Peltier cell na baterya. Paano gumagana ang elemento ng Peltier? Mga refrigerator ng Semiconductor Peltier

Ang paksa ng paglamig ng mga bahagi ng PC ay nag-aalala sa maraming mga gumagamit. Karamihan sa mga ito ay limitado sa mga karaniwang air cooler; Ano ang susunod? Tiyak na narinig ng mga seryosong interesado sa overclocking ang tungkol sa Peltier modules (o thermoelectric modules, pagkatapos ay tinutukoy bilang TEM; English version - TEC, Thermoelectric Cooler) at ang kanilang paggamit bilang heat sink para sa napakainit na elemento ng computer.

Gayunpaman, madalas kahit na pangunahing impormasyon sa tamang paggamit Ang mga kahanga-hangang device na ito ay mahirap hanapin, kaya ang maraming pagkakamaling nagawa ng mga nakatagpo sa kanila sa unang pagkakataon. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga tagagawa ng mga sistema ng paglamig ay nag-eeksperimento rin sa mga module ng Peltier, kung minsan ay nagpapakita ng mga kagiliw-giliw na konsepto sa publiko. Paano gumagana ang mga TEM, kung talagang kinakailangan ang mga ito sa system ng isang computer, kung paano mag-assemble ng mga simpleng cooler sa iyong sarili at maiwasan ang mga pinakasimpleng pagkakamali na medyo karaniwan para sa mga nagsisimula - pag-uusapan natin ang lahat ng ito sa materyal na ito.

Isang maliit na teorya

Ano nga ba ang mga module ng Peltier? Sa pangunahing kahulugan, ito ay mga thermoelectric converter, na ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay batay sa epekto ng Peltier, na natuklasan noong 1834. Ang kakanyahan ng prosesong ito ay ang paglitaw ng isang pagkakaiba sa temperatura sa punto ng pakikipag-ugnay ng mga materyales kapag dumadaloy sa kanila. agos ng kuryente.

Hindi kami pupunta sa mga detalye ng kasaysayan ng pagtuklas at ang siyentipikong batayan para sa mga detalye ng operasyon ng TEM, dahil ang isang buong disertasyon ay maaaring italaga sa paksang ito. Gayunpaman pangkalahatang konsepto banggitin natin.

Pangunahing diagram ng isang TEM device

Ang mga elemento ng Peltier ay binubuo ng dalawang conductive material (semiconductors) na may magkakaibang antas ng enerhiya ng elektron sa conduction band. Ang physics ng kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng naturang mga sangkap ay tulad na upang ang mga electron ay dumaan, nangangailangan sila ng isang tiyak na recharge, na natanggap sa sandaling ang kasalukuyang ay dumadaan sa kantong. Sa kasong ito, posible para sa mga particle na lumipat sa high-energy conduction zone mula sa isang materyal patungo sa isa pa. Ang punto ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga semiconductor ay lumalamig sa sandali ng pagsipsip ng enerhiya. Ang pagpapalit ng direksyon ng kasalukuyang o gumagalaw na mga electron mula sa isang mas mataas na sona ng enerhiya patungo sa isang hindi gaanong puspos ay humahantong sa pag-init ng lugar ng kontak. Bilang karagdagan, ang mga module ng Peltier ay nagpapakita ng isang thermal effect, katangian ng anumang sangkap kung saan ang isang electric current ay ipinapasa. Sa pangkalahatan, ang mga prosesong likas sa TEM ay nagpapakita rin ng kanilang mga sarili sa punto ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga ordinaryong metal, ngunit hindi sila matutukoy nang walang kumplikadong mga aparato halos hindi totoo. Samakatuwid, ang mga semiconductor ay nagsisilbing batayan para sa mga module.

Ang elemento ng Peltier ay binubuo ng isa o higit pang mga pares ng semiconductor parallelepiped na may iba't ibang uri (tulad ng sa mga diode o transistors, n-type at p-type). Ang modernong industriya ay kadalasang pinipili ang silicon germanide at bismuth telluride para sa mga layuning ito. Ang mga semiconductor ay konektado nang pares sa pamamagitan ng mga metal na tulay na gawa sa mga fusible substance. Ang huli ay kumikilos bilang mga thermal contact at direktang nakikipag-ugnayan sa ceramic plate o stand. Ang mga pares ng semiconductors ay konektado sa serye, ang iba't ibang uri ng kondaktibiti ay nakikipag-ugnay sa bawat isa. Sa isang bahagi ng modyul ay mayroon lamang n->p junctions, sa kabilang panig - p->n. Ang daloy ng kasalukuyang nagiging sanhi ng paglamig at pag-init ng mga kabaligtaran na grupo ng mga contact. Samakatuwid, maaari nating pag-usapan ang paglipat ng thermal energy sa pamamagitan ng isang kasalukuyang mula sa isang bahagi ng Peltier module patungo sa isa pa at, bilang kinahinatnan, ang hitsura ng isang pagkakaiba sa temperatura sa plato. Ang tamang paggamit ng mga module ay nagbibigay-daan sa iyo upang kunin ang ilang mga benepisyo para sa mga sistemang pang-industriya, kabilang ang mga sistema ng computer. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga elemento ay maaari ding magamit bilang mga electric generator - batay sa parehong mga prinsipyo ng pagpapatakbo, ang pisika ng mga prosesong nagaganap sa loob ay ipinaliwanag ng epekto ng Seebeck (medyo pagsasalita, ang parehong epekto ng Peltier na may "kabaligtaran na tanda").

Mga kalamangan at kahinaan ng paggamit ng TEM

Kadalasan, ang mga pakinabang ng mga module ng Peltier ay kinabibilangan ng:

  • medyo maliit na sukat;
  • ang kakayahang magtrabaho kapwa para sa paglamig at pag-init ng system;
  • walang gumagalaw na bahagi o mekanikal na bahagi na masusuot.

Kasabay nito, ang mga TEM ay may ilang mga kawalan na makabuluhang humahadlang sa kanilang malawakang praktikal na paggamit. Kabilang sa mga ito ay ang mga sumusunod:

  • mababang kahusayan ng module;
  • ang pangangailangan para sa isang kasalukuyang mapagkukunan para sa kanilang operasyon;
  • malaking pagkonsumo ng kuryente upang makamit ang isang kapansin-pansing pagkakaiba sa temperatura at, bilang kinahinatnan, makabuluhang pagpapalabas ng init;
  • limitadong sukat at kapaki-pakinabang na katangian.

Gayunpaman, sa kabila ng mga negatibong katangian ng mga module ng Peltier, natagpuan nila ang kanilang aplikasyon sa isang bilang ng mga produkto. Pangunahing kapaki-pakinabang ang mga TEM kung saan ang kahusayan ng enerhiya ng cooler ay hindi kritikal, mas mababa ang mas mahusay. Ang mga elemento ay ginagamit upang palamig ang charge-coupled na mga device sa mga digital camera, na nagbibigay-daan para sa isang kapansin-pansing pagbawas sa thermal noise sa mahabang exposure. Ang mga module ng Peltier ay kadalasang ginagamit para sa paglamig at pagkontrol sa temperatura diode lasers upang patatagin ang wavelength ng kanilang radiation. Posibleng gumamit ng ilang TEM na nakaayos nang sunud-sunod sa anyo ng mga cascades (ang malamig na bahagi ng isa ay nagpapalamig sa mainit na bahagi ng isa), salamat sa kung saan posible na makamit ang napaka mababang temperatura para sa mga device na may mababang henerasyon ng init. Ang mga elemento ng Peltier ay ang batayan ng mga compact refrigerator, pangunahin ang mga sasakyan. Ginagamit ang mga ito kapwa sa mga miniature na souvenir mula sa larangan ng mga computer peripheral, at sa mga produktibong CO bilang pangunahing o pantulong na mga bahagi. Ito ang huling opsyon na pag-uusapan natin nang mas detalyado.

Mga module ng Peltier sa PC: pagsasanay

Kapag pupunta sa praktikal na pagpapatupad Sa mga RM na nakabatay sa TEM, kailangang gumawa ng ilang reserbasyon na magbibigay-daan sa iyong piliin nang tama ang mga parameter ng mga panghuling istruktura. Kadalasan, ang mga eksperimento ng mga nagsisimula ay nagtatapos sa kabiguan: alinman sa mga temperatura sa "malamig" na bahagi ng mga module sa panahon ng operasyon ay mas mataas kaysa sa mainit na bahagi, o ang mga system ay nagpapakita ng mga mahinang resulta kahit na kung ihahambing sa mga stock cooler na walang mga elemento ng Peltier. Ang mga dahilan ay madalas na nakasalalay sa mga maling kalkulasyon (o pagtatayo ng CO nang random). Ang katotohanan ay ang anumang TEM ay may sariling karaniwang mga katangian ay karaniwang nakikilala ang dalawang halaga (isaalang-alang natin ang mga ito gamit ang halimbawa ng TEC1-12709 module na may ipinahayag na maximum na kapangyarihan ng 136 W), halimbawa, isinulat nila na ΔTmax Qcmax =0(°C) 66 at Qcmax ΔTmax =0(W) 89.2. Upang i-paraphrase ang expression na ito: ang module ay may kakayahang magbigay ng maximum na pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga panig na katumbas ng 89.2 ºС sa kawalan ng thermal load at 0 ºС sa pagkakaroon ng isa sa "malamig" na bahagi ng 66 W. Kaya, ang kargamento ng module ay mula 0 hanggang 66 W, sa isip, mas kaunti, mas mabuti at mas malaki ang pagkakaiba ng temperatura na ibibigay ng TEM. Kasabay nito, ang anumang module ay may isa pang katangian - maximum na pagkonsumo ng kuryente, na kailangan ding alisin mula dito gamit ang isang cooling system. Para sa TEC1-12709 na isinasaalang-alang, ang Umax (V) ay katumbas ng 15.2 V, ang I max ay 9 A. Samakatuwid, kapag tinukoy na mga parameter mayroon kaming konsumo ng kuryente na 136.8 W, na, makikita mo, ay medyo marami.

Ang sistema ng paglamig ay dapat na matagumpay na alisin ang init nang direkta mula sa module (siguraduhin ang pinakamababang posibleng temperatura ng "mainit" na bahagi) at mga bahagi ng PC. Maaari mong kalkulahin ang tinatayang kahusayan ng naturang sistema sa iyong sarili - na may kapaki-pakinabang na bahagi na 150-200 W (humigit-kumulang kung ano ang ginagawa ng mga modernong overclocked na CPU), upang makakuha ng hindi bababa sa ilang nakikitang mga resulta kakailanganin mong gumastos ng hindi bababa sa 600-800 W ng mga de-koryenteng kapangyarihan at alisin ang hindi bababa sa isang kilowatt ng thermal power. Kaya naman hindi malawakang ginagamit ang mga high-performance na CO na batay sa Peltier modules. Gayunpaman, ang mga precedent para sa medyo matagumpay na pagpapatupad ng mga hybrid na cooler ay kilala, at susubukan naming lumikha ng aming sariling - mababang-kapangyarihan at pinakamainam. Upang maiwasan ang mga limitasyon sa anyo ng hindi sapat na pag-alis ng init, maglalagay kami ng mga produktibong bloke ng tubig na konektado sa CBO circuit sa "mainit" na bahagi ng TEM. Siyanga pala, ang mga Peltier module ay hindi maaaring direktang mai-install sa core/heat distribution cover ng mga chips - ang manipis na ceramic lining ay hindi kayang mapanatili ang epektibong paglipat ng init sa lahat ng mga pares ng semiconductor na bumubuo sa TEM. Para sa layuning ito, ang isang intermediate na "buffer" ay pinakaangkop - isang tansong plato na 5-7 mm ang kapal, ganap na sumasakop sa ibabaw ng module. Sa pamamagitan ng paraan, ang pinakamainam na mode ng pagpapatakbo ng mga elemento ng Peltier ay natiyak sa pinababang boltahe at kasalukuyang pagkonsumo. Ang paglapit sa mga parameter na ito sa maximum ay makabuluhang pinatataas ang thermal output ng plato, ngunit ang kapaki-pakinabang na bahagi ay hindi gaanong kapansin-pansin.

Nagpasya kaming palamig ito hangga't maaari. graphics chip Radeon video card HD 4350 at CPU Core 2 Duo E8500, sinusubukang i-overclock ang mga bahaging ito. Upang alisin ang init mula sa GPU, ginamit ang nabanggit na TEC1-12709 (maximum na pagkonsumo ng kuryente - 136 W) at isang gawang bahay na tansong bloke ng tubig na TEC1-12726 (395 W) at isa sa pinakamahusay na pang-industriya na mga bloke ng tubig, Swiftech Apogee GT, ay ipinares sa processor. Ang mga module ay direktang konektado sa power supply ng computer sa isang 12-volt circuit. Application ng kilowatt maging tahimik! Ibinigay ng Dark Power PRO BQT P6PRO-1000W ang lahat ng dahilan upang huwag mag-alala tungkol sa kakulangan ng power sa PC at mga elemento ng cooling system. Gumagamit ang air cooler circuit ng dalawang "double" radiator para sa 120 mm fan at isang Hydor Seltz L30 pump (na may kapasidad na 1200 l/h sa idle).

Kung ang mga bahagi ay pinalamig sa mga temperatura na mas mababa sa temperatura ng silid (lalo na, sa ibaba ng "dew point"), dapat na inaasahang lalabas ang condensation sa mga supercooled na ibabaw. Ito ay malinaw na ang tubig sa form na ito ay ang pangunahing kaaway ng gumagamit, at ang paglabas nito ay dapat na pigilan. Ginagawa ito sa pamamagitan ng masusing thermally insulating sa anumang mga ibabaw (mga bahagi ng RSV, ang near-socket space sa magkabilang gilid ng board, ang TEM mismo, ang heat spreader ng processor at GPU) gamit ang mga materyales na hindi pinapayagang dumaan ang hangin. . Ang pinakamahusay na mga materyales para sa mga layuning ito ay karaniwang thermal insulation na materyal para sa mga tubo ng suplay ng tubig (batay sa foam rubber), mga espesyal na putty, ilang uri ng foam rubber na ibinibigay sa mga bahagi ng PC, at, sa pinakamasama, thermal paste at paper napkin. Sa huling kaso, pinahihintulutang gamitin ang PC para lamang sa mga panandaliang session ng benching. Ang thermal insulation ay magpapataas ng pangkalahatang kahusayan ng pag-install.

Ang mga resultang temperatura na nakuha sa iba't ibang mga operating mode ng mga bahagi, ang kanilang paghahambing sa mga tagapagpahiwatig na ibinigay lamang ng sistema ng paglamig ng tubig, ay ipinapakita sa diagram. Tulad ng nakikita mo, ginawang posible ng mga module ng Peltier na babaan ang temperatura ng mga bahagi nang mas mababa sa temperatura ng silid (depende sa pagkarga). Sa ilalim ng gayong mga kundisyon, hindi mahirap i-overclock ang processor sa dalas na 4.3 GHz sa pamamagitan ng pagtaas ng supply boltahe sa 1.35 V, at pilitin ang GPU na gumana sa 800 MHz (karaniwang halaga - 600 MHz). Kasabay nito, nakatanggap kami ng kapansin-pansing pag-init ng CO test bench(sa isang kaso ang sitwasyon ay maaaring lumala nang mas makabuluhang) at isang matalim na pagtaas sa antas ng pagkonsumo ng kuryente ng PC (sa katunayan, ang buong disenyo ay gumagamit ng higit sa isang hiwalay na computer batay sa mga bahagi ng test bench). Ang ganitong solusyon ay tiyak na magiging kapaki-pakinabang sa taglamig, ngunit sa tag-araw ay malamang na hindi masiyahan ang karamihan sa mga gumagamit.

Handa ka na bang gumawa ng gayong mga sakripisyo upang makamit ang medyo mababang temperatura sa mga bahagi ng PC? Magpasya para sa iyong sarili, ngunit tandaan ang mga pangunahing tip na ibinigay sa bahaging ito ng materyal - tutulungan ka nilang mailapat nang tama ang mga module ng Peltier sa pagsasanay. Ang paggamit ng mga sistema ng paglamig na nakabatay sa TEM ay makatwiran at makatwiran sa kaso ng mga low-power na bahagi (motherboard chipsets, GPU ng mga low- at mid-level na video card). Huwag kalimutan ang tungkol sa thermal insulation ng mga cooled elements - pagkatapos ng lahat, ang condensation ay ang pangunahing kaaway ng system sa panahon ng mga eksperimento sa TEM.

Mga konklusyon

Ang pagbubuod sa itaas tungkol sa mga tampok ng pagpapatakbo ng mga module ng Peltier at ang pagiging posible ng kanilang praktikal na paggamit, inuulit namin: Ang mga TEM ay may nabanggit na mga pakinabang at kawalan, na hindi nagpapahintulot sa amin na magbigay ng isang hindi malabo na sagot sa tanong na: "Sulit ba ito ...?” Ang kanilang paggamit ay makatwiran para sa pag-alis ng mga menor de edad na thermal load (kabilang dito ang mga compact refrigerator, thermostated laser; CO para sa mga low-power na bahagi ng PC - mga chipset at indibidwal na GPU).

Batay sa mga elemento ng Peltier, maaari kang lumikha ng iba't ibang mga homemade cooling at heating device may mga halimbawa ng matagumpay na pagpapatupad ng mga low-power generators; Ngunit bago ka makisali sa paggawa ng naturang mga istruktura, pamilyar sa teoretikal na bahagi - ang paunang paghahanda ay mag-aalis ng mga pagkakamali at makatipid ng oras sa sandaling ito praktikal na pagpapatupad mga proyekto.

Kapag pinag-uusapan ang paggamit ng mga module ng Peltier sa mga PC, dapat maging maingat ang isa: pagkatapos basahin ang tungkol sa pagkuha ng mababang temperatura sa mga cooled na elemento, madalas na nalilimutan ng mga nagsisimula ang tungkol sa makabuluhang natupok at pinakawalan na kapangyarihan ng naturang mga CO, at hindi isinasaalang-alang ang mga parameter at "safety margin" ng isang partikular na disenyo. Pangunahing interesado ang mga TEM sa mga overclocker, kung saan mahalaga ang bawat panalong degree at bawat megahertz. Ang mga elementong isinasaalang-alang ay isang intermediate na link sa pagitan ng mga klasikal na sistema ng paglamig ng tubig at mga chiller o freon na tumatakbo sa prinsipyo ng phase transition. gayunpaman, aplikasyon ng TEM Hindi ito simple, kaya bago ka magsimula ng mga seryosong eksperimento, maingat na timbangin ang mga kalamangan at kahinaan.

Mga ready-made na RM batay sa TEM

Ang mga module ng Peltier ay ginagamit ng mga tagagawa ng mga sistema ng paglamig ng PC bilang pangunahing at pantulong na bahagi ng mga cooler. Minsan nagreresulta ito sa kamangha-manghang, epektibong mga aparato, kung minsan ang lahat ay hindi gumagana nang maayos tulad ng orihinal na nilayon. Nagpasya kaming bawiin ang mga pangunahing SO gamit ang TEM, na itinalaga sa papel ng mga rebolusyonaryo sa kanilang panahon.

Isa sa mga unang cooler na may elementong Peltier, na nagdulot ng napakaraming ingay sa field Paglamig ng CPU(2003). Gayunpaman, ang isang mababang margin ng kaligtasan, makabuluhang pagkonsumo ng enerhiya para sa mga oras na iyon, masalimuot na disenyo at maingay na operasyon ay hindi pinahintulutan itong makakuha ng isang panghahawakan sa merkado. Kung ang modelong ito ay lumitaw sa isang taon o dalawang mas maaga, marahil ang lahat ay magiging iba.

Isang napakalamig para sa mga video card, na binuo sa parehong prinsipyo tulad ng Titan Amanda: ang kalahati ng radiator ay direktang gumagana upang alisin ang init mula sa GPU, ang isa naman ay nagpapalamig sa mainit na bahagi ng TEM. Sa isang pagkakataon ito ay naging isa sa mga pinakamahusay kapag sinusubukan ang CO para sa mga graphics adapter. (Isinulat namin ang tungkol dito sa Home PC noong 2007.)

Ang pinakamakapangyarihang modernong CPU cooling solution gamit ang Peltier element. Ito ay isang produktibong bloke ng tubig na nag-aalis ng init mula sa TEM (mga 400 W ng natupok na kuryente), na, naman, ay lumilikha ng pinakamainam na rehimen ng temperatura para sa processor. Ang sistemang ito ay may kakayahang patakbuhin ang Core i7 sa dalas na humigit-kumulang 4 GHz sa temperatura na humigit-kumulang 0 ºС (idle mode) at 20-30 ºС sa maximum na pagkarga.

Katulad ng processor solution, ito ay isang high-performance water block para sa graphics adapter, na dinagdagan ng isang Peltier module. Depende sa TDP ng video chip, maaari nitong panatilihin ang temperatura nito sa room temperature o mas mababa.

Ang mga elemento ng Peltier ng CO cool na bahagi ng mga heat pipe. Ang diskarte ay medyo kawili-wili at tama; ang paggamit ng mga module ay nagbibigay-daan sa iyo upang itumba ang isang pares ng mga degree sa processor. Gayunpaman, ang pagiging posible sa ekonomiya ng naturang paglipat ay isang malaking katanungan, dahil sa ang katunayan na ang V10, sa isang makabuluhang presyo, ay hindi maabutan ang pinakamahusay na mga supercooler ng hangin. Malamang, mga tampok ng disenyo at hindi sapat na kapangyarihan TEM.

Isang serye ng medyo modernong processor supercooler sa mga heat pipe gamit ang thermoelectric module (2007-2008). Ang bahagi ng radiator ay nag-alis ng init nang direkta mula sa TEM, habang ang iba pang kalahati ay pinalamig ang bahagi ng pag-init. Ang diskarte na ito sa disenyo ay nagbibigay-daan sa amin upang maiwasan ang isang matinding overload ng CO dahil sa paglampas sa mga limitasyon ng paglabas ng init ng Peltier module. Ang mga cooler mula sa linya ng Amanda ay nagpakita ng mahusay na mga resulta sa mga processor na may medyo mababang TDP.

XtremeLabs.org MONSTER T.E.C. Proyekto

Ang mga nagmamay-ari ng mga water cooling system at ang mga nagpaplanong kumuha ng mga liquid system ay maaaring interesado sa tinatawag na mga chiller batay sa mga elemento ng Peltier. Depende sa uri Mga koneksyon sa TEM sa circuit, papayagan ka nitong bahagyang babaan ang temperatura ng coolant, at kapag lumilikha ng mga makapangyarihang CO, titiyakin pa rin nila ang temperatura ng coolant na malapit sa zero.

Ang mahilig sa Wehr-Wolf, na kilala sa aming mga mambabasa, ay matagal nang interesado sa paksa ng epektibong paglamig ng mga bahagi ng PC at ang kanilang karagdagang matinding overclocking. Nagsimula ang lahat noong 2005 na may mga teoretikal na sketch, pangangatwiran at isa sa mga pangunahing bahagi ng system - isang napakalaking "sandwich" na binubuo ng malalaking bloke ng tubig. Gayunpaman, inabandona sa mahabang panahon ang mga ideya ay natanto lamang kasama ang may-akda ng materyal na ito, sa kalagitnaan ng taong ito sa pamamagitan ng paglulunsad ng masigasig na proyektong XtremeLabs.org MONSTER T.E.C. Proyekto.

Unang start-up ng TEM chiller sa mga kondisyon sa field

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng system ay medyo simple: Ang mga module ng Peltier (8 TEM na may maximum na pagkonsumo ng kuryente na 136 W bawat isa) ay nagpapalamig ng isang malaking bloke ng tubig na tanso sa magkabilang panig, at sila mismo, sa turn, ay pinalamig ng mga katulad na bloke ng tubig. Ang "malamig" at "mainit" na mga circuit ng air cooler ay ganap na nakahiwalay sa isa't isa. Upang paganahin ang gayong bilang ng mga TEM sa unang paglulunsad, dalawang computer power supply na may kabuuang ipinahayag na kapangyarihan na 1200 W ang ginamit ang palamigan ng "mainit" na circuit ay isang likidong coolant na may dalawang radiator para sa dalawang 120 mm na tagahanga bawat isa, na pumped; sa pamamagitan ng isang malakas na bomba. Gayunpaman, kahit na ang gayong sistema ng paglamig ay naging hindi sapat, at ang mga radiator ay kailangang linisin ng mga tagahanga ng industriya na may mataas na pagganap. Ang isang Hydor L20 II pump at isang Swiftech Apogee GT water block ay konektado sa "cold" circuit ang cooler ay isang malaking water block na nakikipag-ugnayan sa "cold" na bahagi ng TEM. Bilang resulta ng unang eksperimento, posible na makamit ang isang temperatura ng tubig sa circuit na mga 5-7 ºС, habang ang isang Core i7 965 processor ay ginamit bilang isang load para sa system Extreme Edition, overclocked sa 4 GHz.

Sa isang banda, ang mga resultang nakuha ay tunay na kahanga-hanga - tanging ang mga chiller batay sa mga phase transition system ang makakapagbigay ng mga ganoong temperatura sa gayong mga pagkarga, sa kabilang banda, sulit ba ang laro? Ang napakalaking pagkonsumo ng kuryente ng system, ang napakalaking CO ng "mainit" na circuit, at ang mataas na kabuuang gastos ay nabibigyang-katwiran lamang ng konseptwal na katayuan ng XtremeLabs.org MONSTER T.E.C. Proyekto, kasalukuyang ginagawa.

Ang mga kagamitan sa pagpapalamig ay naging matatag sa ating buhay na mahirap isipin kung paano tayo mabubuhay kung wala ito. Ngunit ang mga klasikong disenyo ng nagpapalamig ay hindi angkop para sa mobile na paggamit, halimbawa, bilang isang travelling cooler bag.

Para sa layuning ito, ginagamit ang mga pag-install kung saan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay batay sa epekto ng Peltier. Pag-usapan natin sandali ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Ano ito?

Ang terminong ito ay tumutukoy sa isang thermoelectric phenomenon na natuklasan noong 1834 ng French naturalist na si Jean-Charles Peltier. Ang kakanyahan ng epekto ay ang paglabas o pagsipsip ng init sa lugar kung saan nakikipag-ugnayan ang hindi magkatulad na mga konduktor kung saan dumadaan ang electric current.

Alinsunod sa klasikal na teorya, mayroong sumusunod na paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay: ang electric current ay naglilipat ng mga electron sa pagitan ng mga metal, na maaaring mapabilis o pabagalin ang kanilang paggalaw, depende sa potensyal na pagkakaiba ng contact sa mga conductor na gawa sa iba't ibang mga materyales. Alinsunod dito, na may pagtaas sa kinetic energy, ito ay na-convert sa thermal energy.

Sa pangalawang konduktor, ang isang reverse na proseso ay sinusunod, na nangangailangan ng muling pagdadagdag ng enerhiya, alinsunod sa pangunahing batas ng pisika. Nangyayari ito dahil sa thermal vibration, na nagiging sanhi ng paglamig ng metal kung saan ginawa ang pangalawang konduktor.

Ginagawang posible ng mga modernong teknolohiya na makagawa ng mga elemento ng semiconductor-modules na may pinakamataas na thermoelectric effect. Makatuwirang pag-usapan nang maikli ang tungkol sa kanilang disenyo.

Disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang mga modernong module ay isang istraktura na binubuo ng dalawang insulating plate (karaniwan ay ceramic), na may serially connected thermocouple na matatagpuan sa pagitan nila. Ang isang pinasimple na diagram ng naturang elemento ay matatagpuan sa figure sa ibaba.


Mga pagtatalaga:

  • A – mga contact para sa pagkonekta sa isang pinagmumulan ng kuryente;
  • B - mainit na ibabaw ng elemento;
  • C - malamig na bahagi;
  • D - mga konduktor ng tanso;
  • E – semiconductor batay sa p-junction;
  • F – n-type na semiconductor.

Ang disenyo ay ginawa sa paraang ang bawat panig ng module ay nakikipag-ugnayan sa alinman sa p-n o n-p junctions (depende sa polarity). Mga contact p-n magpainit, n-p – magpalamig (tingnan ang Fig. 3). Alinsunod dito, ang pagkakaiba ng temperatura (DT) ay nangyayari sa mga gilid ng elemento. Para sa isang tagamasid, ang epektong ito ay magmumukhang isang paglipat ng thermal energy sa pagitan ng mga gilid ng module. Kapansin-pansin na ang pagbabago ng polarity ng kapangyarihan ay humahantong sa pagbabago sa mainit at malamig na mga ibabaw.


 kanin. 3. A – mainit na bahagi ng thermoelement, B – malamig na bahagi

Mga pagtutukoy

Ang mga katangian ng thermoelectric module ay inilalarawan ng mga sumusunod na parameter:

  • kapasidad ng paglamig (Q max), ang katangiang ito ay tinutukoy batay sa maximum pinahihintulutang kasalukuyang at ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mga gilid ng module, na sinusukat sa Watts;
  • maximum na pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga gilid ng elemento (DT max), ang parameter ay ibinibigay para sa mga ideal na kondisyon, ang yunit ng pagsukat ay mga degree;
  • kinakailangan ang pinahihintulutang kasalukuyang upang matiyak ang pinakamataas na pagkakaiba sa temperatura - I max;
  • ang maximum na boltahe U max na kinakailangan para sa kasalukuyang I max upang maabot ang peak difference DT max;
  • panloob na pagtutol ng module - Paglaban, na ipinahiwatig sa Ohms;
  • koepisyent ng kahusayan - COP ( pagdadaglat mula sa Ingles - koepisyent ng pagganap), mahalagang ito ang kahusayan ng aparato, na nagpapakita ng ratio ng paglamig sa paggamit ng kuryente. Para sa mga murang elemento ang parameter na ito ay nasa hanay na 0.3-0.35, para sa mas mahal na mga modelo ito ay lumalapit sa 0.5.

Pagmamarka

Tingnan natin kung paano natukoy ang mga tipikal na marka ng module gamit ang halimbawa ng Figure 4.


 Figure 4. Peltier module na may markang TEC1-12706

Ang pagmamarka ay nahahati sa tatlong makabuluhang grupo:

  1. Pagtatalaga ng elemento. Ang unang dalawang titik ay palaging hindi nagbabago (TE), na nagpapahiwatig na ito ay isang thermoelement. Ang susunod ay nagpapahiwatig ng laki, maaaring mayroong mga titik na "C" (standard) at "S" (maliit). Huling digit ay nagpapahiwatig kung gaano karaming mga layer (cascade) ang mayroon sa elemento.
  2. Ang bilang ng mga thermocouple sa module na ipinapakita sa larawan ay 127.
  3. Ang rate na kasalukuyang ay nasa Amperes, para sa amin ito ay 6 A.

Ang mga marka ng iba pang mga modelo ng serye ng TEC1 ay binabasa sa parehong paraan, halimbawa: 12703, 12705, 12710, atbp.

Aplikasyon

Sa kabila ng medyo mababang kahusayan, ang mga elemento ng thermoelectric ay malawakang ginagamit sa pagsukat, pag-compute, at mga gamit sa bahay. Ang mga module ay isang mahalagang elemento ng pagpapatakbo ng mga sumusunod na device:

  • mga mobile na yunit ng pagpapalamig;
  • maliliit na generator upang makabuo ng kuryente;
  • mga sistema ng paglamig sa mga personal na computer;
  • mga cooler para sa paglamig at pagpainit ng tubig;
  • mga dehumidifier, atbp.

Magbigay tayo ng mga detalyadong halimbawa ng paggamit ng mga thermoelectric modules.

Refrigerator gamit ang mga elemento ng Peltier

Ang mga yunit ng pagpapalamig ng thermoelectric ay makabuluhang mas mababa sa pagganap kaysa sa kanilang mga katapat na compressor at pagsipsip. Ngunit mayroon silang makabuluhang mga pakinabang, na ginagawang maipapayo ang kanilang paggamit sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Kabilang sa mga pakinabang na ito ang:

  • pagiging simple ng disenyo;
  • paglaban sa panginginig ng boses;
  • kawalan ng mga gumagalaw na elemento (maliban sa fan na humihip sa radiator);
  • mababang antas ng ingay;
  • maliit na sukat;
  • kakayahang magtrabaho sa anumang posisyon;
  • mahabang buhay ng serbisyo;
  • mababang pagkonsumo ng enerhiya.

Ang mga katangiang ito ay perpekto para sa mga mobile installation.

Peltier element bilang generator ng kuryente

Ang mga module ng thermoelectric ay maaaring gumana bilang mga generator ng kuryente kung ang isa sa kanilang mga panig ay napapailalim sa sapilitang pag-init. Kung mas malaki ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mga panig, mas mataas ang kasalukuyang nabuo ng pinagmulan. Sa kasamaang palad, pinakamataas na temperatura para sa isang thermal generator ay limitado, hindi ito maaaring mas mataas kaysa sa melting point ng solder na ginamit sa module. Ang paglabag sa kundisyong ito ay hahantong sa kabiguan ng elemento.

Para sa mass production ng mga thermal generator, ginagamit ang mga espesyal na module na may refractory solder; Sa mga ordinaryong elemento, halimbawa, TEC1 12715, ang limitasyon ay 150 degrees.

Dahil ang kahusayan ng naturang mga aparato ay mababa, ang mga ito ay ginagamit lamang sa mga kaso kung saan hindi posible na gumamit ng isang mas mahusay na mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya. Gayunpaman, ang 5-10 W thermal generator ay hinihiling sa mga turista, geologist at residente ng mga malalayong lugar. Malaki at makapangyarihan nakatigil na mga instalasyon, na pinapagana ng mataas na temperatura na gasolina, ay ginagamit sa pagpapagana ng mga yunit ng pamamahagi ng gas, kagamitan ng mga istasyon ng meteorolohiko, atbp.


Upang palamig ang processor

Kamakailan lamang, ang mga module na ito ay nagsimulang gamitin sa mga sistema ng paglamig ng CPU ng mga personal na computer. Isinasaalang-alang ang mababang kahusayan ng mga thermoelement, ang mga benepisyo ng naturang mga istraktura ay medyo nagdududa. Halimbawa, upang palamig ang pinagmumulan ng init na may lakas na 100-170 W (naaayon sa karamihan sa mga modernong modelo ng CPU), kakailanganin mong gumastos ng 400-680 W, na nangangailangan ng pag-install malakas na bloke nutrisyon.

Ang pangalawang pitfall ay ang hindi na-load na processor ay maglalabas ng mas kaunting thermal energy, at maaaring palamigin ito ng module sa ibaba ng dew point. Bilang isang resulta, ang paghalay ay magsisimulang mabuo, na garantisadong makapinsala sa electronics.

Ang mga nagpasya na lumikha ng naturang sistema sa kanilang sarili ay kailangang magsagawa ng isang serye ng mga kalkulasyon upang piliin ang kapangyarihan ng module para sa isang partikular na modelo ng processor.

Batay sa itaas, ang paggamit ng mga module na ito bilang isang CPU cooling system ay hindi cost-effective bilang karagdagan, maaari silang maging sanhi ng pagkabigo kagamitan sa kompyuter wala sa ayos.

Ang sitwasyon ay ganap na naiiba sa mga hybrid na aparato, kung saan ang mga thermal module ay ginagamit kasabay ng paglamig ng tubig o hangin.


Mga hybrid na sistema napatunayan ng paglamig ang pagiging epektibo nito, ngunit mataas na gastos nililimitahan ang bilog ng kanilang mga hinahangaan.

Air conditioner batay sa mga elemento ng Peltier

Sa teoryang, ang naturang aparato ay magiging mas simple sa istruktura kaysa sa mga klasikong sistema ng pagkontrol sa klima, ngunit ang lahat ay nauuwi sa mababang produktibidad. Isang bagay ang pagpapalamig ng maliit na volume ng refrigerator, isa pang bagay ang pagpapalamig ng silid o sa loob ng kotse. Ang mga air conditioner na gumagamit ng mga thermoelectric module ay kumonsumo ng mas maraming kuryente (3-4 beses) kaysa sa mga kagamitang tumatakbo sa nagpapalamig.

Tulad ng para sa paggamit nito bilang isang sistema ng pagkontrol sa klima ng kotse, ang kapangyarihan ng isang karaniwang generator ay hindi magiging sapat upang patakbuhin ang naturang aparato. Ang pagpapalit nito ng mas mahusay na kagamitan ay hahantong sa makabuluhang pagkonsumo ng gasolina, na hindi cost-effective.

Sa mga pampakay na forum, ang mga talakayan sa paksang ito ay pana-panahong bumangon at ang iba't ibang mga disenyong gawa sa bahay ay isinasaalang-alang, ngunit ang isang ganap na gumaganang prototype ay hindi pa nagagawa (hindi binibilang ang air conditioner para sa isang hamster). Ito ay lubos na posible na ang sitwasyon ay magbago kapag ang mga module na may mas katanggap-tanggap na kahusayan ay naging malawak na magagamit.

Para sa paglamig ng tubig

Ang elementong thermoelectric ay kadalasang ginagamit bilang isang coolant para sa mga water cooler. Kasama sa disenyo ang: isang cooling module, isang thermostat-controlled na controller at isang heater. Ang pagpapatupad na ito ay mas simple at mas mura kaysa sa isang compressor circuit bilang karagdagan, ito ay mas maaasahan at mas madaling patakbuhin. Ngunit mayroon ding ilang mga kawalan:

  • ang tubig ay hindi lumalamig sa ibaba 10-12°C;
  • ang paglamig ay tumatagal ng mas matagal kaysa sa compressor counterpart nito, samakatuwid, ang naturang cooler ay hindi angkop para sa isang opisina na may isang malaking bilang manggagawa;
  • ang aparato ay sensitibo sa panlabas na temperatura, sa isang mainit na silid ang tubig ay hindi lalamig sa pinakamababang temperatura;
  • Ang pag-install sa maalikabok na mga silid ay hindi inirerekomenda, dahil ang bentilador ay maaaring maging barado at ang paglamig module ay maaaring mabigo.
Tabletop water cooler gamit ang Peltier element

Air dryer batay sa mga elemento ng Peltier

Hindi tulad ng isang air conditioner, ang pagpapatupad ng isang dehumidifier gamit ang mga elemento ng thermoelectric ay lubos na posible. Ang disenyo ay medyo simple at mura. Ang cooling module ay nagpapababa sa temperatura ng radiator sa ibaba ng dew point, bilang isang resulta, ang kahalumigmigan na nakapaloob sa hangin na dumadaan sa device ay naninirahan dito. Ang naayos na tubig ay pinalabas sa isang espesyal na tangke ng imbakan.


Sa kabila ng mababang kahusayan, sa sa kasong ito Ang kahusayan ng aparato ay lubos na kasiya-siya.

Paano kumonekta?

Walang mga problema sa pagkonekta sa module ay dapat na ilapat sa mga wire ng output ay ipinahiwatig sa datasheet ng elemento; Ang pulang kawad ay dapat na konektado sa positibo, ang itim na kawad sa negatibo. Pansin! Ang pagbabalik sa polarity ay binabaligtad ang mga posisyon ng pinalamig at pinainit na mga ibabaw.

Paano suriin ang elemento ng Peltier para sa pag-andar?

Ang pinakasimpleng at pinaka-maaasahang paraan ay tactile. Kinakailangan na ikonekta ang module sa naaangkop na mapagkukunan ng boltahe at hawakan ang iba't ibang panig nito. Para sa isang gumaganang elemento, ang isa sa kanila ay magiging mas mainit, ang isa ay mas malamig.

Kung wala kang angkop na mapagkukunan, kakailanganin mo ng multimeter at lighter. Ang proseso ng pag-verify ay medyo simple:

  1. ikonekta ang mga probes sa mga terminal ng module;
  2. dalhin ang ilaw na mas magaan sa isa sa mga gilid;
  3. Sinusubaybayan namin ang mga pagbabasa ng aparato.

Sa gumaganang module, kapag ang isa sa mga gilid ay pinainit, ang isang electric current ay nabuo, na ipapakita sa display ng device.

Paano gumawa ng isang elemento ng Peltier gamit ang iyong sariling mga kamay?

Halos imposibleng gumawa ng isang lutong bahay na module sa bahay, lalo na dahil walang saysay na gawin ito, dahil sa kanilang medyo mababang halaga (mga $4-$10). Ngunit maaari kang mag-ipon ng isang aparato na magiging kapaki-pakinabang sa isang paglalakad, halimbawa, isang thermoelectric generator.


Upang patatagin ang boltahe, kinakailangan na mag-ipon ng isang simpleng converter sa L6920 IC chip.


Ang isang boltahe sa hanay na 0.8-5.5 V ay ibinibigay sa input ng naturang converter sa output na ito ay gagawa ng isang matatag na 5 V, na sapat na upang muling magkarga ng karamihan sa mga mobile device. Kung ginagamit ang isang kumbensyonal na elemento ng Peltier, kinakailangang limitahan ang hanay ng operating temperatura ng pinainit na bahagi sa 150 °C. Upang maiwasan ang abala sa pagsubaybay, mas mahusay na gumamit ng isang palayok ng tubig na kumukulo bilang isang mapagkukunan ng init. Sa kasong ito, ang elemento ay garantisadong hindi mag-iinit sa itaas ng 100 °C.

Mga refrigerator ng Semiconductor Peltier

Trabaho ng modernong mataas na pagganap mga elektronikong bahagi, na bumubuo sa batayan ng mga computer, ay sinamahan ng makabuluhang henerasyon ng init, lalo na kapag pinapatakbo ang mga ito sa sapilitang overclocking mode. Ang mahusay na operasyon ng naturang mga bahagi ay nangangailangan ng sapat na paraan ng paglamig upang matiyak ang mga kinakailangang kondisyon ng temperatura para sa kanilang operasyon. Bilang isang patakaran, ang ganitong paraan ng pagsuporta sa pinakamainam mga kondisyon ng temperatura ay mga cooler na nakabatay sa tradisyonal na radiator at fan.

Ang pagiging maaasahan at pagganap ng mga naturang tool ay patuloy na nagpapabuti sa pamamagitan ng mga pagpapabuti sa kanilang disenyo, ang paggamit ng mga pinakabagong teknolohiya at ang paggamit ng iba't ibang mga sensor at mga kontrol sa kanilang komposisyon. Ginagawa nitong posible na isama ang mga naturang tool sa mga computer system, na nagbibigay ng mga diagnostic at kontrol sa kanilang operasyon upang makamit ang pinakadakilang kahusayan habang tinitiyak ang pinakamainam na kondisyon ng temperatura ng operating. mga elemento ng computer, na nagpapataas ng pagiging maaasahan at nagpapalawak ng panahon ng kanilang walang problemang operasyon.

Ang mga parameter ng tradisyonal na mga cooler ay patuloy na nagpapabuti, gayunpaman, kamakailan ang mga partikular na paraan ng paglamig ng mga elektronikong elemento tulad ng mga semiconductor Peltier refrigerator ay lumitaw sa merkado ng computer at sa lalong madaling panahon ay naging popular (bagaman ang salitang cooler ay madalas na ginagamit, ang tamang termino sa kaso ng Peltier ang mga elemento ay tiyak na refrigerator).

Ang mga refrigerator ng Peltier, na naglalaman ng mga espesyal na semiconductor thermoelectric na module, ang pagpapatakbo nito ay batay sa epekto ng Peltier, na natuklasan noong 1834, ay napaka-promising na mga cooling device. Ang ganitong mga kasangkapan ay matagumpay na ginamit sa loob ng maraming taon sa iba't ibang larangan ng agham at teknolohiya.

Noong dekada ikaanimnapung at pitumpu, ang industriya ng domestic ay gumawa ng paulit-ulit na pagtatangka na gumawa ng mga refrigerator na maliit ang laki ng sambahayan, na ang operasyon nito ay batay sa epekto ng Peltier. Gayunpaman, ang di-kasakdalan ng mga umiiral na teknolohiya, mababang halaga ng koepisyent kapaki-pakinabang na aksyon at hindi pinapayagan ang mataas na presyo noong mga panahong iyon katulad na mga aparato umalis sa mga laboratoryo ng pananaliksik at mga bangko ng pagsubok.

Ngunit ang Peltier effect at thermoelectric modules ay hindi ang preserba ng mga siyentipiko lamang. Sa proseso ng pagpapabuti ng teknolohiya, maraming mga negatibong phenomena ang makabuluhang nabawasan. Ang mga pagsisikap na ito ay nagresulta sa napakahusay at maaasahang mga module ng semiconductor.

SA mga nakaraang taon Ang mga module na ito, na ang operasyon ay batay sa epekto ng Peltier, ay nagsimulang aktibong gamitin para sa paglamig ng iba't ibang mga elektronikong bahagi ng mga computer. Sa partikular, nagsimula silang magamit para sa paglamig ng modernong makapangyarihang mga processor, ang pagpapatakbo nito ay sinamahan ng isang mataas na antas ng pagbuo ng init.

Salamat sa kanilang natatanging thermal at operational properties, ang mga device na nilikha batay sa thermoelectric modules—Peltier modules—ay nagbibigay-daan sa isa na makamit ang kinakailangang antas ng paglamig ng mga elemento ng computer nang walang anumang espesyal na teknikal na paghihirap o gastos sa pananalapi. Bilang mga cooler para sa mga elektronikong bahagi, ang mga paraan ng pagpapanatili ng mga kinakailangang kondisyon ng temperatura para sa kanilang operasyon ay lubos na nangangako. Ang mga ito ay compact, maginhawa, maaasahan at may napakataas na kahusayan sa pagpapatakbo.

Ang mga refrigerator ng semiconductor ay partikular na interes bilang isang paraan ng pagbibigay ng masinsinang paglamig sa mga sistema ng computer, ang mga elemento nito ay naka-install at pinatatakbo sa matinding sapilitang mga mode. Ang paggamit ng naturang mga overclocking mode ay madalas na nagbibigay ng isang makabuluhang pagtaas sa pagganap ng mga elektronikong sangkap na ginamit, at, dahil dito, bilang isang panuntunan, ang buong sistema ng computer. Gayunpaman, ang pagpapatakbo ng mga bahagi ng computer sa naturang mga mode ay nailalarawan sa pamamagitan ng makabuluhang henerasyon ng init at kadalasan ay nasa limitasyon ng mga kakayahan ng mga arkitektura ng computer, pati na rin ang mga umiiral at ginamit na microelectronic na teknolohiya. Ang ganitong mga bahagi ng computer, na ang operasyon ay sinamahan ng mataas na henerasyon ng init, ay hindi lamang mga processor na may mataas na pagganap, kundi pati na rin ang mga elemento ng modernong high-performance video adapters, at sa ilang mga kaso, memory module chips. Ang ganitong makapangyarihang mga elemento ay nangangailangan ng masinsinang paglamig para sa kanilang tamang operasyon, kahit na sa mga normal na mode at higit pa sa mga overclocking mode.

Mga module ng Peltier

Ang mga refrigerator ng Peltier ay gumagamit ng isang maginoo, tinatawag na thermoelectric refrigerator, ang pagpapatakbo nito ay batay sa epekto ng Peltier. Ang epektong ito ay pinangalanan sa French watchmaker na si Peltier (1785-1845), na nakatuklas ng higit sa isang siglo at kalahati na ang nakalipas - noong 1834.

Si Peltier mismo ay hindi lubos na nauunawaan ang kakanyahan ng kababalaghan na kanyang natuklasan. Ang tunay na kahulugan ng kababalaghan ay itinatag pagkaraan ng ilang taon noong 1838 ni Lenz (1804-1865).

Naglagay si Lenz ng isang patak ng tubig sa recess sa junction ng dalawang rod ng bismuth at antimony. Kapag ang isang electric current ay dumaan sa isang direksyon, isang patak ng tubig ay nagyelo. Kapag ang kasalukuyang ay naipasa sa tapat na direksyon, ang nagresultang yelo ay natunaw. Kaya, itinatag na kapag ang isang electric current ay dumaan sa pakikipag-ugnay ng dalawang konduktor, depende sa direksyon ng huli, bilang karagdagan sa init ng Joule, ang karagdagang init ay inilabas o hinihigop, na tinatawag na Peltier heat. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na Peltier phenomenon (Peltier effect). Kaya, ito ay ang kabaligtaran ng Seebeck phenomenon.

Kung nasa saradong circuit, na binubuo ng ilang mga metal o semiconductor, ang mga temperatura sa mga contact point ng mga metal o semiconductors ay iba, pagkatapos ay lumilitaw ang isang electric current sa circuit. Ang phenomenon na ito ng thermoelectric current ay natuklasan noong 1821 ng German physicist na si Seebeck (1770-1831).

Hindi tulad ng init ng Joule-Lenz, na proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang lakas (Q=R·I·I·t), ang init ng Peltier ay proporsyonal sa unang kapangyarihan ng kasalukuyang lakas at nagbabago ang tanda kapag ang direksyon ng mga pagbabago sa huli. Ang peltier heat, tulad ng ipinakita ng mga eksperimentong pag-aaral, ay maaaring ipahayag ng formula:

Qп = П ·q

kung saan ang q ay ang dami ng kuryenteng naipasa (q=I·t), ang P ay ang tinatawag na Peltier coefficient, ang halaga nito ay depende sa likas na katangian ng mga contacting materials at kanilang temperatura.

Ang peltier heat Qп ay itinuturing na positibo kung ito ay pinakawalan, at negatibo kung ito ay nasisipsip.

kanin. 1. Scheme ng eksperimento para sa pagsukat ng init ng Peltier, Cu - tanso, Bi - bismuth.

Sa ipinakita na diagram ng eksperimento ng pagsukat ng init ng Peltier, na may parehong pagtutol ng mga wire na R (Cu+Bi) na ibinaba sa mga calorimeter, ang parehong init ng Joule ay ilalabas sa bawat calorimeter, katulad ng Q=R·I· ako·t. Ang peltier heat, sa kabaligtaran, ay magiging positibo sa isang calorimeter at negatibo sa isa pa. Alinsunod sa pamamaraang ito, posibleng sukatin ang init ng Peltier at kalkulahin ang mga halaga ng mga coefficient ng Peltier para sa iba't ibang mga pares ng conductor.

Dapat pansinin na ang koepisyent ng Peltier ay makabuluhang nakasalalay sa temperatura. Ang ilang mga halaga ng koepisyent ng Peltier para sa iba't ibang mga pares ng mga metal ay ipinakita sa talahanayan.

Mga halaga ng peltier coefficient para sa iba't ibang pares ng mga metal
Iron-constantan Copper-nickel Lead-constantan
T, K P, mV T, K P, mV T, K P, mV
273 13,0 292 8,0 293 8,7
299 15,0 328 9,0 383 11,8
403 19,0 478 10,3 508 16,0
513 26,0 563 8,6 578 18,7
593 34,0 613 8,0 633 20,6
833 52,0 718 10,0 713 23,4

Peltier coefficient, na mahalaga teknikal na katangian Ang mga materyales, bilang panuntunan, ay hindi sinusukat, ngunit kinakalkula sa pamamagitan ng Thomson coefficient:

P = isang T

kung saan ang P ay ang koepisyent ng Peltier, ang a ay ang koepisyent ng Thomson, ang T ay ang ganap na temperatura.

Ang pagtuklas ng epekto ng Peltier ay nagkaroon ng malaking impluwensya sa kasunod na pag-unlad ng pisika, at kasunod na iba't ibang larangan ng teknolohiya.

Kaya, ang kakanyahan ng bukas na epekto ay ang mga sumusunod: kapag ang isang electric current ay dumaan sa contact ng dalawang conductor na gawa sa iba't ibang mga materyales, depende sa direksyon nito, bilang karagdagan sa init ng Joule, ang karagdagang init ay inilabas o hinihigop, na tinatawag na Peltier init. Ang antas kung saan ang epektong ito ay nagpapakita ng sarili ay higit sa lahat ay nakasalalay sa mga materyales ng mga napiling konduktor at ang mga de-koryenteng mode na ginamit.

Ang klasikal na teorya ay nagpapaliwanag sa Peltier phenomenon sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga electron na inilipat sa pamamagitan ng kasalukuyang mula sa isang metal patungo sa isa pa ay pinabilis o pinapabagal ng internal contact potential difference sa pagitan ng mga metal. Sa unang kaso, ang kinetic energy ng mga electron ay tumataas at pagkatapos ay inilabas bilang init. Sa pangalawang kaso, ang kinetic energy ng mga electron ay bumababa, at ang pagkawala ng enerhiya na ito ay napunan dahil sa mga thermal vibrations ng mga atomo ng pangalawang konduktor. Bilang resulta, nangyayari ang paglamig. Ang isang mas kumpletong teorya ay hindi isinasaalang-alang ang pagbabago sa potensyal na enerhiya kapag ang isang elektron ay inilipat mula sa isang metal patungo sa isa pa, ngunit ang pagbabago sa kabuuang enerhiya.

Ang epekto ng Peltier ay pinakamalakas na naobserbahan kapag ang p- at n-type na mga semiconductor ay ginagamit. Depende sa direksyon ng electric current sa pamamagitan ng semiconductor contact iba't ibang uri- p-n- at n-p-junctions dahil sa interaksyon ng mga singil na kinakatawan ng mga electron (n) at mga butas (p), at ang kanilang recombination, ang enerhiya ay hinihigop o pinakawalan. Bilang resulta ng mga pakikipag-ugnayang ito at ang mga proseso ng enerhiya na nabuo, ang init ay nasisipsip o nailalabas. Ang paggamit ng p- at n-type na semiconductors sa mga thermoelectric na refrigerator ay inilalarawan sa Fig. 2.


kanin. 2. Paggamit ng p- at n-type na semiconductors sa thermoelectric refrigerator.

Ang pagsasama-sama ng isang malaking bilang ng mga pares ng p- at n-type na mga semiconductor ay ginagawang posible na lumikha ng mga elemento ng paglamig - Peltier module na medyo mataas ang kapangyarihan. Ang istraktura ng isang semiconductor thermoelectric Peltier module ay ipinapakita sa Fig. 3.


kanin. 3. Istraktura ng Peltier module

Ang Peltier module ay isang thermoelectric refrigerator na binubuo ng p- at n-type semiconductors na konektado sa serye, na bumubuo ng p-n- at n-p junctions. Ang bawat isa sa mga junction na ito ay may thermal contact sa isa sa dalawang radiator. Bilang isang resulta ng pagpasa ng isang electric current ng isang tiyak na polarity, ang isang pagkakaiba sa temperatura ay nabuo sa pagitan ng mga radiator ng Peltier module: ang isang radiator ay gumagana tulad ng isang refrigerator, ang isa pang radiator ay umiinit at nagsisilbing alisin ang init. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 4 ang hitsura ng isang tipikal na module ng Peltier.


kanin. 4. Hitsura ng Peltier module

Ang isang karaniwang module ay nagbibigay ng isang makabuluhang pagkakaiba sa temperatura ng ilang sampu-sampung degree. Sa naaangkop na sapilitang paglamig ng heating radiator, ang pangalawang radiator - ang refrigerator - ay nagpapahintulot sa isa na makamit ang mga negatibong temperatura. Upang mapataas ang pagkakaiba ng temperatura, posibleng i-cascade ang switch sa Peltier thermoelectric modules habang tinitiyak ang sapat na paglamig. Pinapayagan nito, sa pamamagitan ng medyo simpleng paraan, upang makakuha ng isang makabuluhang pagkakaiba sa temperatura at matiyak mahusay na paglamig mga protektadong elemento. Sa Fig. Ang Figure 5 ay nagpapakita ng isang halimbawa ng cascade connection ng karaniwang Peltier modules.


kanin. 5. Halimbawa ng cascade connection ng Peltier modules

Ang mga cooling device na nakabatay sa Peltier modules ay kadalasang tinatawag na active Peltier refrigerators o simpleng Peltier cooler.

Ang paggamit ng mga module ng Peltier sa mga aktibong cooler ay ginagawang mas mahusay ang mga ito kumpara sa karaniwang mga uri mga cooler batay sa tradisyonal na radiator at fan. Gayunpaman, sa proseso ng pagdidisenyo at paggamit ng mga cooler na may mga module ng Peltier, kinakailangang isaalang-alang ang isang bilang ng mga partikular na tampok na nagmumula sa disenyo ng mga module, ang kanilang prinsipyo sa pagpapatakbo, ang arkitektura ng modernong hardware ng computer at functionality system at application software.

Ang kapangyarihan ng module ng Peltier ay may malaking kahalagahan, na, bilang panuntunan, ay nakasalalay sa laki nito. Ang low power module ay hindi nagbibigay kinakailangang antas paglamig, na maaaring humantong sa malfunction ng protektadong elektronikong elemento, halimbawa, isang processor dahil sa sobrang pag-init nito. Gayunpaman, ang paggamit ng mga module na may sobrang lakas ay maaaring maging sanhi ng pagbagsak ng temperatura ng cooling radiator sa antas ng moisture condensation mula sa hangin, na mapanganib para sa mga electronic circuit. Ito ay dahil ang tubig na patuloy na nabubuo sa pamamagitan ng condensation ay maaaring magdulot ng mga short circuit sa mga electronic circuit ng computer. Ito ay angkop na alalahanin dito na ang distansya sa pagitan ng kasalukuyang-dala konduktor sa modernong mga naka-print na circuit board kadalasan ay umaabot sa mga fraction ng millimeters. Gayunpaman, sa kabila ng lahat, ito ang makapangyarihang mga module ng Peltier bilang bahagi ng mga cooler na may mataas na pagganap at mga kaukulang sistema. karagdagang paglamig at ang bentilasyon ay nagpapahintulot sa KryoTech at AMD na mag-overclock sa magkasanib na pananaliksik Mga processor ng AMD nilikha gamit ang tradisyunal na teknolohiya, hanggang sa isang dalas na lumampas sa 1 GHz, iyon ay, pagtaas ng kanilang dalas ng pagpapatakbo ng halos 2 beses kumpara sa normal na mode kanilang paggana. At dapat itong bigyang-diin na ang antas ng pagganap na ito ay nakamit habang tinitiyak ang kinakailangang katatagan at pagiging maaasahan ng pagpapatakbo ng processor sa sapilitang mga mode. Buweno, ang resulta ng gayong matinding overclocking ay isang rekord ng pagganap sa mga processor na may 80x86 na arkitektura at sistema ng pagtuturo. At ang kumpanyang KryoTech ay kumita ng magandang pera sa pamamagitan ng pag-aalok ng mga cooling unit nito sa merkado. Nilagyan ng naaangkop na mga elektronikong sangkap, naging in demand sila bilang mga platform para sa mga server at workstation na may mataas na pagganap. At nakatanggap ang AMD ng kumpirmasyon ng mataas na antas ng mga produkto nito at mayamang pang-eksperimentong materyal para sa karagdagang pagpapabuti ng arkitektura ng mga processor nito. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga katulad na pag-aaral ay isinagawa sa mga processor ng Intel Celeron, Pentium II, Pentium III, bilang isang resulta kung saan nakuha din ang isang makabuluhang pagtaas sa pagganap.

Dapat pansinin na ang mga module ng Peltier ay naglalabas ng medyo malaking halaga ng init sa panahon ng kanilang operasyon. Para sa kadahilanang ito, dapat kang gumamit ng hindi lamang isang malakas na bentilador bilang bahagi ng palamigan, kundi pati na rin ang mga hakbang upang bawasan ang temperatura sa loob ng computer case upang maiwasan ang sobrang pag-init ng iba pang mga bahagi ng computer. Upang gawin ito, ipinapayong gumamit ng mga karagdagang tagahanga sa kaso ng computer upang matiyak ang mas mahusay na pagpapalitan ng init sa kapaligiran sa labas ng kaso.

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 6 ang hitsura ng isang aktibong cooler, na gumagamit ng isang Peltier semiconductor module.


kanin. 6. Hitsura ng isang cooler na may isang Peltier module

Dapat pansinin na ang mga sistema ng paglamig batay sa mga module ng Peltier ay ginagamit hindi lamang sa mga elektronikong sistema tulad ng mga computer. Ang ganitong mga module ay ginagamit upang palamig ang iba't ibang mga high-precision na device. Ang mga module ng Peltier ay may malaking kahalagahan para sa agham. Una sa lahat, naaangkop ito sa eksperimental na pananaliksik na isinagawa sa pisika, kimika, at biology.

Ang impormasyon tungkol sa mga module at refrigerator ng Peltier, pati na rin ang mga tampok at resulta ng kanilang paggamit, ay matatagpuan sa mga Internet site, halimbawa, sa mga sumusunod na address:

Mga tampok ng operasyon

Ang mga module ng Peltier, na ginagamit bilang mga bahagi para sa paglamig ng mga elektronikong bahagi, ay nailalarawan sa pamamagitan ng medyo mataas na pagiging maaasahan, at, hindi tulad ng mga refrigerator na nilikha gamit ang tradisyonal na teknolohiya, wala silang mga gumagalaw na bahagi. At, tulad ng nabanggit sa itaas, upang madagdagan ang kahusayan ng kanilang operasyon, pinapayagan nila ang paggamit ng cascade, na ginagawang posible na dalhin ang temperatura ng mga pabahay ng mga protektadong elemento ng elektroniko sa mga negatibong halaga, kahit na sa kanilang makabuluhang kapangyarihan sa pagwawaldas.

Gayunpaman, bilang karagdagan sa mga halatang pakinabang, ang mga module ng Peltier ay mayroon ding ilang partikular na katangian at katangian na dapat isaalang-alang kapag ginagamit ang mga ito bilang bahagi ng mga coolant. Ang ilan sa mga ito ay nabanggit na, ngunit para sa tamang aplikasyon ng mga module ng Peltier ay nangangailangan sila ng mas detalyadong pagsasaalang-alang. Kasama sa pinakamahalagang katangian sumusunod na mga tampok operasyon:

  • Ang mga module ng Peltier, na gumagawa ng malaking halaga ng init sa panahon ng kanilang operasyon, ay nangangailangan ng pagkakaroon ng naaangkop na mga radiator at fan sa cooler na maaaring epektibong mag-alis ng labis na init mula sa mga cooling module. Dapat pansinin na ang mga thermoelectric module ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang medyo mababang koepisyent ng pagganap (kahusayan) at, na gumaganap ng mga pag-andar ng isang heat pump, sila mismo ay malakas na pinagmumulan ng init. Ang paggamit ng mga module na ito bilang bahagi ng mga paraan ng paglamig para sa mga elektronikong bahagi ng computer ay nagdudulot ng makabuluhang pagtaas sa temperatura sa loob ng unit ng system, na kadalasang nangangailangan ng mga karagdagang hakbang at paraan upang bawasan ang temperatura sa loob ng computer case. Kung hindi man, ang tumaas na temperatura sa loob ng kaso ay lumilikha ng mga paghihirap sa pagpapatakbo hindi lamang para sa mga protektadong elemento at kanilang mga sistema ng paglamig, kundi pati na rin para sa iba pang bahagi ng computer. Dapat ding bigyang-diin na ang mga module ng Peltier ay medyo malakas na karagdagang pagkarga para sa power supply. Isinasaalang-alang ang kasalukuyang pagkonsumo ng mga module ng Peltier, ang kapangyarihan ng power supply ng computer ay dapat na hindi bababa sa 250 W. Ang lahat ng ito ay humahantong sa advisability ng pagpili ng ATX motherboards at mga kaso na may power supply ng sapat na kapangyarihan. Ang paggamit ng disenyong ito ay ginagawang mas madali para sa mga bahagi ng computer na ayusin ang pinakamainam na kondisyon ng thermal at elektrikal. Dapat pansinin na may mga Peltier refrigerator na may sariling power supply.
  • Ang Peltier module, sa kaganapan ng pagkabigo nito, ihiwalay ang cooled elemento mula sa cooler radiator. Ito ay humahantong sa isang napakabilis na pagkagambala ng thermal regime ng protektadong elemento at ang mabilis na pagkabigo nito mula sa kasunod na overheating.
  • Ang mga mababang temperatura na nangyayari sa panahon ng pagpapatakbo ng mga refrigerator ng Peltier na may labis na kapangyarihan ay nakakatulong sa paghalay ng kahalumigmigan mula sa hangin. Nagdudulot ito ng panganib sa mga elektronikong bahagi, dahil ang condensation ay maaaring magdulot ng mga maikling circuit sa pagitan ng mga bahagi. Upang maalis ang panganib na ito, ipinapayong gumamit ng mga refrigerator ng Peltier na may pinakamainam na kapangyarihan. Kung ang condensation ay nangyayari o hindi ay depende sa ilang mga parameter. Ang pinakamahalaga ay: ambient temperature (sa kasong ito, ang temperatura ng hangin sa loob ng case), ang temperatura ng bagay na pinalamig at air humidity. Kung mas mainit ang hangin sa loob ng case at mas mataas ang halumigmig, mas malamang na mangyari ang moisture condensation at kasunod na pagkabigo ng mga elektronikong bahagi ng computer. Nasa ibaba ang isang talahanayan na naglalarawan ng pag-asa ng temperatura ng moisture condensation sa isang cooled object depende sa humidity at ambient temperature. Gamit ang talahanayang ito, madali mong matukoy kung may panganib ng condensation o hindi. Halimbawa, kung ang panlabas na temperatura ay 25°C at ang halumigmig ay 65%, kung gayon ang moisture condensation sa pinalamig na bagay ay nangyayari kapag ang temperatura sa ibabaw nito ay mas mababa sa 18°C.

Temperatura ng paghalay ng kahalumigmigan

Halumigmig, %
Temperatura
kapaligiran, °C		 30 35 40 45 50 55 60 65 70
30 11 13 15 17 18 20 21 23 24
29 10 12 14 16 18 19 20 22 23
28 9 11 13 15 17 18 20 21 22
27 8 10 12 14 16 17 19 20 21
26 7 9 11 13 15 16 18 19 20
25 6 9 11 12 14 15 17 18 19
24 5 8 10 11 13 14 16 17 18
23 5 7 9 10 12 14 15 16 17
22 4 6 8 10 11 13 14 15 16
21 3 5 7 9 10 12 13 14 15
20 2 4 6 8 9 11 12 13 14

Bilang karagdagan sa mga tampok na ito, kinakailangang isaalang-alang ang ilang partikular na mga pangyayari na nauugnay sa paggamit ng Peltier thermoelectric modules bilang bahagi ng mga cooler na ginagamit upang palamig ang mga sentral na processor na may mataas na pagganap ng mga makapangyarihang computer.

Ang arkitektura ng mga modernong processor at ilan mga programa sa sistema magbigay ng mga pagbabago sa pagkonsumo ng enerhiya depende sa pagkarga ng mga processor. Ito ay nagpapahintulot sa iyo na i-optimize ang kanilang pagkonsumo ng enerhiya. Sa pamamagitan ng paraan, ito ay ibinibigay din ng mga pamantayan sa pag-save ng enerhiya, na sinusuportahan ng ilang mga function na nakapaloob sa hardware at software. mga modernong kompyuter. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pag-optimize sa pagpapatakbo ng processor at ang pagkonsumo ng kuryente nito ay may kapaki-pakinabang na epekto sa parehong thermal regime ng processor mismo at sa pangkalahatang thermal balance. Gayunpaman, dapat tandaan na ang mga mode na may panaka-nakang pagbabago sa paggamit ng kuryente ay maaaring hindi tugma sa mga paraan ng paglamig para sa mga processor na gumagamit ng mga module ng Peltier. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga umiiral na Peltier refrigerator ay karaniwang idinisenyo para sa patuloy na operasyon. Kaugnay nito, ang pinakasimpleng Peltier refrigerator na walang control na paraan ay hindi inirerekomenda para sa paggamit kasama ng mga cooling program, tulad ng, halimbawa, CpuIdle, pati na rin sa mga operating system Windows NT/2000 o Linux.

Kung ang processor ay lumipat sa isang mode ng pinababang pagkonsumo ng kuryente at, nang naaayon, ang pagwawaldas ng init, ang isang makabuluhang pagbaba sa temperatura ng kaso ng processor at kristal ay posible. Ang overcooling ng core ng processor ay maaaring maging sanhi, sa ilang mga kaso, ng pansamantalang pagtigil ng operasyon nito, at bilang resulta, isang permanenteng pag-freeze ng computer. Dapat alalahanin na, alinsunod sa dokumentasyon ng Intel, ang pinakamababang temperatura kung saan ginagarantiyahan ang tamang operasyon ng mga serial Pentium II at Pentium III na mga processor ay karaniwang +5 °C, bagaman, tulad ng ipinapakita ng kasanayan, gumagana ang mga ito nang maayos sa mas mababang temperatura.

Ang ilang mga problema ay maaari ding lumitaw bilang isang resulta ng pagpapatakbo ng isang bilang ng mga built-in na function, halimbawa, ang mga kumokontrol sa mga cooler na fan. Sa partikular, ang mga mode ng pamamahala ng kapangyarihan ng processor sa ilang mga computer system ay may kasamang pagbabago sa bilis ng mga cooling fan sa pamamagitan ng built-in na hardware. motherboard. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay makabuluhang nagpapabuti sa thermal performance ng processor ng computer. Gayunpaman, sa kaso ng paggamit ng pinakasimpleng Peltier refrigerator, ang pagbaba sa bilis ng pag-ikot ay maaaring humantong sa isang pagkasira sa thermal regime na may nakamamatay na resulta para sa processor dahil sa sobrang pag-init nito ng operating Peltier module, na, bilang karagdagan sa pagganap. ang mga function ng isang heat pump, ay isang malakas na pinagmumulan ng karagdagang init.

Dapat tandaan na, tulad ng sa kaso ng mga computer central processor, ang Peltier refrigerator ay maaaring maging isang magandang alternatibo sa tradisyonal na paraan ng paglamig ng mga video chipset na ginagamit sa mga modernong high-performance na video adapter. Ang pagpapatakbo ng naturang mga video chipset ay sinamahan ng makabuluhang henerasyon ng init at kadalasan ay hindi napapailalim sa mga biglaang pagbabago sa kanilang mga operating mode.

Upang maalis ang mga problema sa mga variable na mode ng pagkonsumo ng kuryente na nagdudulot ng moisture condensation mula sa hangin at posibleng hypothermia, at sa ilang mga kaso kahit na ang sobrang pag-init ng mga protektadong elemento tulad ng mga computer processor, dapat mong iwasan ang paggamit ng mga naturang mode at ilang mga built-in na function. Gayunpaman, bilang alternatibo, maaaring gamitin ang mga cooling system na nagbibigay ng mga matalinong kontrol para sa mga refrigerator ng Peltier. Ang ganitong mga tool ay maaaring makontrol hindi lamang ang pagpapatakbo ng mga tagahanga, ngunit baguhin din ang mga mode ng pagpapatakbo ng mga thermoelectric module na ginamit mismo bilang bahagi ng mga aktibong cooler.

Nagkaroon ng mga ulat ng mga eksperimento sa pag-embed ng mga maliliit na module ng Peltier nang direkta sa mga chip ng processor upang palamig ang kanilang mga pinaka-kritikal na istruktura. Ang solusyon na ito ay nagtataguyod ng mas mahusay na paglamig sa pamamagitan ng pagbabawas ng thermal resistance at maaaring makabuluhang taasan ang operating frequency at performance ng mga processor.

Magsikap tungo sa pagpapabuti ng mga sistema para matiyak ang pinakamainam na kondisyon ng temperatura para sa mga elektronikong elemento ay isinasagawa ng maraming laboratoryo ng pananaliksik. At ang mga sistema ng paglamig gamit ang Peltier thermoelectric modules ay itinuturing na lubhang promising.

Mga halimbawa ng Peltier refrigerator

Kamakailan lamang, ang mga module ng Peltier na ginawa sa loob ng bansa ay lumitaw sa merkado ng computer. Ang mga ito ay simple, maaasahan at medyo mura ($7-$15) na mga device. Karaniwan, hindi kasama ang isang cooling fan. Gayunpaman, ang mga naturang module ay nagbibigay-daan sa iyo hindi lamang upang maging pamilyar sa mga promising na paraan ng paglamig, kundi pati na rin gamitin ang mga ito para sa kanilang nilalayon na layunin sa mga sistema ng proteksyon para sa mga bahagi ng computer. Narito ang mga maikling parameter ng isa sa mga sample.

Laki ng module (Larawan 7) - 40×40 mm, pinakamataas na kasalukuyang— 6 A, maximum na boltahe — 15 V, pagkonsumo ng kuryente — hanggang 85 W, pagkakaiba sa temperatura — higit sa 60 °C. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng malakas na fan, ang module ay may kakayahang protektahan ang processor na may power dissipation na hanggang 40 W.


kanin. 7. Hitsura ng refrigerator PAP2X3B

Mayroong parehong mas mababa at mas malakas na mga bersyon ng domestic Peltier modules sa merkado.

Ang hanay ng mga dayuhang aparato ay mas malawak. Nasa ibaba ang mga halimbawa ng mga refrigerator sa disenyo kung saan ginagamit ang Peltier thermoelectric modules.

Mga aktibong Peltier refrigerator mula sa Computernerd

Pangalan Manufacturer / supplier Mga parameter ng fan CPU
PAX56B computernerd pagdadala ng bola Pentium/MMX hanggang 200 MHz, 25 W
PA6EXB computernerd dual ball-bearing, tachometer Pentium MMX hanggang 40 W
DT-P54A Mga Solusyon sa DesTech dual ball bearing Pentium
AC-P2 AOC Cooler tindig ng bola Pentium II
PAP2X3B computernerd 3 ball bearing Pentium II
HAKBANG-53X2 Hakbang Thermodynamics 2 ball bearing Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-10
BCool PC-Peltier		 computernerd 3 ball-bearing, tachometer Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-25
BCool-ER PC-Peltier		 computernerd 3 ball-bearing, tachometer Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-10S BCool-EST PC-Peltier computernerd 3 ball-bearing, tachometer Pentium II, Celeron

Ang refrigerator ng PAX56B ay idinisenyo upang palamig ang mga processor ng Pentium at Pentium-MMX mula sa Intel, Cyrix at AMD na tumatakbo sa mga frequency hanggang 200 MHz. Ang thermoelectric module na may sukat na 30x30 mm ay nagbibigay-daan sa refrigerator na mapanatili ang temperatura ng processor sa ibaba 63 °C na may power dissipation na 25 W at isang panlabas na temperatura na 25 °C. Dahil sa katotohanan na ang karamihan sa mga processor ay nagwawaldas ng mas kaunting kapangyarihan, ang cooler na ito ay nagbibigay-daan sa iyo na panatilihing mas mababa ang temperatura ng processor kaysa sa maraming alternatibong cooler batay sa mga radiator at fan. Ang Peltier module ng PAX56B refrigerator ay pinapagana ng isang 5V source na may kakayahang maghatid ng maximum na 1.5A. Ang fan ng refrigerator na ito ay nangangailangan ng boltahe na 12 V at isang kasalukuyang 0.1 A (maximum). Mga parameter ng fan ng refrigerator ng PAX56B: ball-bearing, 47.5 mm, 65000 na oras, 26 dB. Pangkalahatang laki ng refrigerator na ito ay 25x25x28.7 mm. Tinatayang presyo ang refrigerator na PAX56B ay $35. Ang ipinahiwatig na presyo ay ibinibigay alinsunod sa listahan ng presyo ng kumpanya para sa kalagitnaan ng 2000.

Ang PA6EXB refrigerator ay idinisenyo upang palamig ang mas makapangyarihang mga processor ng Pentium-MMX, na nagwawaldas ng hanggang 40 W ng kapangyarihan. Ang refrigerator na ito ay angkop para sa lahat ng mga processor mula sa Intel, Cyrix at AMD, na konektado sa pamamagitan ng Socket 5 o Socket 7. Ang Peltier thermoelectric module na kasama sa PA6EXB refrigerator ay may sukat na 40x40 mm at kumokonsumo ng maximum na kasalukuyang 8 A (karaniwang 3 A) sa isang boltahe ng 5 B na may koneksyon sa pamamagitan ng isang karaniwang computer power connector. Ang kabuuang sukat ng PA6EXB refrigerator ay 60x60x52.5 mm. Kapag ini-install ang refrigerator na ito, para sa magandang pagpapalitan ng init sa pagitan ng radiator at ng kapaligiran, kinakailangang magbigay ng bukas na espasyo sa paligid ng refrigerator na hindi bababa sa 10 mm sa itaas at 2.5 mm sa mga gilid. Ang PA6EXB refrigerator ay nagbibigay ng temperatura ng processor na 62.7 °C na may power dissipation na 40 W at isang panlabas na temperatura na 45 °C. Isinasaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng thermoelectric module na kasama sa refrigerator na ito, upang maiwasan ang moisture condensation at short circuits, kinakailangang iwasan ang paggamit ng mga program na naglalagay ng processor sa sleep mode sa mahabang panahon. Ang tinatayang presyo ng naturang refrigerator ay $65. Ang ipinahiwatig na presyo ay ibinibigay alinsunod sa listahan ng presyo ng kumpanya para sa kalagitnaan ng 2000.

Ang refrigerator ng DT-P54A (kilala rin bilang PA5B ng Computernerd) ay idinisenyo para sa mga processor ng Pentium. Gayunpaman, inirerekomenda din ito ng ilang kumpanyang nag-aalok ng mga refrigerator na ito sa merkado sa mga gumagamit ng Cyrix/IBM 6x86 at AMD K6. Ang radiator na kasama sa refrigerator ay medyo maliit. Ang mga sukat nito ay 29x29 mm. Ang refrigerator ay may built-in na sensor ng temperatura na mag-aabiso sa iyo ng sobrang init kung kinakailangan. Kinokontrol din nito ang elemento ng Peltier. Kasama sa kit ang isang panlabas na aparato sa pagsubaybay. Ginagawa nito ang mga function ng pagsubaybay sa boltahe at ang pagpapatakbo ng elemento ng Peltier mismo, ang pagpapatakbo ng fan, pati na rin ang temperatura ng processor. Ang device ay bubuo ng alarm kung ang elemento ng Peltier o fan ay nabigo, kung ang fan ay umiikot nang mas mababa sa 70% ng kinakailangang bilis (4500 RPM), o kung ang temperatura ng processor ay tumaas nang higit sa 145°F (63°C). Kung ang temperatura ng processor ay tumaas nang higit sa 100°F (38°C), ang elemento ng Peltier ay awtomatikong naka-on, kung hindi, ito ay nasa shutdown mode. Ang huling function ay nag-aalis ng mga problema na nauugnay sa moisture condensation. Sa kasamaang palad, ang elemento mismo ay nakadikit sa radiator nang mahigpit na imposibleng paghiwalayin ito nang hindi sinisira ang istraktura nito. Ginagawa nitong imposibleng i-install ito sa isa pang mas malakas na radiator. Tulad ng para sa fan, ang disenyo nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na antas ng pagiging maaasahan at mayroon itong mataas na mga parameter: boltahe ng supply - 12 V, bilis ng pag-ikot - 4500 RPM, bilis ng supply ng hangin - 6.0 CFM, pagkonsumo ng kuryente - 1 W, mga katangian ng ingay - 30 dB. Ang refrigerator na ito ay medyo mahusay at kapaki-pakinabang para sa overclocking. Gayunpaman, sa ilang mga kaso ng overclocking ng isang processor, dapat kang gumamit lamang ng isang malaking radiator at isang mahusay na cooler. Ang refrigerator na ito ay nasa pagitan ng $39 at $49. Ang ipinahiwatig na presyo ay ibinibigay alinsunod sa listahan ng presyo ng ilang kumpanya noong kalagitnaan ng 2000.

Ang AC-P2 refrigerator ay idinisenyo para sa mga processor ng Pentium II. Kasama sa kit ang 60 mm cooler, radiator at 40 mm Peltier element. Hindi ito angkop para sa mga processor ng Pentium II na 400 MHz at mas mataas, dahil ang mga memory chip ng SRAM ay halos hindi pinalamig. Ang tinantyang presyo para sa kalagitnaan ng 2000 ay $59.

Refrigerator PAP2X3B (Larawan 8) ay katulad ng AOC AC-P2. Dalawang 60 mm cooler ang idinagdag dito. Ang mga problema sa paglamig ng SRAM memory ay nananatiling hindi nalutas. Kapansin-pansin na ang refrigerator ay hindi inirerekomenda na gamitin kasabay ng mga programa sa paglamig, tulad ng, halimbawa, CpuIdle, pati na rin sa ilalim ng pagpapatakbo. Mga sistema ng Windows NT o Linux, dahil ang moisture ay maaaring mag-condense sa processor. Ang tinantyang presyo para sa kalagitnaan ng 2000 ay $79.


kanin. 8. Hitsura ng refrigerator PAP2X3B

Ang STEP-UP-53X2 refrigerator ay nilagyan ng dalawang fan na nagbobomba ng malaking halaga ng hangin sa radiator. Tinatayang presyo para sa kalagitnaan ng 2000: $79 (Pentium II), $69 (Celeron).

Ang mga serye ng Bcool na refrigerator mula sa Computernerd (PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier, PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier, PAP2CX3B-10S, BCool-EST PC-Peltier) ay idinisenyo para sa mga processor ng Pentium II at Celeron at mayroong magkatulad na katangian na ipinakita sa sumusunod na talahanayan.

Mga refrigerator ng serye ng BCool

item PAP2CX3B-10
BCool PC-Peltier		 PAP2CX3B-25
BCool-ER PC-Peltier		 PAP2CX3B-10S
BCool-EST PC-Peltier
Inirerekomendang mga processor Pentium II at Celeron
Bilang ng mga tagahanga 3
Uri ng central fan Ball-Bearing, tachometer (12 V, 120 mA)
Laki ng fan sa gitna 60x60x10 mm
Uri ng panlabas na fan Ball Bearing Ball-bearing, tachometer Ball-bearing, thermister
Laki ng Panlabas na Fan 60x60x10 mm 60x60x25 mm
Boltahe, kasalukuyang 12 V, 90 mA 12 V, 130 mA 12 V, 80-225 mA
Kabuuang lugar ng saklaw ng fan 84.9 cm 2
Kabuuang kasalukuyang para sa mga tagahanga (power) 300 mA
(3.6 W)		 380 mA
(4.56 W)		 280-570 mA
(3.36-6.84 W)
Bilang ng mga pin sa heatsink (gitna) 63 ang haba at 72 ang maikli
Bilang ng mga pin sa heatsink (bawat gilid) 45 ang haba at 18 ang maikli
Kabuuang bilang ng mga pin sa heatsink 153 ang haba at 108 ang maikli
Mga sukat ng radiator (gitna) 57x59x27 mm (kabilang ang thermoelectric module)
Mga sukat ng radiator (bawat gilid) 41x59x32 mm
Pangkalahatang sukat ng radiator 145x59x38 mm (kabilang ang thermoelectric module)
Pangkalahatang sukat ng refrigerator 145x60x50 mm 145x60x65 mm
Timbang ng refrigerator 357 gramo 416 gramo 422 gramo
Garantiya 5 taon
Tinantyang presyo (2000) $74.95 $79.95 $84.95

Dapat tandaan na ang BCool group ng mga refrigerator ay magsasama rin ng mga device na may katulad na katangian, ngunit walang mga elemento ng Peltier. Ang ganitong mga refrigerator ay natural na mas mura, ngunit hindi gaanong epektibo bilang isang paraan ng paglamig ng mga bahagi ng computer.

Kapag inihahanda ang artikulong ito, ginamit ang mga materyales mula sa aklat na "PC: Mga Setting, Pag-optimize at Overclocking". 2nd ed., binago. at karagdagang, - St. Petersburg: BHV - Petersburg. 2000. - 336 p.

Ang elemento ng Peltier ay isang espesyal na thermoelectric converter na nagpapatakbo ayon sa prinsipyo ng Peltier ng parehong pangalan - ang paglitaw ng pagkakaiba sa temperatura sa panahon ng supply ng electric current. SA Ingles kadalasang tinutukoy bilang TEC, na nangangahulugang thermoelectric cooler.

Paano gumagana ang elemento ng Peltier?

Ang operasyon ng isang elemento ng Peltier ay batay sa pakikipag-ugnay ng dalawang conductive na materyales na may iba't ibang antas ng enerhiya ng elektron sa conduction band. Kapag ang electric current ay inilapat sa pamamagitan ng naturang koneksyon, ang elektron ay nakakakuha ng mataas na enerhiya, upang pagkatapos ay lumipat sa mas mataas na enerhiya na conduction band ng isa pang semiconductor. Sa sandali ng pagsipsip ng enerhiya na ito, ang lugar ng paglamig ng konduktor ay pinalamig. Kung ang agos ay pumapasok baligtad na direksyon– pagkatapos ito ay humahantong sa pag-init ng contact point at sa karaniwang thermal effect.

Kung sa isang panig ay may mahusay na pagwawaldas ng init, halimbawa, kapag gumagamit ng mga sistema ng radiator, kung gayon ang malamig na bahagi ay maaaring magbigay ng napakababang temperatura, na magiging sampu-sampung degree na mas mababa kaysa sa temperatura ng nakapaligid na mundo. Ang magnitude ng kasalukuyang ay proporsyonal sa antas ng paglamig. Kung binago mo ang polarity ng electric current, ang mga gilid (mainit at malamig) ay nagbabago lamang ng mga lugar.

Sa pakikipag-ugnay sa isang ibabaw ng metal, ang elemento ng Peltier ay nagiging napakaliit na halos imposibleng mapansin laban sa background ng ohmic heating at iba pang mga thermal conduction effect. Iyon ang dahilan kung bakit sa pagsasanay ay ginagamit ang dalawang semiconductor.

Ang bilang ng mga thermocouple ay maaaring magkakaiba - mula 1 hanggang 100, dahil sa kung saan posible na gumawa ng isang elemento ng Peltier na may halos anumang kapasidad sa pagpapalamig.

Praktikal na Aplikasyon

Sa ngayon, ang mga elemento ng Peltier aktibong ginagamit para sa:

  1. mga refrigerator;
  2. mga air conditioner;
  3. mga pampalamig ng sasakyan;
  4. mga pampalamig ng tubig
  5. PC video card;

Ang elemento ng Peltier ay malawakang ginagamit sa iba't ibang sistema ng pagpapalamig, kabilang ang mga refrigerator at air conditioner. Ang kakayahan nitong maabot ang napakababang temperatura ay ginagawa itong isang mahusay na solusyon para sa paglamig ng mga electrical appliances o teknikal na kagamitan na nakalantad sa init. Ngayon, ginagamit ng mga developer ang mga elemento ng Peltier sa mga acoustic at sound system, kung saan gumaganap sila bilang isang regular na cooler. Ang kawalan ng matinding tunog ay ginagawang halos tahimik ang proseso ng paglamig, na isang mahusay na bentahe ng elemento.

Sa kasalukuyan, ang teknolohiyang ito ay napakapopular dahil sa kanyang napaka malakas na pagwawaldas ng init. Bilang karagdagan, ang mga modernong elemento ng Peltier ay may napaka-compact na sukat, at ang kanilang mga radiator ay maaaring mapanatili ang nais na temperatura sa loob ng mahabang panahon. Ang isa pang bentahe ng mga elemento ng Peltier ay ang kanilang tibay, dahil... binubuo ang mga ito ng mga solid, nakatigil na elemento, na binabawasan ang posibilidad ng mga pagkasira. Ang disenyo ng pinakakaraniwang uri ay mukhang napaka-simple at may kasamang dalawang konduktor ng tanso na may mga contact at mga wire sa pagkonekta, pati na rin ang isang insulating elemento, na gawa sa hindi kinakalawang na asero o mga ceramic na materyales.

Isinasaalang-alang ang pagiging simple ng disenyo, ang paggawa ng isang elemento ng Peltier gamit ang iyong sariling mga kamay sa bahay ay hindi mahirap. Maaari itong gamitin para sa mga refrigerator o iba pang appliances. Bago simulan ang trabaho, kailangan mong maghanda ng dalawang metal plate at mga kable na may mga contact. Sa una, ihanda ang mga konduktor na kailangang i-install sa base ng elemento. Bilang isang tuntunin, ginagamit ang mga konduktor na may markang "PP".

Ito rin ay nagkakahalaga ng pag-aalaga ng mga semiconductor sa output nang maaga. Gagamitin ang mga ito upang ilipat ang init sa tuktok na plato. Gumamit ng panghinang sa panahon ng pag-install. Sa huling yugto kailangan mong ikonekta ang dalawang wire. Ang una ay naka-install sa base at matatag na naayos malapit sa pinakalabas na konduktor. Mahalagang tiyakin na ang anumang kontak sa plato ay tinanggal.

Ang pangalawang konduktor ay nakakabit sa itaas. Ito ay naayos sa parehong paraan tulad ng una - sa pinakalabas na konduktor. Upang suriin ang functionality ng device, dapat kang gumamit ng tester. Ikonekta lamang ang dalawang wire sa device at suriin ang boltahe. Ang paglihis ng boltahe ay magiging maging sa isang lugar sa paligid ng 23 V.

Paano gumawa ng mga elemento ng Peltier para sa refrigerator?

Ang do-it-yourself na mga elemento ng Peltier para sa refrigerator ay madali at mabilis ding gawin. Ang unang bagay na kailangan mong isaalang-alang bago magtrabaho ay ang materyal ng plato. Dapat itong matibay na keramika. Tulad ng para sa mga konduktor, kailangan nilang maging handa hindi bababa sa 20 piraso, na magbibigay-daan upang makamit ang maximum na pagkakaiba sa temperatura. Sa wastong pagkalkula, ang kahusayan ay maaaring tumaas ng 70%.

Malaki ang nakasalalay sa kapangyarihan ng kagamitang ginamit. Kung ang refrigerator ay nagpapatakbo sa batayan ng likidong freon, pagkatapos ay hindi magkakaroon ng mga problema sa kapangyarihan. Ang elemento ng Peltier, na ginawa sa pamamagitan ng kamay, ay direktang naka-install sa tabi ng evaporator, na naka-install kasama ng motor. Para sa naturang pag-install kakailanganin mong mag-stock sa pinakakaraniwang hanay ng mga tool at gasket. Ilalapat ang mga ito sa elemento ng modelo mula sa panimulang relay. Sa solusyon na ito, ang paglamig sa ibabang bahagi ng device ay magaganap nang mas mabilis.

Ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na bago ka gumawa ng isang elemento ng Peltier para sa refrigerator gamit ang iyong sariling mga kamay, kailangan mong mag-stock ng sapat. mga de-koryenteng konduktor. Upang makamit ang pagkakaiba sa mga temperatura kapag bumubuo ng isang elemento gamit ang iyong sariling mga kamay, gumamit ng hindi bababa sa 16 na mga wire. Siguraduhing bigyan sila ng mataas na kalidad na pagkakabukod at pagkatapos lamang ikonekta ang mga ito sa compressor. Matapos matiyak na ang koneksyon sa pagitan ng mga wire ay maaasahan at secure, maaari kang magpatuloy sa pagkonekta sa kanila. Pagkatapos makumpleto ang pag-install, suriin muli ang limitasyon ng lakas ng boltahe gamit ang isang tester. Kung naantala ang operasyon ng elemento, maaapektuhan muna nito ang thermostat. Minsan nag short circuit.

Bilang karagdagan sa mga refrigerator, ang mga elemento ng Peltier ay aktibong ginagamit din sa mga cooler ng sasakyan. Ang paggawa ng de-kalidad na refrigerator ng kotse gamit ang iyong sariling mga kamay ay medyo simple din. Upang gawin ito, kailangan mong makahanap ng isang mahusay na ceramic plate na may kapal na hindi bababa sa 1.1 millimeters. Ang mga wire ay dapat na hindi modular. Pinakamainam na gumamit ng mga wire na tanso bilang conductor. throughput hindi bababa sa 4 Amperes.

Kaugnay nito, ang maximum na paglihis ng temperatura ay aabot sa sampung degree, na itinuturing na normal. Sa madalas na mga kaso, ginagamit ang mga konduktor na may markang "PR20", na pinamamahalaang makilala ang kanilang sarili nang may pinakamataas na pagiging maaasahan at katatagan ng operasyon. Bilang karagdagan, ang mga ito ay angkop para sa iba't ibang uri ng mga contact. Kapag ikinonekta ang isang aparato sa isang kapasitor, dapat kang gumamit ng isang panghinang na bakal.

Paano gumawa ng elemento ng Peltier para sa pampalamig ng inuming tubig?

Mas malamig inuming tubig- ito ay napakahalaga at kinakailangang aparato, na nagpapalamig o nagpapainit ng inuming tubig sa napapanahong paraan. Upang pabilisin ang proseso ng paglamig, maaari mong ilapat ang elemento ng Peltier. Magagawa mo itong kasing simple ng para sa refrigerator o car cooler:

  • Bilang isang plato, dapat mong gamitin ang eksklusibong isang ceramic na ibabaw.
  • Gumagamit ang device ng hindi bababa sa 12 conductor na makatiis ng mataas na resistensya.
  • Upang kumonekta, kailangan mong gumamit ng dalawang wire (mas mabuti na tanso). Ang elemento ay naka-install sa ilalim ng cooler. Bilang karagdagan, maaari itong madikit sa takip ng device. Ngunit para maiwasan ang mga posibleng short circuit, i-secure ang lahat ng mga kable sa grille o housing.

DIY Peltier element para sa mga air conditioner

Kung pinag-uusapan natin ang isang elemento ng Peltier para sa mga air conditioner, kung gayon maaari lamang itong gawin mula sa konduktor na "PR12". Ang katotohanan ay ang ganitong uri ng konduktor ay maaaring makatiis ng hindi normal na temperatura at may kakayahang maghatid ng hanggang 23V boltahe. Ang paglaban ay dapat magbago sa loob ng 3 ohms. Ang pinakamataas na pagkakaiba sa temperatura ay aabot sa 10 degrees at ang kahusayan ay magiging 65 porsiyento. Kailangan ang mga konduktor pumila.

Kapansin-pansin na ang elemento ng Peltier ay maaaring magsilbi bilang isang palamigan para sa isang video card ng personal na computer. Upang makagawa ng isang palamigan kailangan mong kumuha ng 14 na konduktor, mas mabuti na gawa sa tanso. Upang ikonekta ang isang elemento ng Peltier sa isang PC video card, kailangan mong gumamit ng non-modular conductor. Ang device mismo ay naka-mount sa tabi ng built-in na cooler sa video card. Maaari kang gumamit ng maliliit na sulok ng metal para sa pangkabit, at regular na mga mani para sa pag-aayos.

Kung mapapansin mo ang anumang matinding ingay o iba pang hindi likas na tunog sa panahon ng operasyon, ito ay nagkakahalaga ng pagsuri sa pag-andar ng mga kable at pag-inspeksyon sa bawat konduktor.

Ang mga karaniwang thermoelectric module ay may katumbas na prinsipyo ng pagpapatakbo. Sa artikulong ito ay pag-uusapan natin ang tungkol sa paggamit ng mga module ng Peltier-Seebeck sa mga heat exchange device at magbigay ng halimbawa ng pag-assemble ng water cooler at basic air cooling system na may posibilidad ng reverse starting (heating).

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng thermoelectric modules (TEMs) na ginagamit para sa paglamig ay batay sa Seebeck effect - ang kabaligtaran na proseso ng Peltier effect. Ang pangunahing elemento ay ang parehong TEM na inilarawan sa unang bahagi. Kapag inilapat ang direktang kasalukuyang sa field ng thermocouple, ang pagkakaiba ng temperatura ay sinusunod sa mga eroplano ng ceramic plate. Ito ay isang katotohanan batay sa isang prosesong thermodynamic, na hindi namin ilalarawan (upang hindi kami magsawa sa mga pang-agham na kalkulasyon), ngunit ipapakita namin kung paano ilapat ito sa pang-araw-araw na buhay.

Tandaan. Upang bumuo ng mga yunit, ang mga tagubilin para sa kung saan ay ibinigay sa ibaba, kakailanganin mo ng mga pangunahing praktikal na kasanayan sa pag-assemble ng mga de-koryenteng circuit. Ang mga ibinigay na modelo ng mga node ay tinatayang at maaaring mapalitan ng mga katulad (o higit pa/hindi gaanong makapangyarihan) sa pagpapasya ng master.

Paano gawing mas malamig ang iyong sariling tubig

Napagtanto na ng savvy reader na ang "miracle ladle" mula sa unang bahagi ay maaaring gamitin upang palamig ang mga likido kung patakbuhin mo ito "sa tapat na direksyon" sa pamamagitan ng pagkonekta ng direktang kasalukuyang.

Ang mga TEM ay ginagamit sa bawat water cooler. Posible na bumuo ng isang analogue ng pabrika na ito gamit ang iyong sariling mga kamay, at hindi ito gagana nang mas masahol pa. Ilalarawan namin ang prinsipyo ng pagpapatakbo at diagram ng pagpupulong. Ang mga pagpipilian sa layout at disenyo ay maaaring mapili batay sa iyong sariling mga pangangailangan. Halimbawa, gawin itong portable o stationary, na isinama sa kasangkapan sa kusina o isang sistema ng paggamot sa inuming tubig. Ang huling opsyon ay pinakamainam, dahil ang paglamig sa system ay makokontrol (sa sandaling maibigay ang kuryente).

Para dito kailangan namin:

  1. Isang rectangular flat sealed stainless steel container na may sukat na 100x100x30 (heat exchanger flask) na may ½ pulgadang sinulid na mga saksakan sa maiikling gilid. Ito ang tanging elemento na ang produksyon ay pinakamahusay na iniutos sa isang craftsman sa pabrika.
  2. Pag-inom ng suplay ng tubig na may sukat na ½ pulgada (mula sa lalagyan o suplay ng tubig).
  3. Power supply para sa 10-12 volts na may adjustable current.
  4. Thermoelectric modules TEC1-12705 (40x40) - 2 pcs.
  5. Mga wire na may cross section na 0.2 mm.
  6. Mainit na matunaw na pandikit o thermal paste.
  7. Susi para sa 2 channel (toggle switch, button).
  8. Crane, panghinang na bakal, panghinang.

Gamit ang mainit na pandikit, inaayos namin ang TEM sa prasko. Ikinonekta namin ang mga wire ayon sa kaukulang mga grupo (plus at minus). Tinutukoy namin ang isang maginhawang lokasyon para sa susi, na isinasaalang-alang ang posibilidad ng pagpapalit sa panahon ng pag-aayos at pag-access sa panahon ng paggamit. Isinama namin ito sa diagram. Ikinonekta namin ang mga wire sa power supply. Sinusubukan namin ang circuit.

Pansin! Kapag sinusubukan, limitahan ang iyong sarili sa pag-obserba sa mismong katotohanan ng tamang operasyon, ngunit huwag subukang ilapat ang maximum na pag-load ng tuyo - maaari itong humantong sa pagkabigo ng TEM (hindi ito maaaring ayusin).

Pagkatapos ay ikinonekta namin ang inlet fitting ng heat exchanger flask na may water supply channel, at ang outlet na may inlet (flexible o rigid) sa gripo.

Pinupuno namin ang sistema ng tubig at itinakda ang pinakamainam na kasalukuyang lakas sa kinakailangang presyon ng jet. Ang pinakamainam na presyon ay medyo mas malakas kaysa sa gravity. Ito ay magiging sapat na upang mangolekta ng malamig na inuming tubig. Ang natitirang mga nuances - mga fastener, haba ng mga wire, lokasyon - ay pulos indibidwal sa bawat indibidwal na kaso.

Ang pangunahing sistemang ito ay maaaring mabuo at mapabuti. Halimbawa, ang pag-install ng termostat sa isang heat exchanger at pagkonekta nito sa circuit sa halip na isang susi (toggle switch) ay angkop kung saan ang tubig ng isang tiyak na temperatura ay palaging kailangan. Ang heat exchanger flask ay maaaring gawin ng pilak para sa karagdagang ionization ng tubig. Sa pamamagitan ng pagsasama ng EK-1674 DC-DC boost converter sa system, maaari mong bawasan ang pagkonsumo ng kuryente sa pinakamababa.

Pagkalkula ng mga gastos para sa pagbuo ng isang cooler:

Ang sistemang ito ay hindi nagsasangkot ng isang finned radiator, dahil ang itinakdang layunin - paglamig (ngunit hindi pagyeyelo) isang maliit na dami ng tubig (300 ml) - ay nakamit nang wala ito.

Paano gumawa ng mini-refrigerator, chiller o air conditioner gamit ang mga thermoelectric module sa iyong sarili

Ang isang mas mahirap na gawain ay ang paglamig ng hangin. Kung sa kaso ng tubig ang kahusayan ng palamigan ay ginagarantiyahan ng pagkakaiba sa density ng media (tubig - hangin), kung gayon sa kaso ng isang homogenous na daluyan (hangin - hangin) ang sitwasyon ay mas kumplikado. Ang pangunahing kahirapan ay ang pag-alis ng temperatura mula sa mainit na bahagi ng ibabaw ng TEM. Mas tiyak, sabay-sabay na pag-alis ng temperatura mula sa parehong mga ibabaw. Kung i-on mo lang ang elementong Peltier-Seebeck, maghahalo ang pinainit at pinalamig na hangin at mag-equal ang temperatura.

Sa mga limitadong espasyo ng maliit na volume (hanggang sa 0.7 m3), ang isang cooling system batay sa TEM na may double-sided air outlet ay lubos na naaangkop. Ito ay nagpapahintulot sa iyo na bumuo ng isang bagong cooling box o magbigay ng pangalawang buhay sa isang lumang refrigerator (freezer). Upang gawin ito, kakailanganin mong gawing kumplikado ang system nang kaunti sa pamamagitan ng pagsasama ng isang pares ng mga exhaust fan ng mutual power, isang temperatura relay, isang finned radiator, at gumamit ng mas mahusay na thermoelectric modules.

Kakailanganin namin (para sa isang base cooling point):

  1. TEM TES1-12712 (40X40), 106 watts - 1 pc.
  2. Fan RQA 12025HSL 110VAC (o mas malakas) - 2 pcs.
  3. Radiator HS 036-100 (100x85x25 mm).
  4. Thermostat TAM-133-1m (temperatura relay na may sensor).
  5. DC power supply 12 volts, 6 amps (regulated).
  6. Duralumin sheet.
  7. Mga wire, thermal paste, mga fastener

Sa tapos na kahon, sa itaas na bahagi ng cooling zone, gumawa kami ng isang hugis-parihaba na window na may sukat na 100x100 mm. Pinutol namin ang dalawang duralumin plate na may sukat na 130x130 mm at 180x180 mm. Inaayos namin ang fan sa gitna ng mas maliit na plato upang mayroong 1 cm ng airflow Nag-install kami ng temperatura relay sa loob ng kahon. Inilalagay namin ang mas maliit na mga plato mula sa loob ng kahon (na may fan sa loob ng kahon) gamit ang mga turnilyo o rivet sa pamamagitan ng sealant. Idinikit namin ang mga TEM sa naka-mount na plato at inilabas ang mga wire. Pinutol namin at yumuko ang malaking plato upang magkasya ito sa mounting hole, ngunit sa parehong oras may mga panig para sa pag-aayos sa dingding ng kahon mula sa labas. Ikinakabit namin ang radiator at ang pangalawang fan dito. Sagana naming pinadulas ang TEM ng thermal paste at inilalagay ang plato sa dingding ng kahon sa pamamagitan ng sealant.

Pansin! Dapat mayroong maximum na contact sa pagitan ng TEM area at ng plato!

Kinokolekta namin de-koryenteng circuit. Inirerekomenda namin na i-on ang mga fan sa isang pare-pareho ang maximum na kapangyarihan, at ang kasalukuyang para sa TEM sa pamamagitan ng regulator. Titiyakin nito ang epektibong pagbabasa ng temperatura at paghahalo ng hangin kapag nagtatrabaho iba't ibang mga mode(wala sa buong kapasidad).

Mga kalamangan ng disenyo na ito:

  • tahimik na operasyon kumpara sa mga refrigerator ng compressor;
  • kawalan ng mga mekanismo at gumagalaw na bahagi, mga puwersa ng alitan (walang masisira);
  • walang likidong coolant (freon) ang ginagamit;
  • kabuuang paggamit ng kuryente ay tungkol sa 200 watts;
  • maaari mong gawing makabago ang disenyo, iba-iba ang pagganap;
  • accessibility at maintainability ng mga indibidwal na unit.

Mga kapintasan:

  • maaaring lumitaw ang condensation sa duralumin plates;
  • panlabas na yunit pamamahala;
  • maraming mga kadahilanan at mga nuances ng trabaho ay ipinahayag sa eksperimento sa panahon ng paggamit;
  • maliit na lugar ng aplikasyon.

Pagkalkula ng mga gastos para sa pagbuo ng isang pangunahing sistema ng paglamig para sa isang refrigerator at air conditioner:

Pangalan Yunit pagbabago Qty Presyo ng yunit/kuskusin. St., kuskusin.
TEM TES1-12712 (40X40), 106 watts mga pcs. 1 600 600
Fan RQA 12025HSL 110VAC mga pcs. 2 150 300
Duralumin 3 mm mga pcs. 1 300 300
DC power supply mga pcs. 1 300 300
Thermostat TAM-133-1m mga pcs. 1 250 250
Radiator HS 036-100 mga pcs. 1 220 220
Mga wire, thermal paste, fastener, solder - - 300 300
Kabuuan 2270

Sa prinsipyo, ang disenyo na ito ay isang yari na built-in na air conditioner na maaaring mai-install sa cabin ng isang kotse, traktor, sa isang closed enclosure o security booth. Kailangan mo lang mag-isip tungkol sa nakabubuo na proteksyon mula sa pag-ulan.

Ang power reserve ng TEC1-12712 module ay medyo malaki. Ang amplitude ng temperatura sa mga gilid ng elemento ay maaaring umabot sa 50 degrees. Sa temperatura ng silid na +27 °C at gamit ang isang liquid cooling system (radiator + fan), makakamit mo ang isang kahanga-hangang minus 25 °C sa output! Ito ay nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng compressor-free at tahimik mga freezer kahit sa bahay.

Saan pa ginagamit ang mga thermoelectric modules?

Ang epekto ng Peltier-Seebeck ay kilala mula noong 1840s. Ito ay aktibong ginagamit hanggang sa araw na ito, salamat sa katatagan ng mga batas ng pisika. Palaging mayroong isang lugar para sa isang thermoelectric module kung saan mayroong labis na enerhiya o kung saan ang pagpapalitan ng init ay kailangang isagawa nang mabilis at tahimik.

Pangunahing mga aplikasyon ng thermoelectric modules:

  1. Paglamig ng chip. Ang mga tagahanga, bilang pangunahing tagapagpalit ng init, ay nagiging isang bagay ng nakaraan. Ang mga ito ay pinapalitan ng mga compact, tahimik at halos walang hanggang TEM.
  2. Mechanical engineering. Kahit na ang pinakamodernong internal combustion engine ay naglalabas ng mga maubos na gas mula sa combustion chamber. Ginagamit sila ng mga inhinyero mataas na temperatura upang makakuha ng karagdagang enerhiya gamit ang mga elemento ng Peltier. Ang nakolektang enerhiya ay ibinalik sa mga sistema ng makina, ngunit sa anyo ng direktang kasalukuyang, na nakakatipid ng gasolina.
  3. Mga gamit sa bahay. Lahat ng inilarawan sa itaas at karamihan mga gamit sa bahay gumagana para sa paglamig o pag-init (maliban sa mga refrigerator ng compressor).

At isang huling maliit na sikreto. Ang aming module ay may halos mahimalang pag-aari - reversibility. Nangangahulugan ito na kapag ang polarity ng kasalukuyang DC sa mga wire ng module ay nabaligtad (gamit ang isang switch), ang mainit at malamig na mga ibabaw ay nagbabago ng mga lugar. Ang cooler ay nagiging pampainit, ang refrigerator ay isang thermal chamber (incubator), at ang air conditioner ay isang low-power fan heater. Upang gawin ito, hindi mo kailangang baguhin ang circuit ng device. Ang pagpapalit lamang ng polarity ay sapat na.

Ang prinsipyong ito ay ginagamit sa isang aparato na tinatawag na recuperator. Ito ay isang kahon na binubuo ng dalawang nakahiwalay na silid na nakikipag-usap sa isa't isa gamit ang mga bentilador. Sa tulong ng mga module ng Peltier, ang malamig na hangin mula sa kalye ay pinainit ng enerhiya na nakuha mula sa pinainit na hangin, na inalis mula sa silid. Ang aparato ay nagbibigay-daan sa iyo upang makatipid sa pag-init ng iyong tahanan.

Vitaly Dolbinov, rmnt.ru



MGA KAUGNAY NA ARTIKULO