Στοιχείο Peltier γνωστό και ως θερμοηλεκτρική μονάδα
Λίγη θεωρία.
Μονό στοιχείο θερμοηλεκτρική μονάδα (TEM) είναι ένα θερμοστοιχείο που αποτελείται από δύο ανόμοια στοιχεία με αγωγιμότητα τύπου p και n. Τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μια χάλκινη πλάκα σύνδεσης. Οι ημιαγωγοί με βάση το βισμούθιο, το τελλούριο, το αντιμόνιο και το σελήνιο χρησιμοποιούνται παραδοσιακά ως υλικά στοιχείων.
Θερμοηλεκτρική μονάδα (στοιχείο Peltier) είναι ένα σύνολο θερμοστοιχείων που συνδέονται ηλεκτρικά, συνήθως σε σειρά. Σε μια τυπική θερμοηλεκτρική μονάδα, τα θερμοστοιχεία τοποθετούνται ανάμεσα σε δύο επίπεδες κεραμικές πλάκες οξειδίου του αλουμινίου ή νιτριδίου. Ο αριθμός των θερμοστοιχείων μπορεί να ποικίλλει πολύ - από λίγα έως εκατοντάδες ζεύγη, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δημιουργία TEM σχεδόν οποιασδήποτε ψυκτικής ισχύος - από δέκατα έως εκατοντάδες watt.
Όταν ένα άμεσο ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από μια θερμοηλεκτρική μονάδα, σχηματίζεται διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πλευρών της - η μία πλευρά (κρύα) ψύχεται και η άλλη (ζεστή) θερμαίνεται.Εάν παρέχεται αποτελεσματική αφαίρεση θερμότητας στη ζεστή πλευρά του TEM, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα ψυγείο, τότε στην ψυχρή πλευρά μπορείτε να αποκτήσετε θερμοκρασία που θα είναι δεκάδες βαθμούς χαμηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ο βαθμός ψύξης θα είναι ανάλογος του ρεύματος. Όταν η πολικότητα του ρεύματος αλλάζει, η ζεστή και η κρύα πλευρά αλλάζουν θέσεις.
Πρακτική.
Τα στοιχεία Pelte χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ψύξης. Αλλά δεν γνωρίζουν πολλοί άνθρωποι για την άλλη ιδιότητά τους - την παραγωγή ενέργειας. Αυτή η εργαστηριακή εργασία είναι αφιερωμένη στη μελέτη αυτών των δυνατοτήτων.
Στοιχείο 50*50 mm, τοποθετημένο ανάμεσα σε δύο ράβδους αλουμινίου. Οι επιφάνειές τους έχουν προηγουμένως αλεσθεί και λιπαίνονται με πάστα KPT. Μία από τις ράβδους έχει διαμπερείς οπές από τις οποίες περνάει ένας χάλκινος σωλήνας για ψύξη με νερό. Να τι συνέβη:
Συνδέστε το νερό στο ψυγείο στη μία πλευρά Στοιχείο Peltier, και βάλτε το άλλο στον καυστήρα. Συνδέουμε μια λάμπα 10W 6 volt στην έξοδο του στοιχείου. Το αποτέλεσμα είναι ότι η γεννήτριά μας λειτουργεί!
Η εμπειρία αποδεικνύει ότι το στοιχείο Peltier παράγει καλά ηλεκτρική ενέργεια. Το φως καίει αρκετά έντονα, η τάση είναι περίπου 4,5 βολτ.
Η θέρμανση στους 160 βαθμούς δεν ήταν η βέλτιστη· στους 120 βαθμούς το αποτέλεσμα ήταν μόνο 10% χειρότερο.
Η θερμοκρασία του ψυκτικού στην έξοδο είναι δέκα βαθμοί, στην είσοδο είναι ένας βαθμός λιγότερο. Κρίνοντας από αυτά τα αποτελέσματα, το νερό δεν είναι τόσο απαραίτητο για την ψύξη...
Με βοήθεια στοιχεία Peltier Μπορείτε να παράγετε ηλεκτρισμό σε μια αποστολή, σε ένα ταξίδι κατασκήνωσης, σε μια χειμερινή καλύβα κυνηγιού, με μια λέξη, σε οποιοδήποτε μέρος μπορεί να χρειαστεί. Φυσικά, αν έχετε καυσόξυλα ή λαμπερή ηλιοφάνεια, και σίγουρα κάποια εφευρετικότητα.
Χρήση θερμοηλεκτρικής μονάδας.
Μια τέτοια θερμοηλεκτρική γεννήτρια θυμούνται καλά όσοι θυμούνται τα σοβιετικά κρατικά και συλλογικά αγροκτήματα. Λένε ότι κατά τη διάρκεια του πολέμου οι Γερμανοί δεν μπορούσαν να καταλάβουν πώς οι παρτιζάνοι μπορούσαν να διεξάγουν ραδιοφωνικές εκπομπές για μεγάλο χρονικό διάστημα από ένα πολιορκημένο δάσος.
Ναι, όπως λένε - αν πληρώνονταν οι επιστήμονές μας, θα είχαν εφεύρει το iPhone το '85! :-)
Θερμοηλεκτρικό ψυγείο
Θερμοηλεκτρικό ψυγείο (επιλογή 2)
Θερμοηλεκτρικό ψυγείο (επιλογή 3)
Ψύκτη αυτοκινήτου για κονσέρβες ποτών
Ψύκτη πόσιμου νερού
Θερμοηλεκτρικό κλιματιστικό για καμπίνα KAMAZ
Το νερό χύνεται σε μια τέτοια «κουτάλα», τοποθετείται στη φωτιά και, παρακαλώ, επαναφορτίστε το κινητό σας τηλέφωνο. Όλο το μυστικό βρίσκεται στο βάθος, ο Peltier είναι «θαμμένος» εκεί
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτό το σχέδιο.
Επί του παρόντος, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη χρήση μονάδων θερμοηλεκτρικής γεννήτριας σε οικιακές συσκευές. Πρώτα απ 'όλα, αυτό αφορά τη δυνατότητα τροφοδοσίας καταναλωτών χαμηλής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας - ραδιόφωνα, κινητά και δορυφορικά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές, συσκευές αυτοματισμού κ.λπ. από υπάρχουσες πηγές θερμότητας. Μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια, η οποία δεν έχει περιστρεφόμενα, τριβόμενα ή άλλα μέρη που φθείρουν, σας επιτρέπει να λαμβάνετε απευθείας ηλεκτρική ενέργεια από οποιαδήποτε πηγή θερμότητας: καυσαέρια κινητήρων εσωτερικής καύσης, ζεστό νερό από γεωθερμικές πηγές, «απόβλητα» θερμότητας από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς κ.λπ. . Με γνώμονα την εμπειρία που αποκτήθηκε στη δημιουργία βιομηχανικών θερμοηλεκτρικών γεννητριών (TEG) διαφόρων ισχύος - από πολλά Watt έως πολλά κιλοβάτ, η IPF CRYOTHERM ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή οικιακών TEG ονομαστικής ισχύος 8 W.Δομικά, η γεννήτρια είναι κατασκευασμένη με τη μορφή κάδου αλουμινίου με εσωτερικό όγκο περίπου 1 λίτρου, στο κάτω μέρος του οποίου είναι εγκατεστημένες μονάδες γεννήτριας που παράγονται από την IPF Kryotherm.
Η διαφορά θερμοκρασίας που απαιτείται για τη λειτουργία της γεννήτριας επιτυγχάνεται όταν η κουτάλα θερμαίνεται, για παράδειγμα, από τη φλόγα μιας φωτιάς. Το νερό που θερμαίνεται μέσα στην κουτάλα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μαγείρεμα ή άλλους σκοπούς. Αυτή η γεννήτρια προορίζεται κυρίως για χρήση σε απομακρυσμένα, δυσπρόσιτα μέρη για επαναφόρτιση μπαταριών για ατομικό εξοπλισμό επικοινωνίας και πλοήγησης, φωτισμό κ.λπ. Είναι απαραίτητο για κυνηγούς, τουρίστες, ναυτικούς, υπαλλήλους διάσωσης και ειδικών υπηρεσιών που αναγκάζονται να μείνουν μακριά από τα κεντρικά τροφοδοτικά για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Το πλεονέκτημα της γεννήτριας είναι το χαμηλό βάρος και όγκος, η υψηλή ειδική παραγόμενη ισχύς, η λειτουργικότητα και η υψηλή αξιοπιστία. Ο σχεδιασμός της γεννήτριας εξαλείφει την πιθανότητα υπερθέρμανσης όταν χρησιμοποιείται σωστά. Ως πρόσθετη επιλογή για τη γεννήτρια, προσφέρεται σταθεροποιητής βηματικής τάσης με εύρη 3 V - 6 V - 9 V - 12 V και προσαρμογείς για φορτιστές.
ΟΙΚΙΑΚΗ ΘΕΡΜΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ 1TG-8
Φύλλο δεδομένων
Βάρος χωρίς υγρό, kg, όχι περισσότερο από 0,55
Συνολικές διαστάσεις, mm
με λαβή
χωρίς λαβή250x130x110; 123, h=100
Εσωτερικός όγκος, dm31,0
Ονομαστική παραγόμενη ισχύς, W, όχι μικρότερη από 8,0
Τάση εξόδου, V3.0; 12.0
Ρεύμα, mA660 ? 2660
Και εδώ είναι ένα άλλο παράδειγμα χρήσης.
Η γεννήτρια αποτελείται από τέτοιους μικρούς θερμοηλεκτρικούς πυκνωτές.
Χάρη στη χρήση των πιο πρόσφατων υλικών, οι θερμοηλεκτρικές γεννήτριες (TEG) είναι ήδη ικανές να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με ισχύ έως και 1000 W.
Η θερμική γεννήτρια θα ευχαριστήσει ιδιαίτερα τους λάτρεις της δυναμικής οδήγησης: εξάλλου, όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα του κινητήρα, τόσο περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια παράγεται, η οποία στο μέλλον μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υβριδικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, για παράδειγμα, για ακόμη καλύτερη δυναμική επιτάχυνσης.
Σχεδόν τα δύο τρίτα της ενέργειας καυσίμου στους σύγχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης «πετούν» στην ατμόσφαιρα μαζί με τη θερμότητα. Ως εκ τούτου, οι μηχανικοί της BMW, μαζί με ειδικούς της αμερικανικής αεροδιαστημικής υπηρεσίας NASA, εργάζονται ενεργά σε τεχνολογίες για τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας των καυσαερίων σε ηλεκτρική ενέργεια. Τέτοιες εγκαταστάσεις έχουν ένα άλλο θετικό αποτέλεσμα: πρόσθετη θέρμανση ενός ψυχρού κινητήρα. Προς το παρόν, το TEG «τυλίγει» ένα τμήμα του σωλήνα εξάτμισης, αλλά στο μέλλον σχεδιάζεται να ενσωματωθεί αυτό το σύστημα στον καταλύτη, χρησιμοποιώντας έτσι το θερμικό του καθεστώς. Για μια μεγαλύτερης κλίμακας εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας στο αυτοκίνητο, το κάτω μέρος του αμαξώματος θα πρέπει να εκσυγχρονιστεί, επεκτείνοντας το κεντρικό τούνελ σε ορισμένα σημεία. Αναμένεται ότι ένα τέτοιο σύστημα θα είναι πολύ σύντομα σε θέση να παρέχει 5 τοις εκατό εξοικονόμηση καυσίμου, αυξάνοντας την απόδοση του κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Αυτό είναι ένα στοιχείο Peltier ή μια θερμοηλεκτρική μονάδα!
Παρόμοια master classes
Ιδιαίτερα ενδιαφέρον
Σχόλια (22)
