Peltier Elemek Vagy Szabad áram A Tűzből

Tartalomjegyzék:

Peltier Elemek Vagy Szabad áram A Tűzből
Peltier Elemek Vagy Szabad áram A Tűzből

Videó: Peltier Elemek Vagy Szabad áram A Tűzből

Videó: Peltier Elemek Vagy Szabad áram A Tűzből
Videó: Seebeck & Peltier Effect - How Thermocouples & Peltier Cells work? 2024, Március
Anonim
  • Termoelektromos modul tervezés
  • TEM-et gyűjtünk 5 V-ra
  • Energiakemence
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből

Bármely kémiai folyamat különféle energia felszabadításával megy végbe. Olyan erős forrást, mint az égés, mindenkor használtak. Nevezhetjük elsődleges hő- és fényforrásnak. A Földön szinte minden anyag ég, miközben hőt és fényt bocsát ki különböző mennyiségben. A hőenergia villamos energiává történő átalakítása nem nehéz, ha kéznél van egy működő gőzturbina, hasonlóan a CHP-hez. Ez egy terjedelmes és összetett eszköz, amely valószínűleg nem talál helyet egy vidéki ház kazánházában. Megpróbálunk profitálni a kályhafűtés vagy a vízmelegítés által termelt hőből.

A Peltier-effektus a hőmérséklet-különbség jelensége, amikor két különböző típusú vezető (p-típusú és n-típusú) hőelemek kölcsönhatásba lépnek, amikor egyenáram halad át rajtuk. A Seebeck-effektus a Peltier-effektus következménye, amikor elektromos áram keletkezik, amikor az egyik hőelem hevül. A folyamat termodinamikáját nem írjuk le részletesen - ez a nehezen érthető információ könnyen megtalálható a szakirodalomban. Érdekel az eredmény és annak gyakorlati felhasználási lehetőségei.

Termoelektromos modul tervezés

A termoelektromos modul (TEM) rézlemezzel összekapcsolt hőelemekből áll. A hőelem mezőt két kerámialemez közé ragasztják. Ilyen modult csak gyárilag lehet összeszerelni. De otthon több TEM-et is össze lehet állítani saját igényeihez. A Peltier-Seebeck elemek szabadon elérhetőek a technológiai berendezéseket árusító szaküzletekben (és weboldalakon).

TEM-et gyűjtünk 5 V-ra

Amire szükséged van:

  • Peltier modul TEC1-12705 (40x40) - 2 db;
  • állandó feszültségű átalakító, EK-1674;
  • 3 mm vastag duralumin lap;
  • tökéletesen lapos fenekű vödör (vödör);
  • forró ragasztó;
  • forrasztópáka.
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből

Két egyforma lemezt kivágtunk egy duralumin lapból, valamivel több, mint két modul feküdt egymás mellett. Forró olvadékragasztóval rögzítjük a lemezeket a modulokra mindkét oldalon. A kapott "szendvicset" rögzítjük (forró olvadékon) a vödör aljára. Egy ilyen kialakítás már felgyulladhat, de a kimeneten haszontalan 1,5 V-ot kapunk. A jellemzők javításához szükségünk van egy fokozatú átalakítóra, amelyet forrasztunk az áramkörbe. 5 V-ra emeli a feszültséget, ami elegendő egy mobiltelefon feltöltéséhez.

Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből

Figyelem! Az átalakító méretei 1,5x1,5 cm, szakmai ismeretek hiányában bízza a forrasztást szakemberre.

A hőmérséklet-különbséget a mi tervezésünkben úgy kapjuk meg, hogy az egyik oldalt felmelegítjük (kemencéből vagy lángból), a másikat pedig lehűtjük (kanalas víz). Természetesen minél nagyobb a különbség, annál hatékonyabban működik a modul. Ezért a mikrogenerátor üzemmódban való működéshez viszonylag alacsony vízhőmérsékletre lesz szükség az üstben (jobb, ha időszakosan cseréljük). Az áhított 5 V előállításához elegendő egy égő gyertyával ellátott üvegre helyezni a szerkezetet.

Több modul arányos kombinálásával hatékonyabb áramtermelő rendszert kapunk. Ennek megfelelően a szerkezet növelésével arányosan növeljük a hőcserélőt. Ebben az esetben a hűtendő felületet teljesen le kell fedni egy tartály vízzel (a legegyszerűbb és legkedvezőbb lehetőség).

Minden olyan egyszerű, hogy azonnal felmerül a vágy, hogy több modult állítson össze egy rendszerbe, és 220 V-ot hozzon létre a tűzből. Ezután csatlakoztasson olajmelegítőt vagy légkondicionálót. Egy ilyen egyszerű rendszernek megvannak a hátrányai, és a legfontosabb az alacsony hatékonyság. Általában ez az érték nem haladja meg az 5% -ot. Ez viszonylag alacsony, 0,5 - 0,8 A áramerősséghez és nagyon alacsony teljesítményhez vezet - akár 4 W-ig.

Szivattyú vagy izzólámpa esetében ez elhanyagolható, de elégséges:

  • akkumulátorok feltöltése motorkerékpárig (a követelményekkel arányos verziókban);
  • fénykibocsátó dióda (LED) lámpák munkája;
  • rádióvevő.

Télen a kinti hőforrásra helyezett rendszer a lehető leghatékonyabban fog működni.

Az 5 V-ra termoelektromos mikrogenerátor összeszereléséhez szükséges anyagok költsége:

Név ár, dörzsölje. jegyzet Peltier modul TEC1-12705 (40x40) * - 2 db. 600 2 db ár. Egyenáramú feszültségfokozó átalakító EK-1674 320 Dúralumínium 300 Lap a vödör verzióhoz Forró olvadék ragasztó Radial 150 2 ml Merítőkanál 100 Új Anyagokra összesen 1470

* - ezt az elemmodellt ár okokból választották. A beszállító cégek TEM-köre meglehetősen széles, ami lehetővé teszi, hogy hatékonyabb (akár 8 V-os) modelleket válasszon (ezek lényegesen drágábbak).

Az ilyen kialakítású gyári termékek csak most kezdenek megjelenni az értékesítésben. A sorozatgyártást kis tételekben végzik, és a választék kicsi. Az ilyen "merőkanál" költsége 2500 rubelnél kezdődik.

Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből

A gyári termogenerátor a Peltier-Seebeck effektuson alapuló eszköz, amely közvetlenül fűtött felületre rögzíthető. A fent leírt kialakítástól megkülönbözteti gyári kialakítását (és ezáltal a megbízhatóságát), a folyékony hőcserélő hiányát (helyette - a léghűtéshez szükséges uszonyokat) és a magasabb árat.

Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből

A szokásos "utazási" hőgenerátor a következő jellemzőkkel rendelkezik:

Feszültség 13,5 V Jelenlegi erősség 0,16 A Erő 2,2 watt A súlyt 1,6-2 kg Páncélozott kábel Igen túlmelegedés elleni védelem Igen Standard csatlakozók készlet Igen Méretek (kb.) 150x150x200 mm Ár 7000-től dörzsölje.

Mint a táblázatból látható, a gyári megbízhatóság és a hasznosság nem olcsó. Ugyanakkor nem mondható el, hogy funkcionálisan jobb, mint a vödörrel készült házi változat. A lenyűgöző 13,5 volt felgyorsítja a mobiltelefon töltését, de 2 kg súlyt kell magával cipelnie a túrán, ami megfizethetetlen luxus (figyelembe véve a készülék méretét). És természetesen az ár gondolkodásra készteti. Ennél az összegnél nem egy "termikus vödröt", hanem egy "termikus serpenyőt" gyűjthet, és nyugodtan töltse fel a laptopot. És még egy árnyalat - nyílt láng használata esetén a készüléket még mindig fémlemezre kell rögzíteni.

Általában ez egy kellemes és kényelmes kiegészítő azok számára, akiknek nincsenek gondjaik a pénzzel és a csomagtartóban lévő szabad helygel.

Energiakemence

A mai napig az energetikai kemence a TEM mindennapi életben történő alkalmazásának apoteózisa. Ez egy gyári termék, valójában kályha-tűzhely, bármilyen típusú szilárd tüzelőanyaghoz, beépített hőelektromos modullal. Ideális vadászházakhoz, nyaralókhoz, távoli telelőhelyekhez és általában bármilyen, a civilizációtól távol eső élethez. Autonóm használatra tervezték (perifériás hűtőbordák nélkül), csak kandallója és kéménye van. Gondoskodik a főzésről. Erre a kemencére a legerősebb Peltier-Seebeck elemeket telepítik.

Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből
Peltier elemek vagy szabad áram a tűzből

Energiakemence jellemzői:

kimeneti teljesítmény 25-50 W Kimeneti feszültség 12 hüvelyk Tüzelőtér hangereje 30-60 liter A súlyt 30-60 kg Hőenergia 4-6 kW Stabilizátor Igen Gyári csatlakozók Igen túlmelegedés elleni védelem Igen Ár 23 000-40 000 rubel.

Bár a sütő hordozható, a háztartási készülékek között mindenképpen ez a „nehézsúlyú osztály”. Az energetikai kemence feladatköre azonban meglehetősen széles - akár autó akkumulátorait is fel tudja tölteni, egész helyiségeket LED-lámpákkal világíthat meg. Megtalálja a helyét egy expedíciós vagonban és egy vadászó terepjáróban, egy technikai helyiségben és az országban. Más szóval, ebben az esetben mindig van nálunk hőforrás, marad az üzemanyag megtalálása.

A fülkéjében az energia kemence pótolhatatlan, bár a gyártó által deklarált élettartam - 10 év kissé riasztó. Meg kell jegyezni, hogy akárcsak a termogenerátorban, a testig tartó összes rész megelőző (vagy sürgősségi) cseréjére van lehetőség.

A hőelektromos modulok rendkívül érdekes tárgyak. A leírt alkalmazási módszerek mellett víz- és légkondicionáláshoz is használják őket. Ebben az esetben egyenáramot vezetnek ugyanahhoz az elemhez, és "ellentétes irányban" működik - lehűti a levegőt. Ezt a technológiát sikeresen alkalmazzák a gépjárművek légkondicionálóiban és vízhűtőiben, az autóiparban és a mikroprocesszorok gyártásában. Ezeket az eszközöket a következő cikkben írjuk le.

Ajánlott: