechodů ohřevu a chlazení, což vede k vytvoření znatelného rozdílu teplot, což umožňuje vytvořit termoelektrický generátor.

Jak vypadá struktura modulu?

Peltierův článek obsahuje velké množství polovodičových rovnoběžnostěnů typu p a n, zapojených do série s kovovými propojkami - tepelnými kontakty, druhá strana v kontaktu s keramickou deskou.

Telurid vizmutu a germanid křemíku se používají jako polovodiče.

Výhody a nevýhody TEM

Mezi výhody termoelektrického modulu (TEM) patří:

malé velikosti;
schopnost provozovat jak chladiče, tak ohřívače;
reverzibilita procesu při změně polarity, což umožňuje udržovat přesnou hodnotu teploty;
absence pohyblivých prvků, které se obvykle opotřebovávají.

Nevýhody modulů:

nízká účinnost (2-3 %);
potřeba vytvořit zdroj, který poskytuje teplotní rozdíl;
značná spotřeba energie;
vysoké náklady.

Navzdory nevýhodám se TEM používají tam, kde nejsou důležité velké náklady na energii:

chlazení čipů, částí digitálních fotoaparátů, diodových laserů, křemenných oscilátorů, infračervených detektorů;
použití TEM kaskád k dosažení nízkých teplot;
vytvoření kompaktních chladniček, například pro automobily;
termoelektrický generátor pro nabíjení mobilních zařízení.

Při nízké produktivitě je vhodné používat TEG v kempingových podmínkách, kde je potřeba získat elektřinu pro nabíjení mobilu nebo LED žárovky. Jednoduchost designu vám umožňuje vyrobit elektrický generátor vlastníma rukama.

Mezi alternativní zdroje patří také solární panely nebo větrný generátor. Ty první vyžadují speciální podmínky – přítomnost slunečního záření, které nemusí být vždy dostupné. Další zdroj je velký a vyžaduje vítr. Další nevýhodou je přítomnost pohyblivých částí, které snižují spolehlivost a jsou těžké.

Průmyslové termogenerátory

BioLite vyvinul nový model pro pěší turistiku, který vám umožní vařit jídlo v kompaktních přenosných kamnech na dřevo a zároveň nabíjet vaše mobilní zařízení z vestavěného TEG.

Kompaktní přenosná kamna na dřevo

Zařízení se vám bude hodit všude: rybaření, turistika, na chatě. Cokoli, co hoří, lze použít jako palivo.

Při hoření paliva v topeništi se teplo přenáší stěnou do modulu, který vyrábí elektřinu. Při napětí 5V je výstupní výkon 2-4 W, což je docela dost pro nabíjení mnoha typů mobilních zařízení a provoz LED osvětlení. Červená šipka ukazuje směr pohybu tepla, modrá šipka ukazuje studený vzduch do topeniště, žlutá šipka ukazuje přívod elektřiny pro otáčení ventilátoru nasávání vzduchu a na výstup generátoru přes USB.

Schéma fungování BioLite TEG na dřevo

Generátorová pec Indigirka, vyvinutá petrohradskou společností Kryotherm, má následující vlastnosti:

tepelný výkon – 6 kW;
hmotnost – 56 kg;
rozměry – 500x530x650 mm;
e-mail výkon při napětí 5V – 60W.

Kamna jsou konvenční kamna na vytápění a vaření s termoelektrickými generátory připojenými na obou stranách.

Jak vypadá termoelektrická generátorová pec "Indigirka"?

Zařízení je docela pohodlné, ale cena je působivá - 50 tisíc rublů. Přestože je vařič určen do podmínek kempování, pro běžné myslivce a rybáře zjevně nebude cenově dostupný. Jako topný systém není o nic lepší než běžné a levnější modely.

Pokud připojíte TEG k jednoduchému sporáku, bude domácí zařízení fungovat perfektně.

DIY TEG

Chcete-li sestavit termoelektrický generátor vlastníma rukama, potřebujete následující prvky:

Modul. Pro generování elektrického proudu nelze použít všechny moduly, ale pouze ty, které snesou ohřev až na 300-400 0 C. Je nutné mít rezervu ohřevu, protože i při mírném přehřátí prvek selže. Nejběžnějšími modely jsou typ TEC1-12712 ve formě čtvercových plátů o velikosti strany 40, 50 nebo 60 mm.

Pokud vezmete maximální velikost, stačí použít jeden prvek v DIY provedení. První 3 číslice označení - 127 - znamenají, kolik prvků je obsaženo v 1 štítku. Poslední čísla ukazují maximální přípustný proud, který je 12 A.

Boost konvertor. Je nutné získat konstantní napětí 5V. Generátor může produkovat menší napětí, které je třeba zvýšit. Přístroje jsou vyráběny zahraniční (typy 5V NCP1402 a MAX 756) a tuzemské (3,3V/5V EK-1674). Pro nabíjení mobilního telefonu byste měli zvolit zařízení s konektorem USB.
Ohřívač. Nejjednoduššími možnostmi jsou oheň, svíčka, domácí lampa nebo miniaturní sporák.
Chladič. Nejjednodušší je použít vodu nebo v zimě sníh.
Spojovací prvky. Zařízení je potřebné k vytvoření maximálního možného teplotního rozdílu mezi oběma stranami desky. Zde je výběr na řemeslnících, nejčastěji používají 2 různě velké hrnky nebo pánve, jejichž oušky jsou odpilované a jeden je vložen do druhého. Mezi ně je umístěn modul a zajištěn tepelnou pastou. Jsou k němu připájeny 2 vodiče a připojeny k měniči napětí.

Pro zvýšení účinnosti generátoru by měla být dna kovových povrchů hrnků nebo pánví v kontaktu s deskou generátoru vyleštěna. Do prostorů mezi dnem menšího a většího hrnku je navíc aplikován žáruvzdorný tmel. Poté bude teplo z vytápění lokalizováno v místě modulu.

Vodiče mezi modulem a převodníkem jsou chráněny tepelně odolnou izolací a tmelem.

Voda se nalije do vnitřního hrnku a celá konstrukce se zapálí. Po několika minutách můžete výstupní napětí zkontrolovat pomocí multimetru.

Abyste mohli sestavit termoelektrický generátor sami, budete potřebovat následující materiály:

Peltierův prvek;
pouzdro ze starého počítačového napájecího zdroje pro výrobu mini topeniště;
měnič napětí s USB výstupem na 5V se vstupem 1-5V;
chladič s chladičem procesoru;
teplovodivá pasta.

Náklady jsou zde malé a zařízení je docela schopné nabíjet mobilní telefon. Samostatně sestavený generátor je obdobou zahraničního modelu od BioLite. Pokud jej sestavíte pečlivě, bude zařízení fungovat spolehlivě po dlouhou dobu, protože zde není co rozbít. Důležité je pouze nepřehřát Peltierův článek, který by mohl způsobit jeho selhání.

Při použití chladiče k chlazení chladiče by měl být připojen ke generátoru, poté bude část vyrobené energie vynaložena na chlazení.

Navzdory dodatečné spotřebě energie se účinnost instalace zvýší. Pokud se radiátor během provozu velmi zahřívá, je nutné provést opatření k jeho ochlazení. V opačném případě bude provozní účinnost generátoru nízká.

Vlastnosti generátoru jsou následující:

výstupní napětí – 5V;
zátěžový výkon – 0,5A;
typ výstupu – USB;
palivo - jakékoliv.

Zařízení se vyrábí následovně:

rozeberte napájecí zdroj a opusťte pouzdro;
přilepte modul Peltier k radiátoru teplovodivou pastou. Je nutné lepit studenou stranou, kde je značení aplikováno;
očistěte a vyleštěte vnější boční povrch pouzdra napájecího zdroje a přilepte k němu prvek druhou stranou (spolu s radiátorem);
Připájejte vodiče ze vstupu měniče napětí na svorky desky.

TEG můžete zkontrolovat umístěním tenkých větví do topeniště a jejich zapálením. Po několika minutách můžete připojit svůj telefon, který vyžaduje pro dobití teplotní rozdíl 100 0 C mezi stranami modulu. Obrázek níže ukazuje sestavený generátor.

DIY sestavený termoelektrický generátor

Při použití TEG je nutné dodržet polaritu připojení modulů.

Video. Termoelektrický generátor

Peltierův jev umožňuje vytvářet malé generátory a chladničky, které fungují bez pohyblivých částí. Zlepšení kvality modulů a snížení energetické náročnosti mobilních zařízení umožňuje vytvořit termoelektrický generátor vlastníma rukama pro nabíjení baterií a dodávání malého množství energie do různých zařízení, kde účinnost není zvlášť důležitá.

Ekologie poznání. Peltierovy prvky jsou takové malé (obvykle 4x4 cm) věcičky, které se skládají z keramických destiček a mezi nimi bimetalu, přes který, když se jeden zahřeje,

Budeme mluvit o generátoru teploty založeném na Peltierových prvcích.

Peltierovy prvky jsou takové malé (většinou 4x4 cm) věcičky, skládající se z keramických destiček a bimetalu mezi nimi, přes který při zahřívání jedné strany a ochlazování druhé vzniká elektrický proud. Nebo naopak přivedením proudu jednu stranu ohřejeme a druhou ochladíme. Tato vlastnost Peltierových prvků se využívá při výrobě přenosných ledniček, ale zajímá mě především generovací schopnost těchto zařízení.

Opravdu, velmi pohodlné. Jednu stranu prvku ohřejete, druhou ochladíte a získáte dostatečný proud a napětí pro nabíjení například mobilního telefonu nebo jiných elektronických zařízení. Obecně mám problémy s elektřinou, nestává se to často, takže takovou věc životně potřebuji. Ne, solární panely samozřejmě mohou částečně vyřešit problém s nedostatkem elektřiny. To v této fázi obecně považuji za jeden z nejlepších zdrojů alternativní energie. Proto mám také solární baterii (o které budu mluvit později), malou, ale pro mě dostatečně výkonnou. Produkuje někde mezi 1 a 1,5 ampéru při napětí 5 až 15 voltů.

Ale slunce není vždy tam, takže termogenerátor se ukázal jako potřebnější. Ano, i mimo civilizaci je to nutné a myslím, že survivalisty také takové věci zajímají.

Pro vytvoření termogenerátoru nejsou vhodné všechny Peltierovy články, ale pouze ty, které udržují teplotu 300-400 stupňů. Samozřejmě je možné vyrobit generátor z běžných prvků, těch, které se používají v lednicích, ale pouze jako experiment. Protože jakmile se přehřejete, prvek selže. Vysokoteplotní prvky můžete zakoupit od Američanů nebo Číňanů.

Můžete si koupit prvky od svých krajanů, ale za báječnou cenu, a to není naše cesta.

Takže můj termogenerátor je vytápěn olejovým hořákem (na běžný nejlevnější slunečnicový olej).

Který je umístěn v takovém skládacím pouzdře, sestávajícím z plechovky, regulátoru výšky hořáku a samotného Peltierova prvku.

Samotný hořák se také skládá z plechovky a knotu na dřevěné uhlí.

Takový knot si můžete vyrobit pomocí tohoto videonávodu.

Osobně vyrábím takové knoty z uhlíků z ohně, pokročilí obyvatelé velkých měst si mohou jednoduše koupit dřevěné uhlí v obchodě. Takový hořák je sám o sobě dobrý, lze jej použít jako zdroj osvětlení, místo svíček. K práci nepotřebuje mnoho oleje, moc nekouří a může hořet celé dny.

Jedná se o Peltierův prvek pro chlazení počítačového procesoru s ventilátorem.

Toto je regulátor úrovně hoření hořáku. Udělal jsem to z mrtvého CD-ROM. Dá se vyrobit z čehokoli, pokud pracuje vaše fantazie.

Mám Peltierův článek (v této verzi dva nebo tři články nad sebou, vše namazané teplovodivou pastou) vložený mezi chladič a chladič.

Prostor kolem prvku jsem vyplnil gumou (z podpatků nepotřebných bot) a vše slepil automobilovým tepelným tmelem.

Chladicí ventilátor byl vyroben z 3voltového motoru ze stejného vadného CD-ROM a lopatky standardního ventilátoru z chladiče počítače. Motor a ventilátor byly spojeny pomocí čínského superglue a držáku disku ze stejného CD-ROMu. Výsledkem je chladicí ventilátor, který začíná běžet na jeden a půl voltu a spotřebovává velmi málo proudu.

Pro radiátor topení jsem vzal radiátor ze starého chladiče procesoru.

Napětí, asi 6-8 voltů, jde do převodníku, kde se sníží na pět voltů potřebných pro zařízení.

O tomto převodníku jsem již psal. http://tutankanara.livejournal.com/410005.html

Zde je samotný sestavený generátor. Jakmile (během minuty nebo dvou) generované napětí dosáhne jednoho a půl voltu, chladicí ventilátor se začne otáčet a studená strana prvku se začne ochlazovat. Termogenerátor přejde do provozního režimu během několika minut. Může napájet LED girlandy a nabíjet elektronická zařízení. Můj generátor produkuje asi 400 miliampérů proudu při 5 voltech. Síla proudu závisí na použitém prvku. Pokud je to možné, dám lepší prvky.

Také toto zařízení, pokud odstraníte část generátoru, lze použít jako běžný hořák na vroucí vodu. Obvykle naplním sklenici do poloviny a vaří se během 10-15 minut. zveřejněno

> Generátory > Termoelektrický generátor

Typ termoelektrického generátoru

Ještě dříve Seebeck objevil výskyt termo-EMF v obvodu rozdílných vodičů při udržování různých teplot v místě kontaktu.

Na základě termoelektrických jevů byl vytvořen tzv. Peltierův prvek nebo modul, který se skládá ze 2 keramických desek s bimetalem umístěným mezi nimi.

Když je skrze ně přiváděn elektrický proud, jedna strana desky se zahřívá a druhá ochlazuje, což umožňuje vytvářet z nich ledničky. Níže uvedený obrázek ukazuje moduly různých velikostí používané v technologii.

Peltierovy moduly různých velikostí

Peltierův jev je uvolňování tepla v místě kontaktu rozdílných vodičů, když jimi protéká elektrický proud.

Princip činnosti modulů

Energetický rozdíl nábojů na hranici polovodičů je nejvyšší a tam se efekt projevuje nejsilněji.

Peltierův modul

Nejběžnější je termoelektrický modul (TEM), což jsou polovodiče typu p a n navzájem propojené měděnými vodiči.

Schéma principu činnosti modulu

V jednom prvku jsou 4 přechody mezi kovem a polovodiči. V uzavřeném okruhu se tok elektronů pohybuje od záporného pólu baterie ke kladnému a postupně prochází každým přechodem.

V blízkosti prvního polovodičového přechodu typu měď-p se teplo uvolňuje v polovodičové zóně, když se elektrony pohybují do stavu s nižší energií.

V blízkosti další hranice s kovem v polovodiči dochází k absorpci tepla v důsledku „vysávání“ elektronů ze zóny p-vodivosti vlivem elektrického pole.

Poslední přechod je doprovázen zpětným procesem uvolňování tepla v n-polovodiči v důsledku přechodu elektronů do zóny s nižší energií.

Protože přechody ohřevu a chlazení jsou v různých rovinách, bude Peltierův článek chlazen shora a ohříván zdola.

V praxi každý prvek obsahuje velké množství přechodů ohřevu a chlazení, což vede k vytvoření znatelného rozdílu teplot, což umožňuje vytvořit termoelektrický generátor.

Jak vypadá struktura modulu?

Telurid vizmutu a germanid křemíku se používají jako polovodiče.

Výhody a nevýhody TEM

Mezi výhody termoelektrického modulu (TEM) patří:

malé velikosti;
schopnost provozovat jak chladiče, tak ohřívače;
reverzibilita procesu při změně polarity, což umožňuje udržovat přesnou hodnotu teploty;
absence pohyblivých prvků, které se obvykle opotřebovávají.

Nevýhody modulů:

nízká účinnost (2-3 %);
potřeba vytvořit zdroj, který poskytuje teplotní rozdíl;
značná spotřeba energie;
vysoké náklady.

Navzdory nevýhodám se TEM používají tam, kde nejsou důležité velké náklady na energii:

chlazení čipů, částí digitálních fotoaparátů, diodových laserů, křemenných oscilátorů, infračervených detektorů;
použití TEM kaskád k dosažení nízkých teplot;
vytvoření kompaktních chladniček, například pro automobily;
termoelektrický generátor pro nabíjení mobilních zařízení.

Alternativními zdroji jsou také solární panely nebo větrný generátor. Ty první vyžadují speciální podmínky – přítomnost slunečního záření, které nemusí být vždy dostupné. Další zdroj je velký a vyžaduje vítr. Další nevýhodou je přítomnost pohyblivých částí, které snižují spolehlivost a jsou těžké.

Průmyslové termogenerátory

Kompaktní přenosná kamna na dřevo

Zařízení se vám bude hodit všude: rybaření, turistika, na chatě. Cokoli, co hoří, lze použít jako palivo.

Při spalování paliva v topeništi se teplo přenáší stěnou do modulu, který vyrábí elektřinu.

Při napětí 5V je výstupní výkon 2-4W, což stačí na nabíjení mnoha typů mobilních zařízení a provoz LED osvětlení.

Červená šipka ukazuje směr pohybu tepla, modrá šipka ukazuje studený vzduch do pece, žlutá šipka ukazuje přívod elektřiny pro otáčení ventilátoru sání vzduchu a na výstup generátoru přes USB.

Schéma fungování BioLite TEG na dřevo

Generátorová pec Indigirka, vyvinutá petrohradskou společností Kryotherm, má následující vlastnosti:

tepelný výkon – 6 kW;
hmotnost – 56 kg;
rozměry – 500x530x650 mm;
e-mail výkon při napětí 5V – 60W.

Kamna jsou konvenční kamna na vytápění a vaření s termoelektrickými generátory připojenými na obou stranách.

Jak vypadá termoelektrická generátorová pec "Indigirka"?

Pokud připojíte TEG k jednoduchému sporáku, bude domácí zařízení fungovat perfektně.

DIY TEG

Chcete-li sestavit termoelektrický generátor vlastníma rukama, potřebujete následující prvky:

Modul. Ke generování elektrického proudu nelze použít všechny moduly, ale pouze ty, které vydrží zahřátí až na 300-4000C. Mít rezervu topení je nutné, protože i při mírném přehřátí prvek selže. Nejběžnějšími modely jsou typ TEC1-12712 ve formě čtvercových plátů o velikosti strany 40, 50 nebo 60 mm.

Boost konvertor. Je nutné získat konstantní napětí 5V. Generátor může produkovat menší napětí, které je třeba zvýšit. Přístroje jsou vyráběny zahraniční (typy 5V NCP1402 a MAX 756) a tuzemské (3,3V/5V EK-1674). Pro nabíjení mobilního telefonu byste měli zvolit zařízení s konektorem USB.
Ohřívač. Nejjednoduššími možnostmi jsou oheň, svíčka, domácí lampa nebo miniaturní sporák.
Chladič. Nejjednodušší je použít vodu nebo v zimě sníh.
Spojovací prvky. Zařízení je potřebné k vytvoření maximálního možného teplotního rozdílu mezi oběma stranami desky. Zde je výběr na řemeslnících, nejčastěji používají 2 různě velké hrnky nebo pánve, jejichž oušky jsou odpilované a jeden je vložen do druhého. Mezi ně je umístěn modul a zajištěn tepelnou pastou. Jsou k němu připájeny 2 vodiče a připojeny k měniči napětí.

Vodiče mezi modulem a převodníkem jsou chráněny tepelně odolnou izolací a tmelem.

Voda se nalije do vnitřního hrnku a celá konstrukce se zapálí. Po několika minutách můžete výstupní napětí zkontrolovat pomocí multimetru.

Abyste mohli sestavit termoelektrický generátor sami, budete potřebovat následující materiály:

Peltierův prvek;
pouzdro ze starého počítačového napájecího zdroje pro výrobu mini topeniště;
měnič napětí s USB výstupem na 5V se vstupem 1-5V;
chladič s chladičem procesoru;
teplovodivá pasta.

Při použití chladiče k chlazení chladiče by měl být připojen ke generátoru, poté bude část vyrobené energie vynaložena na chlazení.

Vlastnosti generátoru jsou následující:

výstupní napětí – 5V;
zátěžový výkon – 0,5A;
typ výstupu – USB;
palivo - jakékoliv.

Zařízení se vyrábí následovně:

rozeberte napájecí zdroj a opusťte pouzdro;
přilepte modul Peltier k radiátoru teplovodivou pastou. Je nutné lepit studenou stranou, kde je značení aplikováno;
očistěte a vyleštěte vnější boční povrch pouzdra napájecího zdroje a přilepte k němu prvek druhou stranou (spolu s radiátorem);
Připájejte vodiče ze vstupu měniče napětí na svorky desky.

TEG můžete zkontrolovat umístěním tenkých větví do topeniště a jejich zapálením. Po několika minutách můžete připojit svůj telefon, který vyžaduje pro nabití teplotní rozdíl 1000 C mezi stranami modulu. Níže uvedený obrázek ukazuje sestavený generátor.

DIY sestavený termoelektrický generátor

Při použití TEG je nutné dodržet polaritu připojení modulů.

. Termoelektrický generátor

Zdroj: https://elquanta.ru/generatory/termoehlektricheskijj-generator.html

Abyste získali elektřinu, musíte najít rozdíl potenciálů a vodiče Lidé se vždy snažili šetřit a v době stále se zvyšujících účtů za energie to není vůbec překvapivé.

Dnes již existují způsoby, jak může člověk získat zdarma elektřinu, která je pro něj zdarma.

Zpravidla se jedná o určité kutilské instalace, které jsou založeny na elektrickém generátoru.

Termoelektrický generátor je zařízení, které umožňuje výrobu elektrické energie z tepla. Jedná se o vynikající parní zdroj elektřiny, i když s nízkou účinností.

Jako zařízení pro přímou přeměnu tepla na elektrickou energii se používají termoelektrické generátory, které využívají princip činnosti běžných termočlánků.

Termoelektřina je v podstatě přímá přeměna tepla na elektřinu v kapalných nebo pevných vodičích a poté opačný proces ohřevu a chlazení kontaktu různých vodičů pomocí elektrického proudu.

Zařízení generátoru tepla:

Tepelný generátor má dva polovodiče, z nichž každý sestává z určitého počtu elektronů;
Jsou také propojeny vodičem, nad kterým je vrstva schopná vést teplo;
Je k němu připojen i termionický vodič pro přenos kontaktů;
Dále následuje chladící vrstva a za ní polovodič, jehož kontakty vedou k vodiči.

Bohužel generátor tepla a elektřiny není vždy schopen pracovat s vysokým výkonem, takže se používá hlavně v každodenním životě, nikoli ve výrobě.

Dnes se termoelektrický měnič téměř nikde nepoužívá. „Vyžaduje“ mnoho zdrojů, také zabírá místo, ale napětí a proud, které může generovat a převádět, jsou velmi malé, což je extrémně nerentabilní.

Solární termální generátor elektřiny a rádiových vln

Zdroje elektrické energie mohou být velmi různé. V dnešní době je výroba solárních termoelektrických generátorů stále oblíbenější. Takové instalace lze použít na majácích, ve vesmíru, v autech a v jiných oblastech života.

Solární tepelné generátory jsou skvělým způsobem, jak šetřit energetické zdroje

RTG (což je zkratka pro radionuklidový termoelektrický generátor) funguje tak, že přeměňuje energii izotopů na elektrickou energii. Jedná se o velmi ekonomický způsob, který vám umožní získat elektřinu prakticky zdarma a možnost svícení v podmínkách bez elektřiny.

Vlastnosti RTG:

Je snazší získat zdroj energie z rozpadů izotopů, než například udělat totéž zahřátím hořáku nebo petrolejky;
Výroba elektřiny a rozpad částic je možný za přítomnosti speciálních izotopů, protože proces jejich rozpadu může trvat desítky let.

Při použití takové instalace musíte pochopit, že při práci se starými modely zařízení existuje riziko obdržení dávky záření a je velmi obtížné takové zařízení zlikvidovat. Při nesprávném zničení může fungovat jako radiační bomba.

Při výběru výrobce instalací je lepší zvolit firmy, které se již osvědčily. Jako Global, Altec, Tgm, Kryotherm, Termiona.

Mimochodem, dalším dobrým způsobem, jak získat elektřinu zdarma, je generátor, který sbírá rádiové vlny. Skládá se z párů filmových a elektrolytických kondenzátorů a také nízkopříkonových diod. Jako anténa se používá izolovaný kabel asi 10-20 metrů a další zemnící vodič je připojen k vodovodnímu nebo plynovému potrubí.

Jak vyrobit Peltierův prvek vlastníma rukama

Typickým Peltierovým prvkem je deska sestavená z částí různých kovů s konektory pro připojení k síti. Taková deska prochází proudem sama sebou, na jedné straně se zahřívá (například až na 380 stupňů) a na druhé pracuje ze studena.

Peltierův článek je speciální termoelektrický měnič, který funguje na stejném principu dodávání elektrického proudu

Tento termogenerátor má opačný princip:

Jedna strana může být ohřívána spalováním paliva (například ohněm dřeva nebo jiné suroviny);
Druhá strana je naopak chlazena kapalinovým nebo vzduchovým výměníkem tepla;
Na vodičích je tak generován proud, který lze použít podle vašich potřeb.

Je pravda, že výkon zařízení není příliš vysoký a efekt není působivý, ale přesto může takový jednoduchý domácí modul snadno nabíjet telefon nebo připojit LED svítilnu.

Tento generátorový prvek má své výhody:

Tichý provoz;
Schopnost používat to, co je po ruce;
Nízká hmotnost a mobilní.

Taková domácí kamna si začala získávat oblibu mezi těmi, kteří rádi tráví noc v lese u ohně, využívají darů země a kteří se neštítí získat elektřinu zdarma.

Peltierův modul se také používá k chlazení počítačových desek: prvek je připojen k desce a jakmile teplota překročí přípustnou hodnotu, začne ochlazovat obvody. Na jedné straně do zařízení vstupuje studený vzduch a na druhé straně horký vzduch. Oblíbený je model 50X50X4mm (270w). Takové zařízení si můžete koupit v obchodě nebo si ho vyrobit sami.

Mimochodem, připojení stabilizátoru k takovému prvku bude mít za následek vynikající nabíječku pro domácí spotřebiče, a nejen tepelný modul.

Chcete-li vyrobit Peltierův prvek doma, musíte vzít:

Bimetalové vodiče (asi 12 kusů nebo více);
Dvě keramické desky;
Kabely;
Páječka.

Výrobní schéma je následující: vodiče jsou připájeny a umístěny mezi desky, po kterých jsou pevně upevněny. V tomto případě si musíte pamatovat na vodiče, které budou poté připojeny k měniči proudu.

Rozsah použití takového prvku je velmi rozmanitý. Vzhledem k tomu, že jedna z jeho stran má tendenci ochlazovat, můžete si pomocí tohoto zařízení vyrobit malou kempinkovou ledničku, nebo například klimatizaci do auta.

Ale jako každé zařízení má tento termočlánek své klady a zápory. Mezi výhody patří:

Kompaktní velikost;
Možnost práce s chladicími nebo topnými tělesy společně nebo každý zvlášť;
Tichý, téměř tichý chod.

nevýhody:

Potřeba kontrolovat teplotní rozdíly;
Vysoká spotřeba energie;
Nízká úroveň účinnosti při vysokých nákladech.

Jednoduchý domácí generátor

Navzdory tomu, že tato zařízení nejsou nyní populární, v tuto chvíli není nic praktičtějšího než termogenerátor, který na cestách docela dobře dokáže nahradit elektrický sporák, žárovku nebo pomoci, když nabíječka mobilní telefon je rozbitý, elektrické ovládání oken. Taková elektřina pomůže i doma v případě výpadku proudu. Dá se to říct zadarmo na kouli.

Chcete-li tedy vyrobit termoelektrický generátor, musíte připravit:

Stabilizátor napětí;
Páječka;
Jakékoli tělo;
Chladiče pro chlazení;
Termální pasta;
Peltierova topná tělesa.

Sestavení zařízení:

Nejprve je vyrobeno tělo zařízení, které by mělo být bez dna, s otvory ve spodní části pro vzduch a nahoře se stojanem na nádobu (i když to není nutné, protože generátor nemusí fungovat na vodu) ;
Dále se ke skříni připevní Peltierův prvek a na jeho studenou stranu se pomocí tepelné pasty připevní chladicí radiátor;
Poté je třeba připájet stabilizátor a Peltierův modul podle jejich pólů;
Stabilizátor by měl být velmi dobře izolován, aby se dovnitř nedostala vlhkost;
Zbývá zkontrolovat jeho fungování.

Mimochodem, pokud není možné získat chladič, můžete místo něj použít počítačový chladič nebo generátor do auta. Z takové náhrady se nestane nic špatného.

Stabilizátor lze dokoupit s diodovým indikátorem, který dá světelný signál, když napětí dosáhne zadané hodnoty.

Takový generátor tepla se zahřeje asi za 30 sekund, ale napětí, které spotřebovává, již dosahuje několika voltů. Po několika minutách zahřívání bude generátor připraven k použití.

Udělej si sám termočlánek: procesní vlastnosti

Co je termočlánek? Termočlánek je elektrický obvod sestávající ze dvou různých prvků s elektrickým kontaktem.

TermoEMF termočlánku s teplotním rozdílem 100 stupňů na jeho okrajích je přibližně 1 mV. Pro zvýšení je možné zapojit několik termočlánků do série. Výsledkem je termočlánek, jehož termoEMF se bude rovnat celkovému součtu EMF termočlánků v něm obsažených.

Proces výroby termočlánku je následující:

Je vytvořeno silné spojení mezi dvěma různými materiály;
Vezme se zdroj napětí (například autobaterie) a na jeden konec se připojí vodiče z různých materiálů předem stočené do svazku;
V tuto chvíli musíte na druhý konec přivést tuhu připojenou k grafitu (zde postačí běžná tuha).

Mimochodem, pro bezpečnost je velmi důležité nepracovat pod vysokým napětím! Maximální indikátor v tomto ohledu je 40-50 voltů. Ale je lepší začít s malými výkony od 3 do 5 kW a postupně je zvyšovat.

Existuje také „vodní“ způsob, jak vytvořit termočlánek. Spočívá v zajištění ohřevu připojených drátů budoucí konstrukce obloukovým výbojem, který se objeví mezi nimi a silným roztokem vody a soli.

Během této interakce „vodní“ páry spojují materiály dohromady, poté lze termočlánek považovat za připravený. V tomto případě je důležité, jaký průměr má kabelový svazek produktu.

Nemělo by být příliš velké.

Elektřina zdarma vlastníma rukama (video)

Získat elektřinu zdarma není tak těžké, jak se zdá. Díky různým typům generátorů, které pracují s různými zdroji, už není děsivé zůstat bez světla při výpadku proudu. Trochu zručnosti a už máte vlastní ministanici na výrobu elektřiny.

Zdroj: http://6watt.ru/elektrosnabzhenie/besplatnoe-elektrichestvo

Peltierův modul: technické vlastnosti

Tepelný konvertor (Peltierův modul) pracuje na opačném principu termočlánku - vznik teplotního rozdílu při protékání elektrického proudu.

Jak funguje Peltierův prvek?

Poměrně jednoduché je použití Peltierova modulu, jehož principem je uvolňovat nebo absorbovat teplo v okamžiku kontaktu různých materiálů, když jím prochází proud. Hustota energetického toku elektronů před a po kontaktu je různá.

Pokud je na výstupu méně, znamená to, že se tam vytváří teplo. Když jsou elektrony v kontaktu inhibovány elektrickým polem, přenášejí kinetickou energii do krystalové mřížky a zahřívají ji. Pokud se zrychlí, teplo se absorbuje.

K tomu dochází díky tomu, že část energie se odebírá z krystalové mřížky a ta se ochlazuje.

Tento jev je do značné míry vlastní polovodičům, což se vysvětluje velkým rozdílem v nábojích.

Peltierův modul, jehož aplikace je tématem našeho přehledu, se používá při vytváření termoelektrických chladicích zařízení (TEC). Nejjednodušší z nich se skládá ze dvou polovodičů typu p a n zapojených do série přes měděné kontakty.

Pokud se elektrony přesunou z polovodiče „p“ do „n“, na prvním kovovém můstku se rekombinují a uvolňují energii.

Další přechod z polovodiče „p“ na měděný vodič je doprovázen „protahováním“ elektronů kontaktem elektrickým polem.

Tento proces vede k absorpci energie a ochlazování oblasti kolem kontaktu. Procesy probíhají podobným způsobem na následujících přechodech.

Umístěním vyhřívaných a chlazených kontaktů do různých rovnoběžných rovin bude dosaženo praktické implementace metody. Polovodiče jsou vyrobeny ze selenu, vizmutu, antimonu nebo teluru. Peltierův modul obsahuje velké množství termočlánků umístěných mezi keramickými deskami z nitridu hliníku nebo oxidu hliníku.

Faktory ovlivňující účinnost TEM

Síla proudu.
Počet termočlánků (až několik stovek).
Druhy polovodičů.
Rychlost chlazení.

Větších hodnot zatím nebylo dosaženo kvůli nízké účinnosti (5-8 %) a vysoké ceně. Pro úspěšnou práci TEM je nutné zajistit efektivní odvod tepla z ohřívané strany.

To vytváří potíže při praktické implementaci metody. Pokud je polarita obrácená, studená a horká strana se navzájem obrátí.

Výhody a nevýhody modulů

Potřeba TEM vznikla s příchodem elektronických zařízení vyžadujících miniaturní chladicí systémy. Výhody modulů jsou následující:

kompaktnost;
žádné pohyblivé spoje;
Peltierův modul má reverzibilní princip činnosti při změně polarity;
jednoduchost kaskádových zapojení pro zvýšení výkonu.

Hlavní nevýhodou modulu je nízká účinnost. To se projevuje vysokou spotřebou energie pro dosažení požadovaného chladicího efektu. Navíc má vysokou cenu.

Aplikace TEM

Peltierův modul se používá především pro chlazení mikroobvodů a malých dílů. Bylo zahájeno chlazení prvků vojenské techniky:

mikroobvody;
infračervené detektory;
laserové prvky;
krystalové oscilátory.

Peltierův termoelektrický modul se postupně začal používat v domácích spotřebičích: k výrobě ledniček, klimatizací, generátorů a termostatů. Jeho hlavním účelem je chlazení malých předmětů.

Chlazení CPU

Peltierův modul našel v této oblasti uplatnění především v chladicích mikroobvodech a dalších rádiových součástkách. Tradiční chladiče si již neporadí s nuceným přetaktováním režimů mikroprocesorů.

A zvýšení frekvence procesorů umožňuje zvýšit jejich výkon.

Zvýšení otáček ventilátoru má za následek značný hluk. To je eliminováno použitím Peltierova modulu v kombinovaném chladicím systému. Přední společnosti si tak rychle osvojily výrobu účinných chladicích systémů, které začaly být velmi žádané.

Teplo je obvykle odváděno z procesorů chladiči. Proud vzduchu může být nasáván zvenčí nebo přicházet zevnitř systémové jednotky. problém je v tom, že teplota vzduchu je někdy nedostatečná pro odvod tepla.

Proto se TEM začaly používat k chlazení proudu vzduchu vstupujícího do systémové jednotky, čímž se zvýšila účinnost přenosu tepla.

Vestavěná klimatizace je tedy pomocníkem tradičního systému chlazení počítače.

Na obou stranách modulu jsou připevněny hliníkové radiátory. Ze strany studené desky je do procesoru pumpován chladicí vzduch. Poté, co odebere teplo, jej další ventilátor vyfoukne přes chladič horké desky modulu.

Moderní TEM je řízen elektronickým zařízením s teplotním čidlem, kde stupeň chlazení je úměrný zahřívání procesoru.

Určité problémy způsobuje také aktivace chlazení procesoru.

Jednoduché chladicí moduly Peltier jsou určeny pro nepřetržitý provoz. Nižší spotřeba také snižuje odvod tepla, který může způsobit přechlazení čipu a následné zamrznutí procesoru.
Pokud není provoz chladničky a chladničky správně sladěn, může se stát, že se tato přepne do režimu vytápění místo chlazení. Přídavný zdroj tepla způsobí přehřátí procesoru.

Moderní procesory tedy vyžadují pokročilé technologie chlazení, které řídí chod samotných modulů. K takovým změnám provozních režimů nedochází u grafických karet, které také vyžadují intenzivní chlazení. Proto je pro ně TEM ideální.

Autochladnička pro kutily

V polovině minulého století se domácí průmysl snažil ovládnout výrobu malých ledniček na bázi Peltierova jevu. Stávající technologie té doby to neumožňovaly. V současné době je limitujícím faktorem především vysoká cena, ale pokusy pokračují a úspěch se již dostavil.

Široká výroba termoelektrických zařízení vám umožňuje vytvořit malou ledničku s vlastními rukama, vhodnou pro použití v automobilech. Jeho základem je „sendvič“, který se vyrábí následovně.

Na horní radiátor se nanese vrstva teplovodivé pasty typu KPT-8 a z jedné strany keramického povrchu se přilepí Peltierův modul.
Podobně je k němu ze spodní strany připevněn další radiátor určený pro umístění do komory chladničky.
Celé zařízení je pevně slisováno a sušeno po dobu 4-5 hodin.
Chladiče jsou instalovány na obou radiátorech: horní odvádí teplo a spodní vyrovnává teplotu v komoře chladničky.

Tělo chladničky je vyrobeno s tepelně izolačním těsněním uvnitř. Je důležité, aby se těsně uzavřel. K tomu můžete použít běžnou plastovou krabici na nářadí.

Napájení 12V je napájeno ze systému vozidla. Lze jej vyrobit i ze sítě 220 V AC, s napájením. Používá se nejjednodušší převodní obvod AC na DC.

Obsahuje usměrňovací můstek a kondenzátor vyhlazující zvlnění. Je důležité, aby na výstupu nepřesáhly 5% jmenovité hodnoty, jinak se snižuje účinnost zařízení. Modul má dva výstupy z barevných vodičů.

„Plus“ je vždy spojeno s červenou a „mínus“ s černou barvou.

Výkon TEM musí odpovídat objemu krabice. První 3 číslice označení udávají počet párů polovodičových mikroprvků uvnitř modulu (49-127 nebo více). Aktuální síla je vyjádřena posledními dvěma číslicemi označení (od 3 do 15 A). Pokud výkon nestačí, musíte na radiátory nalepit další modul.

Věnovat pozornost! Pokud proud překročí výkon prvku, zahřeje se na obou stranách a rychle selže.

Peltierův modul: generátor elektrické energie

TEM lze použít k výrobě elektřiny. K tomu je nutné vytvořit teplotní rozdíl mezi deskami a termočlánky umístěné mezi nimi budou generovat elektrický proud.

Pro praktické použití potřebujete TEM alespoň 5 V. Poté jej můžete použít k nabíjení mobilního telefonu. Vzhledem k nízké účinnosti Peltierova modulu bude zapotřebí DC-DC boost měnič. K sestavení generátoru budete potřebovat:

2 Peltierovy moduly TEC1-12705 s rozměrem desky 40x40 mm;
převodník EK-1674;
hliníkové desky o tloušťce 3 mm;
vodní pánev;
tepelně odolné lepidlo.

Dva moduly jsou umístěny mezi desky s lepidlem a poté je celá konstrukce připevněna ke dnu pánve. Pokud jej naplníte vodou a zapálíte, získáte požadovaný teplotní rozdíl, který vytváří EMF řádově 1,5 V. Připojením modulů k boost měniči můžete zvýšit napětí na 5 V, což je nutné k nabití baterie telefonu.

Účinným prostředkem pro zvýšení teplotního rozdílu je kaskádové spínání modulů, kdy jsou vrstveny jeden na druhém.

Zvětšení celkových rozměrů zařízení umožňuje umístit více prvků mezi desky a tím zvýšit celkový výkon.

Výkon generátoru bude dostatečný pro nabíjení malých baterií, provoz LED lamp nebo rádia. Věnovat pozornost! K vytvoření tepelných generátorů budete potřebovat moduly schopné provozu při 300-400 0C! Zbytek je vhodný pouze pro zkušební testování.

Na rozdíl od jiných prostředků alternativní výroby elektřiny mohou fungovat za jízdy, pokud vytvoříte něco jako katalytické topení.

Domácí Peltierovy moduly

TEM vlastní výroby se na našem trhu objevily teprve nedávno. Jsou vysoce spolehlivé a mají dobrý výkon. Modul Peltier, který je velmi žádaný, má rozměry 40x40 mm. Je určen pro maximální proud 6 A a napětí do 15 V.

Domácí Peltierův modul lze pořídit za nízkou cenu. Při příkonu 85 W vytváří teplotní rozdíl 60 0C. Spolu s chladičem dokáže ochránit procesor před přehřátím se ztrátovým výkonem 40 W.

Charakteristika modulů předních společností

Zahraniční zařízení jsou na trhu prezentována ve větší rozmanitosti. Pro ochranu procesorů od předních společností je jako chladnička použit modul PAX56B Peltier, jehož cena včetně ventilátoru je 35 dolarů.

S rozměry 30x30 mm udržuje teplotu procesoru maximálně 63 0C s výkonem 25 W. Pro napájení stačí napětí 5 V a proud nepřesahuje 1,5 A.

Modul PA6EXB Peltier se dobře hodí pro chlazení procesoru, poskytuje normální teplotní podmínky se ztrátovým výkonem 40 W. Plocha jeho modulu je 40x40 mm a proudový odběr až 8 A. Kromě působivých rozměrů - 60x60x52,5 mm (včetně ventilátoru) - vyžaduje zařízení kolem sebe volný prostor. Jeho cena je 65 dolarů.

Při použití Peltierova modulu musí jeho technické vlastnosti odpovídat potřebám chlazených zařízení. Je nepřijatelné, aby jejich teplota byla příliš nízká. To může vést ke kondenzaci vlhkosti, která může být škodlivá pro elektroniku.

Moduly pro výrobu generátorů, jako jsou TEC1-12706, TEC1-12709, se vyznačují vyšším výkonem - 72 W a 108 W. Vyznačují se značkami, které jsou vždy aplikovány na horkou stranu.

Maximální přípustná teplota horké strany je 150-160 0C. Čím větší je teplotní rozdíl mezi deskami, tím vyšší je výstupní napětí.

Zařízení pracuje při maximálním teplotním rozdílu 600 0C.

Peltierův modul si můžete koupit levně – asi 10 dolarů nebo méně za kus, pokud se pořádně podíváte. Poměrně často prodejci výrazně zvyšují ceny, ale můžete je najít několikanásobně levněji, pokud je koupíte ve výprodeji.

Závěr

Peltierův efekt nyní našel uplatnění při vytváření malých ledniček nezbytných pro moderní technologie. Reverzibilita procesu umožňuje vyrábět mikroelektrárny, které jsou žádané pro nabíjení baterií elektronických zařízení.

Na rozdíl od jiných prostředků alternativní výroby energie mohou fungovat za jízdy, pokud je nainstalován katalytický ohřívač.

Termočlánek (Peltierův modul) funguje na principu inverzním k činnosti termočlánku - vznik teplotního rozdílu při protékání elektrického proudu.

Jak funguje Peltierův prvek?

Poměrně jednoduché je použití Peltierova modulu, jehož principem je uvolňovat nebo absorbovat teplo v okamžiku kontaktu různých materiálů, když jím prochází energetický tok elektronů před a po kontaktu. Pokud je na výstupu méně, znamená to, že se tam vytváří teplo. Když jsou elektrony v kontaktu inhibovány elektrickým polem, přenášejí kinetickou energii do krystalové mřížky a zahřívají ji. Pokud se zrychlí, teplo se absorbuje. K tomu dochází díky tomu, že část energie se odebírá z krystalové mřížky a ta se ochlazuje.

Tento jev je do značné míry vlastní polovodičům, což se vysvětluje velkým rozdílem v nábojích.

Pokud se elektrony přesunou z polovodiče "p" do "n", na prvním spojení s kovovým můstkem se rekombinují a uvolňují energii. Další přechod z polovodiče "p" na měděný vodič je doprovázen "protahováním" elektronů kontaktem elektrickým polem. Tento proces vede k absorpci energie a ochlazování oblasti kolem kontaktu. Procesy probíhají podobným způsobem na následujících přechodech.

Faktory ovlivňující účinnost TEM

Síla proudu.
Počet termočlánků (až několik stovek).
Druhy polovodičů.
Rychlost chlazení.

Větších hodnot zatím nebylo dosaženo kvůli nízké účinnosti (5-8 %) a vysoké ceně. Pro úspěšnou práci TEM je nutné zajistit efektivní odvod tepla z ohřívané strany. To vytváří potíže při praktické implementaci metody. Pokud je polarita obrácená, studená a horká strana se navzájem obrátí.

Výhody a nevýhody modulů

Potřeba TEM vznikla s příchodem elektronických zařízení vyžadujících miniaturní chladicí systémy. Výhody modulů jsou následující:

kompaktnost;
žádné pohyblivé spoje;
Peltierův modul má reverzibilní princip činnosti při změně polarity;
jednoduchost kaskádových zapojení pro zvýšení výkonu.

Hlavní nevýhodou modulu je nízká účinnost. To se projevuje vysokou spotřebou energie pro dosažení požadovaného chladicího efektu. Navíc má vysokou cenu.

Aplikace TEM

Peltierův modul se používá především pro chlazení mikroobvodů a malých dílů. Bylo zahájeno chlazení prvků vojenské techniky:

mikroobvody;
infračervené detektory;
laserové prvky;
krystalové oscilátory.

Chlazení CPU

Hlavní součásti počítačů se neustále zdokonalují, což vede ke zvýšení tvorby tepla. Společně s nimi jsou vyvíjeny chladicí systémy využívající inovativní technologie a moderní ovládání. Peltierův modul našel v této oblasti uplatnění především v chladicích mikroobvodech a dalších rádiových součástkách. Tradiční chladiče si již neporadí s nuceným přetaktováním režimů mikroprocesorů. A zvýšení frekvence procesorů umožňuje zvýšit jejich výkon.

Zvýšení otáček ventilátoru má za následek značný hluk. To je eliminováno použitím Peltierova modulu v kombinovaném chladicím systému. Přední společnosti si tak rychle osvojily výrobu účinných chladicích systémů, které začaly být velmi žádané.

Teplo je obvykle odváděno z procesorů chladiči. Proud vzduchu může být nasáván zvenčí nebo přicházet zevnitř systémové jednotky. Hlavním problémem je, že teplota vzduchu je někdy nedostatečná pro odvod tepla. Proto se TEM začaly používat k chlazení proudu vzduchu vstupujícího do systémové jednotky, čímž se zvýšila účinnost přenosu tepla. Vestavěná klimatizace je tedy pomocníkem tradičního systému chlazení počítače.

Moderní TEM je řízen elektronickým zařízením s teplotním čidlem, kde stupeň chlazení je úměrný zahřívání procesoru.

Určité problémy způsobuje také aktivace chlazení procesoru.

Jednoduché chladicí moduly Peltier jsou určeny pro nepřetržitý provoz. Nižší spotřeba také snižuje odvod tepla, který může způsobit přechlazení čipu a následné zamrznutí procesoru.
Pokud není provoz chladničky a chladničky správně sladěn, může se stát, že se tato přepne do režimu vytápění místo chlazení. Přídavný zdroj tepla způsobí přehřátí procesoru.

Autochladnička pro kutily

Na horní radiátor se nanese vrstva teplovodivé pasty typu KPT-8 a z jedné strany keramického povrchu se přilepí Peltierův modul.
Podobně je k němu ze spodní strany připevněn další radiátor určený pro umístění do komory chladničky.
Celé zařízení je pevně slisováno a sušeno po dobu 4-5 hodin.
Chladiče jsou instalovány na obou radiátorech: horní odvádí teplo a spodní vyrovnává teplotu v komoře chladničky.

Tělo chladničky je vyrobeno s tepelně izolačním těsněním uvnitř. Je důležité, aby se těsně uzavřel. K tomu můžete použít běžnou plastovou krabici na nářadí.

Napájení 12V je napájeno ze systému vozidla. Lze jej vyrobit i ze sítě 220 V AC, s napájením. Používá se nejjednodušší převodní obvod AC na DC. Obsahuje usměrňovací můstek a kondenzátor vyhlazující zvlnění. Je důležité, aby na výstupu nepřesáhly 5% jmenovité hodnoty, jinak se snižuje účinnost zařízení. Modul má dva výstupy z barevných vodičů. „Plus“ je vždy spojeno s červenou a „mínus“ s černou barvou.

Výkon TEM musí odpovídat objemu krabice. První 3 číslice označení udávají počet párů polovodičových mikroprvků uvnitř modulu (49-127 nebo více). vyjádřeno posledními dvěma číslicemi označení (od 3 do 15 A). Pokud výkon nestačí, musíte na radiátory nalepit další modul.

Věnovat pozornost! Pokud proud překročí výkon prvku, zahřeje se na obou stranách a rychle selže.

Peltierův modul: generátor elektrické energie

TEM lze použít k výrobě elektřiny. K tomu je nutné vytvořit teplotní rozdíl mezi deskami a termočlánky umístěné mezi nimi budou generovat elektrický proud.

2 Peltierovy moduly TEC1-12705 s rozměrem desky 40x40 mm;
převodník EK-1674;
hliníkové desky o tloušťce 3 mm;
vodní pánev;
tepelně odolné lepidlo.

Čím větší je teplotní rozdíl mezi vodou a nižší vyhřívanou deskou, tím je generátor účinnější. Proto se musíme snažit snížit ohřev vody různými způsoby: nechat ji běžet, častěji ji nahrazovat čerstvou vodou atd. Účinným způsobem, jak zvýšit teplotní rozdíl, je kaskádování modulů, kdy jsou vrstveny jeden navrch toho druhého. Zvětšení celkových rozměrů zařízení umožňuje umístit více prvků mezi desky a tím zvýšit celkový výkon.

Výkon generátoru bude dostatečný pro nabíjení malých baterií, provoz LED lamp nebo rádia. Věnovat pozornost! K vytvoření tepelných generátorů budete potřebovat moduly schopné provozu při 300-400 0 C! Zbytek je vhodný pouze pro zkušební testování.

Na rozdíl od jiných prostředků alternativní výroby elektřiny mohou fungovat za jízdy, pokud vytvoříte něco jako katalytické topení.

Domácí Peltierovy moduly

Domácí Peltierův modul lze pořídit za nízkou cenu. Při výkonu 85 W vytváří teplotní rozdíl 60 0 C. Spolu s chladičem dokáže ochránit procesor před přehřátím se ztrátovým výkonem 40 W.

Charakteristika modulů předních společností

S rozměry 30x30 mm udržuje teplotu procesoru maximálně 63 0 C s výkonem 25 W. Pro napájení stačí napětí 5 V a proud nepřesahuje 1,5 A.

Moduly pro výrobu generátorů, jako jsou, se vyznačují vyšším výkonem - 72 W a 108 W, resp. Vyznačují se značkami, které jsou vždy aplikovány na horkou stranu. Maximální přípustná teplota horké strany je 150-160 0 C. Čím větší je teplotní rozdíl mezi deskami, tím vyšší je výstupní napětí. Zařízení pracuje při maximálním teplotním rozdílu 600 0 C.