Элементы Пельтье — охлаждение и нагрев

Принцип деяния термоэлектрических модулей (ТЭМ), применяемых для остывания, основан на эффекте Зеебека — оборотном процессе относительно эффекта Пельтье. Основной элемент — всё тот же ТЭМ, описанный в первой части. При подаче неизменного тока на поле термопар наблюдается разность температур на плоскостях глиняной пластинки. Это факт, основанный на термодинамическом процессе, который мы обрисовывать не будем (чтоб не утомлять научными выкладками), но покажем, как применить его в быту.

Примечание. Для постройки агрегатов, аннотации к которым приведены ниже, пригодятся базисные практические способности сборки электронных цепей. Приведённые модели узлов являются примерными и могут быть изменены на подобные (либо приемлимо массивные) по усмотрению мастера.

Как самостоятельно изготовить кулер для охлаждения воды

Толковый читатель уже сообразил, что «чудо-ковшик» из первой части можно использовать для остывания воды, если запустить его «в оборотную сторону», подключив неизменный ток.

ТЭМ использованы в каждом кулере для воды. Аналог этого промышленного устройства полностью можно выстроить своими руками, при всем этом работать он будет не ужаснее. Мы опишем сам механизм работы и схему сборки. Сборку и варианты выполнения можно подобрать, исходя из собственных потребностей. К примеру, сделать его переносным либо стационарным, встроенным в кухонную мебель либо систему подготовки питьевой воды. Последний вариант оптимален, так как остывание в системе будет управляемым (по факту подачи питания).

Для этого нам пригодится:

  1. Прямоугольная плоская герметичная ёмкость из нержавейки с размерами 100х100х30 (фляга-теплообменник) с резьбовыми выходами на 1/2 дюйма по маленьким сторонам. Это единственный элемент, изготовка которого лучше заказать мастеру на заводе.
  2. Подводка питьевой воды с фитингом на 1/2 дюйма (из ёмкости либо водопровода).
  3. Блок питания на 10–12 вольт с регулировкой силы тока.
  4. Термоэлектрические модули TEC1–12705 (40x40) — 2 шт.
  5. Провода сечением 0,2 мм.
  6. Термоклей либо термопаста.
  7. Ключ на 2 канала (переключатель, кнопка).
  8. Кран, паяльничек, припой.

С помощью термоклея закрепляем ТЭМ на флягу. Соединяем провода по подходящим группам (плюс и минус). Определяем комфортное место расположения ключа, беря во внимание возможность подмены при ремонте и доступность при использовании. Включаем его в схему. Присоединяем провода к блоку питания. Проводим тесты цепи.

Внимание! При испытаниях ограничьтесь наблюдением самого факта правильной работы, но не пытайтесь дать критическую нагрузку насухую — это может привести к выходу из строя ТЭМ (ремонту не подлежит).

Потом соединяем входной фитинг фляги-теплообменника с каналом подачи воды, а выходной — с подводкой (гибкой либо жёсткой) к крану.

Заполняем систему водой и выставляем лучшую силу тока при подходящем напоре струи. Лучший напор — чуток посильнее самотёка. Для забора холодной питьевой воды этого будет полностью довольно. Другие аспекты — крепёж, длина проводов, размещение — чисто персональны в каждом отдельно взятом случае.

Данную базисную систему можно развивать и улучшать. К примеру, установить термостат в теплообменнике и включить его в цепь заместо ключа (тумблера) — подойдёт там, где повсевременно нужна вода определённой температуры. Флягу-теплообменник можно выполнить из серебра для дополнительной ионизации воды. Включив в систему повышающий преобразователь неизменного напряжения ЕК-1674, можно уменьшить расход электроэнергии до минимума.

Расчёт издержек на построение кулера:

Наименование Ед. изм. Кол-во Стоимость ед./руб. Ст-ть, руб.
Теплообменник из нержавейки (с работой) шт. 1 1000 1000
ТЭМ TEC1-12705 (40x40), 53 ватт шт. 2 300 600
Блок питания шт. 1 300 300
Ключ шт. 1 50 50
Провода 0,2 мм м 5 6 30
Термоклей (термопаста) Radial 2 мл шт. 1 150 150
Трубы, фитинги, подводки - - 300 300
Итого 2430

В этой системе не задействован ребристый радиатор, т. к. поставленная цель — остывание (но не заморозка) маленького объёма воды (300 мл) — достигается и без него.

Как изготовить мини-холодильник, чиллер или кондиционер на теплоэлектрических модулях своими силами

Более непростая задачка — остывание воздуха. Если в случае с водой эффективность работы кулера обещана различием плотности сред (вода — воздух), то в случае с однородной средой (воздух — воздух) дело обстоит труднее. Основная трудность — отвод температуры с жаркой стороны поверхности ТЭМ. Поточнее — синхронный отвод температуры с обеих поверхностей. Если просто запустить элемент Пельтье-Зеебека, подогретый и охлаждённый воздух смешаются, и температура выровняется.

В замкнутых местах малого объёма (до 0,7 м3) полностью применима охлаждающая система на базе ТЭМ с двухсторонним воздушным отводом. Это позволяет выстроить новый охлаждающий бокс либо дать вторую жизнь старенькому холодильнику (морозильной камере). Для этого придётся мало усложнить систему, включив в неё пару отводящих вентиляторов взаимной мощности, реле температуры, ребристый радиатор и использовать более производительные теплоэлектрические модули.

Нам пригодится (для одной базисной точки остывания):

  1. ТЭМ ТЕС1–12712 (40Х40), 106 ватт — 1 шт.
  2. Вентилятор RQA 12025HSL 110VAC (либо сильнее) — 2 шт.
  3. Радиатор HS 036–100 (100x85x25 мм).
  4. Термостат ТАМ-133–1м (реле температуры с датчиком).
  5. Блок питания неизменного тока 12 вольт, 6 ампер (с регулировкой).
  6. Лист дюралюминия.
  7. Провода, термопаста, крепёж

В готовом боксе, в высшей части охлаждаемой зоны, делаем прямоугольное окно размерами 100х100 мм. Вырезаем две пластинки дюралюминия размерами 130х130 мм и 180х180 мм. Фиксируем вентилятор по центру наименьшей пластинки таки образом, чтоб оставался продух 1 см. Устанавливаем реле температуры снутри бокса. Монтируем наименьшую из пластинок изнутри бокса (вентилятором вовнутрь бокса) на саморезы либо клёпки через герметик. Наклеиваем ТЭМы на смонтированную пластинку и выводим провода. Вырезаем и выгибаем огромную пластинку так, чтоб она заходила в монтажное отверстие, но при всем этом оставались бортики для фиксации к стене бокса снаружи. Фиксируем на неё радиатор и 2-ой вентилятор. Обильно смазываем термопастой ТЭМы и монтируем пластинку к стене бокса через герметик.

Внимание! Непременно должен быть наибольший контакт площади ТЭМ и пластинки!

Собираем электронную цепь. Советуем включить вентиляторы на постоянную наивысшую мощность, а силу тока для ТЭМ — через регулятор. Это обеспечит действенный съём температуры и смешивание воздуха при работе в различных режимах (не на полную мощность).

Достоинства данной конструкции:

Недочеты:

Расчёт издержек на построение базисной охлаждающей системы холодильника и кондиционера:

Наименование Ед. изм. Кол-во Стоимость ед./руб. Ст-ть, руб.
ТЭМ ТЕС1-12712 (40Х40), 106 ватт шт. 1 600 600
Вентилятор RQA 12025HSL 110VAC шт. 2 150 300
Дюралюминий 3 мм шт. 1 300 300
Блок питания неизменного тока шт. 1 300 300
Термостат ТАМ-133-1м шт. 1 250 250
Радиатор HS 036-100 шт. 1 220 220
Провода, термопаста, крепёж, припой - - 300 300
Итого 2270

В принципе, данная конструкция — готовый встраиваемый кондиционер, который можно установить в кабине автомобиля, трактора, в закрытом вольере либо будке охраны. Следует только обмыслить конструктивную защиту от осадков.

Припас мощности модуля ТЕС1–12712 достаточно велик. Амплитуда температур на сторонах элемента может достигать 50 градусов. При температуре воздуха в помещении +27 °С и применении системы жидкостного остывания (радиатор + вентилятор), можно извлечь на выходе впечатляющие минус 25 °С! Это позволяет создавать бескомпрессорные и тихие морозильные камеры даже в домашних критериях.

Где ещё применяют термоэлектрические модули

Эффект Пельтье-Зеебека известен с 1840-х годов. Его интенсивно употребляют и до настоящего времени, благодаря стойкости законов физики. Термоэлектрическому модулю всегда найдётся место там, где есть лишная энергия либо необходимо стремительно и бесшумно совершить термообмен.

Основное внедрения теплоэлектрических модулей:

  1. Остывание микросхем. Вентиляторы, как основной теплообменник, уходят в прошедшее. Им на замену идут малогабаритные, бесшумные и фактически нескончаемые ТЭМ.
  2. Машиностроение. Даже самый современный ДВС выделяет отработавшие газы из камеры сгорания. Инженеры употребляют их высшую температуру для получения дополнительной энергии с помощью частей Пельтье. Собранная энергия подаётся назад в системы мотора, но уже в виде неизменного тока, что позволяет сберегать горючее.
  3. Домашняя техника. Всё, что описано выше плюс большая часть бытовых устройств, работающих на остывание либо обогрев (не считая компрессорных холодильников).

И небольшой секрет в итоге. Наш модуль имеет практически расчудесное свойство — обратимость. Это означает, что при перемене полярности неизменного тока на проводах модуля (при помощи переключателя) жгучая и прохладная поверхность изменяются местами. Кулер преобразуется в нагреватель, холодильник в термическую камеру (инкубатор), а кондиционер — в маломощный тепловентилятор. Для этого не придётся изменять схему устройства. Довольно легко поменять полярность.

Этот принцип применен в устройстве под заглавием рекуператор. Он представляет собой бокс, состоящий из 2-ух изолированных камер, которые сообщаются меж собой с помощью вентиляторов. С помощью модулей Пельтье прохладный воздух с улицы подогревается энергией, извлечённой из нагретого воздуха, который отводится из помещения. Приспособление позволяет сберегать на отоплении дома.

Соль Аквафор 10 кг

Соль «Аквафор» — безупречный расходный материал для водоочистительных систем этого производителя. Ее применение содействует высококачественному восстановлению ионообменных смол, что позволяет эксплуатировать оборудование очень длительно. Это незапятнанная соль без добавок, которая может быть применена для решения самых различных задач.

Основные характеристики

Материал выпускается в виде гранул, медлительно растворяющихся в воде. Отсутствие каких-то примесей делает соль неопасной для внутренних поверхностей очистителя. При использовании других расходных материалов вероятны варианты. Применение аквафоровских пилюль помогает значительно понизить расход воды в процессе восстановления фильтра.

Copyright © 2020 - 2024