Peltierove Prvky Alebo Bezplatná Elektrina Z Ohňa

Obsah:

Peltierove Prvky Alebo Bezplatná Elektrina Z Ohňa
Peltierove Prvky Alebo Bezplatná Elektrina Z Ohňa

Video: Peltierove Prvky Alebo Bezplatná Elektrina Z Ohňa

Video: Peltierove Prvky Alebo Bezplatná Elektrina Z Ohňa
Video: 6 elektřina vyznáte se ve fakturách 2024, Marec
Anonim
  • Dizajn termoelektrického modulu
  • Zhromažďujeme TEM na 5 V
  • Energetická pec
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa

Akýkoľvek chemický proces prebieha pri uvoľňovaní rôznych druhov energie. Po celú dobu sa používal taký silný zdroj ako spaľovanie. Dá sa to nazvať primárnym zdrojom tepla a svetla. Takmer všetky látky na Zemi horia, pričom emitujú teplo a svetlo v rôznych množstvách. Premena tepelnej energie na elektrickú nie je zložitá, ak máte po ruke fungujúcu parnú turbínu, podobnú tej, ktorá je inštalovaná na KVET. Jedná sa o objemné a zložité zariadenie, ktoré pravdepodobne nenájde miesto v kotolni vidieckeho domu. Pokúsime sa ťažiť z tepla generovaného kúrením kachlí alebo ohrevom vody.

Peltierov jav je jav teplotného rozdielu, keď termočlánky dvoch rôznych typov vodičov (typu p a typu n) interagujú, keď nimi prechádza jednosmerný prúd. Seebeckov efekt je dôsledkom Peltierovho javu, keď sa pri zahriatí jedného z termočlánkov generuje elektrický prúd. Nebudeme podrobne popisovať termodynamiku procesu - tieto informácie, ktoré sú ťažko pochopiteľné, je možné ľahko nájsť v referenčnej literatúre. Zaujíma nás výsledok a možnosti jeho praktického využitia.

Dizajn termoelektrického modulu

Termoelektrický modul (TEM) sa skladá z mnohých termočlánkov spojených medenou doskou. Pole termočlánku je prilepené medzi dvoma keramickými doskami. Takýto modul je možné zostaviť iba vo výrobe. Doma však bude možné zostaviť niekoľko TEM pre vaše vlastné potreby. Prvky Peltier-Seebeck sú voľne dostupné v špecializovaných predajniach (a na webových stránkach) predávajúcich technologické zariadenia.

Zhromažďujeme TEM na 5 V

Čo potrebuješ:

  • Peltierov modul TEC1-12705 (40x40) - 2 ks;
  • stupňový prevodník konštantného napätia EK-1674;
  • duralový plech s hrúbkou 3 mm;
  • nádrž na vodu s dokonale plochým dnom (vedro);
  • horúce lepidlo;
  • spájkovačka.
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa

Z plátu duralu sme vystrihli dva rovnaké pláty, o niečo viac ako dva moduly ležiace vedľa seba. Dosky na moduloch z oboch strán zafixujeme tavným lepidlom. Výsledný „sendvič“zafixujeme (tavíme) na spodok vedra. Takýto dizajn sa už dá podpáliť, ale na výstupe dostaneme zbytočné 1,5 V. Pre vylepšenie charakteristík potrebujeme stupňovitý prevodník, ktorý spájkujeme do obvodu. Zvýši napätie na 5V, čo je dosť na nabitie mobilného telefónu.

Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa

Pozor! Prevodník má rozmery 1,5x1,5 cm. Ak nemáte odborné znalosti, zverte spájkovanie špecialistovi.

Teplotný rozdiel v našom návrhu sa získa zahriatím jednej strany (z pece alebo plameňa) a ochladením druhej (voda v naberačke). Čím väčší je rozdiel, tým efektívnejšie bude modul samozrejme fungovať. Preto je pre prácu v režime mikrogenerátora potrebná relatívne nízka teplota vody v panve (je lepšie ju pravidelne vymieňať). Na vytvorenie vytúženého 5 V stačí postaviť konštrukciu na pohár s horiacou sviečkou.

Proporcionálnou kombináciou viacerých modulov získame efektívnejší systém výroby energie. V súlade s tým zväčšením konštrukcie úmerne zvýšime výmenník tepla. V takom prípade musí byť povrch, ktorý sa má ochladiť, úplne pokrytý nádobou s vodou (najjednoduchšia a najdostupnejšia možnosť).

Všetko je také jednoduché, že okamžite existuje túžba zostaviť viac modulov do jedného systému a generovať z ohňa 220 V. A potom pripojte ohrievač oleja alebo klimatizáciu. Takýto jednoduchý systém má svoje nevýhody a hlavný je nízka účinnosť. Spravidla tento údaj nepresahuje 5%. To vedie k relatívne nízkej prúdovej sile 0,5 - 0,8 A a veľmi nízkemu výkonu - až 4 W.

Pre čerpadlo alebo žiarovku je to zanedbateľné, ale úplne postačujúce na:

  • nabíjanie batérií až po motocykel (vo verziách úmerných požiadavkám);
  • práca s lampami vyžarujúcimi diódu (LED);
  • rádiový prijímač.

V zime bude systém umiestnený na zdroji tepla umiestnenom vonku pracovať čo najefektívnejšie.

Náklady na materiál na montáž termoelektrického mikrogenerátora na 5 V:

názov cena, trieť. Poznámka Peltierov modul TEC1-12705 (40x40) * - 2 ks. 600 Cena za 2 ks. Prevodník zosilnenia jednosmerného napätia EK-1674 320 Dural 300 List pre lopatovú verziu Tavné lepidlo radiálne 150 2 ml Naberačka 100 Nový Spolu za materiály 1470

* - tento model položky bol vybraný z cenových dôvodov. Rozsah TEM od dodávateľských spoločností je pomerne široký, čo vám umožňuje zvoliť si efektívnejšie modely (do 8 V) (sú podstatne drahšie).

Továrenské výrobky tohto dizajnu sa práve začínajú objavovať v predaji. Sériová výroba sa vykonáva v malých sériách a sortiment je malý. Náklady na takúto „naberačku“začínajú na 2 500 rubľov.

Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa

Továrenský termogenerátor je zariadenie založené na Peltier-Seebeckovom efekte, ktoré je možné pripevniť priamo na ohriaty povrch. Od vyššie popísaného dizajnu sa vyznačuje továrenským dizajnom (a teda spoľahlivosťou), absenciou kvapalného výmenníka tepla (namiesto neho - rebier na chladenie vzduchom) a vyššou cenou.

Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa

Štandardný "cestovný" termogenerátor má tieto vlastnosti:

Napätie 13,5V Sila prúdu 0,16 A Moc 2,2 wattu Váha 1,6-2 kg Pancierový kábel Áno ochrana proti prehriatiu Áno Sada štandardných konektorov Áno Rozmery (cca) 150x150x200 mm cena Od 7000 rub.

Ako je zrejmé z tabuľky, spoľahlivosť a užitočnosť nie sú lacné. Zároveň nemožno tvrdiť, že je funkčne nadradený domácej verzii s vedierkom. Pôsobivých 13,5 voltov urýchli nabíjanie mobilných telefónov, na túru však budete musieť nosiť 2 kg váhy, čo je vzhľadom na veľkosť zariadenia cenovo nedostupný luxus. A samozrejme, cena vás núti premýšľať. Za túto sumu nezoženiete „termické vedro“, ale „termálnu panvicu“a pokojne nabijete notebook. A ešte jedna nuance - zariadenie stále vyžaduje upevnenie na kovovej doske v prípade použitia otvoreného plameňa.

Všeobecne je to príjemný a pohodlný doplnok pre tých, ktorí nemajú problémy s peniazmi a voľným priestorom v kufri.

Energetická pec

Energetická pec je dodnes apoteózou používania TEM v každodennom živote. Toto je továrenský výrobok, v skutočnosti kachle na všetky druhy tuhého paliva s integrovaným termoelektrickým modulom. Ideálne pre lovecké chaty, letné chaty, vzdialené zimné štvrte a všeobecne pre akýkoľvek život mimo civilizáciu. Určené na autonómne použitie (bez obvodových chladičov), má iba ohnisko a komín. Poskytuje na varenie. Na tejto peci sú nainštalované najsilnejšie prvky Peltier-Seebeck.

Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa
Peltierove prvky alebo bezplatná elektrina z ohňa

Vlastnosti energetickej pece:

výstupný výkon 25-50 W Výstupné napätie 12 palcov Objem kúreniska 30-60 litrov Váha 30-60 kg Tepelná sila 4-6 kW Stabilizátor Áno Továrenské konektory Áno ochrana proti prehriatiu Áno cena 23 000 - 40 000 rubľov.

Aj keď je rúra prenosná, medzi domácimi spotrebičmi určite predstavuje „ťažkú váhovú triedu“. Rozsah úloh pre energetickú pec je však dosť široký - môže dokonca nabíjať autobatérie, osvetľovať LED žiarovkami celé miestnosti. Nájde si miesto vo výpravnom vagónovom vlaku a v poľovníckom terénnom vozidle, v technickej miestnosti aj v krajine. Inými slovami, v tomto prípade máme vždy pri sebe zdroj tepla, zostáva nájsť palivo.

Vo svojom výklenku je energetická pec nenahraditeľná, aj keď životnosť deklarovaná výrobcom - 10 rokov je trochu alarmujúca. Je potrebné poznamenať, že rovnako ako v termogenerátore, existuje možnosť preventívnej (alebo núdzovej) výmeny všetkých častí až po telo.

Termoelektrické moduly sú mimoriadne zaujímavé objekty. Okrem opísaných spôsobov aplikácie sa používajú aj na vodu a klimatizáciu. V takom prípade je k rovnakému prvku dodávaný jednosmerný prúd a ten funguje „v opačnom smere“- ochladzuje vzduch. Táto technológia sa úspešne uplatňuje v automobilových klimatizáciách a chladičoch vody, v automobilovom priemysle a pri výrobe mikroprocesorov. Tieto zariadenia si popíšeme v nasledujúcom článku.

Odporúčaná: