Wie man aus einem Peltier-Sensor einen Kühlschrank macht. Do-it-yourself-Autokühlschrank auf Peltier-Elementen. Die Markierung ist in drei sinnvolle Gruppen unterteilt
1834 entdeckte der französische Physiker Jean Charles Peltier bei der Untersuchung der Wirkung von Elektrizität auf Leiter einen sehr interessanten Effekt. Wenn ein Strom durch zwei ungleiche Leiter geleitet wird, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden, beginnt sich einer dieser Leiter stark zu erwärmen und der zweite kühlt sich dagegen stark ab. Die erzeugte und absorbierte Wärmemenge hängt direkt von der Stärke und Richtung des elektrischen Stroms ab. Wenn Sie die Richtung der Strömung ändern, tauschen die kalte und die heiße Seite die Plätze. Dieses Phänomen wurde wenig später als Peltier-Effekt bezeichnet und geriet aufgrund des damaligen praktischen Mangels an Nachfrage sicher in Vergessenheit.
Und erst nach über hundert Jahren mit dem Aufstieg der Halbleiter-Ära besteht ein dringender Bedarf an kompakten, kostengünstigen und effizienten Kühlern. So erschienen in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts die ersten thermoelektrischen Halbleitermodule, die als Peltier-Elemente bezeichnet wurden.
Grundlage jedes thermoelektrischen Moduls ist die Tatsache, dass unterschiedliche Leiter unterschiedliche Elektronenenergien aufweisen. Mit anderen Worten kann ein Leiter als Hochenergiebereich dargestellt werden, der zweite Leiter als Niederenergiebereich. Wenn zwei leitfähige Materialien in Kontakt kommen, während ein elektrischer Strom sie durchfließt, muss ein Elektron aus einem Niedrigenergiebereich in einen Hochenergiebereich gelangen.
Dies wird nicht passieren, wenn das Elektron nicht die erforderliche Energiemenge aufnimmt. Im Moment der Absorption dieser Energie durch ein Elektron wird die Kontaktstelle zweier Leiter gekühlt. Wenn Sie dagegen die Richtung des Stromflusses ändern, tritt der Effekt der Erwärmung der Kontaktstelle auf.
Es können beliebige Leiter verwendet werden, aber physikalisch bemerkbar und signifikant wird dieser Effekt erst bei Verwendung von Halbleitern. Beispielsweise ist der Peltier-Effekt beim Kontakt von Metallen so unbedeutend, dass er vor dem Hintergrund der ohmschen Erwärmung praktisch unsichtbar ist.
TEM - ein Satz ähnlicher Thermoelemente, die in Reihe miteinander verbunden sind. Alle Thermoelemente befinden sich zwischen zwei Keramikplatten. Peltier-Platte. Die Platten bestehen aus Nitrid oder Aluminiumoxid. Direkt kann die Anzahl der Thermoelemente in einem Element variieren in einem sehr breiten Spektrum, von wenigen Stücken bis zu mehreren Hundert oder Tausend.
Mit anderen Worten, Peltier-Elemente können absolut jede Leistung haben, von Hundertstel bis zu mehreren Hundert oder Tausend Watt. Durch alle in Reihe geschalteten Thermoelemente fließt ein Gleichstrom, wodurch die obere Keramikplatte gekühlt, die untere hingegen erwärmt wird. Wenn Sie die Stromrichtung ändern, wechseln die Platten die Plätze, die obere beginnt sich zu erwärmen und die untere kühlt ab.
Es gibt ein Merkmal im Betrieb des Elements, das aktiv verwendet wird, um die Kühleffizienz dieses Geräts zu verbessern. Wenn Strom durch ein Peltier-Element geleitet wird, entsteht bekanntlich eine Temperaturdifferenz zwischen der erwärmten und der kühlenden Oberfläche. Also, wenn die aktiv erhitzte Oberfläche einer forcierten Kühlung ausgesetzt wird. Dies führt beispielsweise mit Hilfe eines speziellen Kühlers zu einer noch stärkeren Abkühlung der zu kühlenden Oberfläche. In diesem Fall kann der Temperaturunterschied zur Umgebungsluft mehrere zehn Grad erreichen.
Vorteile und Nachteile
Wie jedes technische Gerät ein thermoelektrisches Modul hat seine Vor- und Nachteile:
Das Problem der Effizienzsteigerung von TEMs beruht auf einem unlösbaren technischen Rätsel. Freie Elektronen haben tatsächlich eine doppelte Natur, die sich in der Praxis manifestiert, und sie sind gleichzeitig Träger von elektrischem Strom und thermischer Energie. Folglich muss ein hocheffizientes Peltier-Element aus einem Material hergestellt werden, das gleichzeitig zwei sich gegenseitig ausschließende Eigenschaften aufweist. Dieses Material sollte Strom gut und Wärme schlecht leiten. Bisher existiert solches Material nicht in der Natur, aber Wissenschaftler arbeiten aktiv in diese Richtung.
Alle thermoelektrischen Module haben die entsprechenden technischen Eigenschaften:
Anwendung von TEMs
Trotz eines gravierenden Nachteils, der allen Peltier-Elementen ohne Ausnahme innewohnt, nämlich einem sehr geringen Wirkungsgrad, haben diese Vorrichtungen sowohl in Wissenschaft und Technik als auch im täglichen Leben eine recht breite Anwendung gefunden.
Thermoelektrische Module sind wichtige Konstruktionselemente solcher Geräte wie:
Peltier-Element in den Händen eines Heimmeisters
Es ist notwendig, sofort eine Reservierung vorzunehmen, die unabhängige Herstellung eines thermoelektrischen Elements ist zumindest eine sinnlose und nutzlose Aufgabe. Es sei denn, der Hersteller ist Schüler der siebten Klasse und festigt nicht auf diese Weise das im Physikunterricht erworbene Wissen.
Viel einfacher zu kaufen neues thermoelektrisches Element im jeweiligen Store. Glücklicherweise sind sie kostengünstig und es besteht kein Mangel an der Auswahl eines bestimmten Modells. Und außerdem gibt es nichts zu brechen oder zu verschleißen, jedes Thermoelement, das aus einem alten Computer oder einer Autoklimaanlage entfernt wird, unterscheidet sich in seinen technischen Eigenschaften nicht von einem neuen.
Das Thermoelement-Modell ist das beliebteste: TEC1-12706. Die Abmessungen dieses Geräts betragen 40 mal 40 Millimeter. Es besteht aus 127 in Reihe geschalteten Thermoelementen. Ausgelegt für einen Strom von 5 A bei einer Schaltspannung von 12 V. Ein solches Element kostet durchschnittlich 200 bis 300 Rubel. Aber Sie können es für hundert oder im Allgemeinen für so viel finden, wenn Sie es von einem alten Computer oder einem anderen unnötigen Gerät entfernen.
Mit Hilfe eines solchen Elements können Sie mindestens zwei sehr interessante und nützliche Geräte im Haushalt herstellen.
Wie man einen Kühlschrank mit eigenen Händen macht
Die Herstellung von tragbaren Kühlschränken, insbesondere für Autos, basiert vollständig auf dem Peltier-Effekt. Um ein solches Gerät zu Hause herzustellen, benötigen Sie:
- Thermoelement Marke TEC1-12706. Es kostet 200 Rubel im nächsten Geschäft (spezialisiert).
- Kühler und Lüfter. Sie stammen von einem alten Computer, der seinen Zweck erfüllt hat.
- Container. Jeder unnötige Behälter aus Kunststoff, Metall oder Holz. Außen und innen wird ein solcher Behälter mit Wärmespeicherplatten aus Polystyrolschaum oder expandiertem Polystyrol beklebt.
Das thermoelektrische Modul ist in den Behälterdeckel eingebaut. In diesem Fall erfolgt der Kältefluss von oben nach unten, was zu einer gleichmäßigen Kühlung des Behälters führt. Von der Innenseite des Behälters wird mit Hilfe von Wärmeleitpaste und Befestigungsschrauben ein Radiator an dessen Deckel befestigt.
Um die Leistung des zukünftigen Kältegeräts zu erhöhen, ist es möglich, die Anzahl der Thermoelemente auf zwei oder drei oder mehr zu erhöhen. In diesem Fall werden die Module unter Beachtung der Polarität miteinander verklebt. Mit anderen Worten, die heiße Seite des darunter liegenden Elements steht in Kontakt mit der kalten Seite des darüber liegenden.
Außen ist ein weiterer Radiator zusammen mit einem Computerkühler am Deckel befestigt. An der Stelle, an der die Heizkörper befestigt sind, muss eine gute Wärmedämmung zwischen der kalten - inneren und der heißen - äußeren Seite vorhanden sein. Die oberen und unteren Heizkörper müssen sehr sorgfältig mit Befestigungsschrauben festgezogen werden, damit die Keramikplatten der dazwischen befindlichen Thermoelemente nicht reißen.
Der Strom wird über ein Netzteil angeschlossen, das kann von einem alten Computer übernommen werden.
Tragbarer thermoelektrischer Generator
So ein Mini-Kraftwerk kann einem Touristen oder Jäger wirklich aushelfen, wenn im Wald die Batterien aller elektronischen Geräte leer sind. Sehr romantisch ist es in dieser Situation, ein paar trockene Pommes und Hörnchen zu nehmen, ein kleines Feuer zu machen und damit die entladenen Batterien aufzuladen und gleichzeitig Essen zu kochen. Dies ermöglicht die Herstellung eines tragbaren Thermogenerators, der auf einem Thermoelement aufgebaut ist.
Um dieses Wundergerät zu bauen, benötigen Sie einen tragbaren Campingkocher, der mit jeder Art von Brennstoff betrieben werden kann. Im Extremfall reicht sogar eine kleine Kerze oder eine Tablette trockener Alkohol.
Im Ofen wird ein Feuer gemacht und mit Hilfe von Wärmeleitpaste von außen ein thermoelektrisches Modul daran befestigt. Über Drähte ist es mit einem Spannungswandler verbunden.
Der Wert des empfangenen Stroms hängt direkt von der Temperaturdifferenz zwischen der kalten und der heißen Seite des Thermoelements ab. Für einen effektiven Betrieb ist ein Unterschied zwischen kalter und heißer Oberfläche von mindestens 100 Grad erforderlich.
In diesem Fall muss verstanden werden, dass die maximale Temperatur durch die Schmelztemperatur des Lötmittels begrenzt ist, mit dem das Modul selbst hergestellt wird. Daher werden für solche Geräte spezielle Thermomodule verwendet, die mit einem speziellen feuerfesten Lot hergestellt werden. Bei herkömmlichen Modulen liegt die Schmelztemperatur von Lot bei 150 Grad. Bei feuerfesten Modulen beginnt das Lot bei einer Temperatur von 300 Grad zu schmelzen.
In diesem Artikel ein Modell eines Autokühlschranks, das der Autor des Kanals Alex Shev trotz der Schwierigkeit des resultierenden Produkts in nur drei Tagen mit seinen eigenen Händen hergestellt hat. Das Gerät arbeitet mit Peltier-Elementen. Unten, am Ende der Veröffentlichung, ist ein weiteres Modell, das auf der gleichen Basis funktioniert.
Eine Reihe von Materialien und Details wurden verwendet.
Arbeiten Sie am Produkt
Wir schneiden den Schaum mit einer 1-Kilowatt-Spirale und einer 5-Volt-Stromquelle. Die Spirale wurde zwischen den Tischbeinen befestigt. Den Polystyrolschaum habe ich mit Polyurethanschaum verklebt. Wir schneiden Rillen in den Deckel, damit er nicht zappelt.
Es sollte das Tablett mit Schaumstoff verkleben, aber es war einfacher, eine Schachtel daraus zu machen und das Tablett zu verwenden, um die Festigkeit des Autokühlschranks zu stärken. Die Abmessungen waren 38 x 30 cm, Tiefe 28 cm. Fassungsvermögen 3 Flaschen à 1,5 Liter in einer Reihe. Sie können zwei solcher Reihen oder 2 mal 2 Liter nebeneinander haben.
In zwei Heizkörper bohren wir Löcher für Thermistoren, um die Temperatur zu kontrollieren. Bei Kälte auch zum Befestigen. Wir schneiden ein Loch in den Deckel des Autokühlschranks und erwärmen den Wärmetauscher um 1-1,5 Zentimeter nach innen. Als nächstes befestigen wir mit Wärmeleitkleber zwei Peltier-Elemente mit Heizkörpern. Man passt einfach auf zwei Peltier-Elemente. Der Spalt zwischen dem Schaum und dem Kühler ist ebenfalls isoliert. Im gezeigten Beispiel wird Bestizol verwendet.
Wir bauen es zusammen, schrauben die Lüfter auf den Wärmetauscher, installieren den Mikrocontroller, LSD-Monitor, Relais. Bisher nur nach der Klappmethode.
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Wir schreiben ein Programm für den Mikrocontroller. Der Autor dieses Video-Tutorials hat einen Einsatz verwendet, um Peltier-Elemente bei einer heißen Heizkörpertemperatur von mehr als 55 Grad zu deaktivieren. Und auch, wenn die Temperatur im Kühlschrank selbst weniger als 5 Grad beträgt. Nur die Elemente selbst sind deaktiviert. Der Lüfter und der Mikrocontroller arbeiten weiter.
Die Temperatur wird von einem ADC-Wandler gemessen: an einem heißen Heizkörper, an einem kalten, im Kühlschrank selbst. Auf dem Display angezeigt.
Die Stromversorgung der Elemente erfolgt über ein zusätzliches Relais nur bei eingeschalteter Zündung (Motor läuft), um die Batterie nicht zu landen.
Zu Hause, bei der Überprüfung, fiel die Temperatur im Autokühlschrank in 1 Stunde auf 12 Grad und blieb so. Die Temperatur des heißen Heizkörpers blieb bei 49 Grad stehen. Im Auto, beim Kühlen von 4 Flaschen Mojito und Nutzung von Kälteakkus, schaltete Peltier in der ersten Stunde bei 55 Grad einen heißen Wärmetauscher ab. Und die anschließende Zeit wurde abgeschaltet, als die Temperatur im Inneren weniger als 5 Grad betrug. Arbeitsintervall: 4 Minuten arbeiten, 1,5 Minuten abschalten.
Ergebnisse:
Auto-Kühlschrank-Thermobox zum Selbermachen
Grüße, liebe Leser! Da meine Familie und ich im Sommer viel reisen und regelmäßig grillen gehen, kam die Frage nach der Lebensmittelaufbewahrung auf. Sowohl auf langen Reisen als auch für einen Tag. 
Es wurde deutlich, dass man auf einen Kühlschrank oder eine Thermotasche nicht verzichten kann. Beginn der Einarbeitung in den Markt. Am einfachsten sind Thermotaschen. Thermopakete werden nicht berücksichtigt Weich, nehmen wenig Platz ein, leicht, am billigsten. Der Nachteil für mich ist der Stoff und die Nähte innen, es ist unpraktisch zu waschen. Der Durchschnittspreis beträgt 500-1000 Rubel. Thermobehälter. Hartplastikkörper, leicht zu reinigen. Nachteile - sie nehmen Platz ein, unabhängig davon, ob sich Produkte darin befinden oder nicht. Der Durchschnittspreis liegt bei 2500 Rubel. 
Sowohl Beutel als auch Behälter benötigen Kältespeicher. Kühlschränke mit Peltier-Elementen sind die gleichen Thermobehälter, jedoch mit einem im Deckel eingebauten Kühlsystem. Je nach Leistung der Elemente kann es bis zu 20°C von der Außentemperatur abkühlen. Stromversorgung über das Stromnetz des Autos. Minus - wenn es nicht mit einem Abschaltsystem ausgestattet ist, kann es die Autobatterie entladen. Der Durchschnittspreis liegt bei 3500 Rubel. Autokühlschränke mit Kompressor: Die ernstesten von allen. Entwickelt für lange Reisen. Sie können sowohl mit Strom als auch mit Gas betrieben werden. Sie machen ihre Arbeit sehr gut. Minus - sie kosten wie zwei gewöhnliche Haushaltskühlschränke. *** Ich habe mir das alles angesehen und beschlossen, um zu verstehen, was ich brauchte, einen Kühlschrank mit meinen eigenen Händen zu bauen.
Genauer gesagt eine Thermobox. Für mich ist das Wichtigste, dass das Kondensat nirgendwo abtropft und die Produkte unterwegs nicht verschlucken. Ich habe eine Schaumstoffplatte genommen (die Isolierung ist so orange). Ausgeschnitten. Zusammengebaut mit selbstschneidenden Schrauben und Dichtmittel. Es gibt keine Ecken, Isolon oben, Polsterung und Lackierung. Alles ist "wie es ist". Warum kompliziert? 
Foto vom Autor des Kanals. An den Fugen der Wände und auf dem Dach werden Ausschnitte angebracht, um den Wärmeverlust zu reduzieren. Belastungstests durchgeführt. Da der Deckel fest ist, also bei jedem Öffnen warme Luft in den Behälter strömt, hat sich die Box hervorragend bewährt. Die Kälte hält mindestens anderthalb Tage (auf einer Lasche der Kältespeicher), bei regelmäßigen Öffnungen. Wassermelonen, Wasser, gekühlte Speisen, Fleisch – alles fühlt sich großartig an. Generell habe ich erstmal alles so gelassen wie es ist, für meine Zwecke ist es super. Und es ist nicht schade, wenn überhaupt. Nichts ist dauerhafter als vorübergehend. Und Sie wählen, was am besten zu Ihnen passt.
Kühlschrank aus Schaumstoff und Peltier-Modulen
Die Rede im heutigen Artikel wird nicht über die Umwandlung von Verpackungsschaum in Klebstoff gehen, indem man ihn in Aceton auflöst. Heute sprechen wir über etwas komplizierteres, aber sehr nützliches Selbstgemachtes im Haushalt, in der Garage oder zu Hause. Seit der Schulzeit kennen wir das Peltier-Element, das beim Anlegen einer bestimmten Spannung auf der einen Seite Wärme und auf der anderen Seite Kälte abgibt. 
Das gleiche Element, 75 W. Wir werden also einen Mini-Kühlschrank herstellen, den Sie als Desktop-Kühlschrank bezeichnen können. Nehmen wir zunächst einen dünnen Verpackungsschaum und bauen mit Hilfe von doppelseitigem Klebeband eine Schachtel mit einer Tür daraus zusammen. Wir nehmen die Größe der Box ungefähr als 5-Liter-Flasche Wasser an. 
Styroporbox Als nächstes montieren wir den Hauptteil. Wir kleben einen kleinen Aluminiumradiator aus der Elektronik auf die kalte Seite des Elements auf der Wärmeleitpaste. Auf der heißen Seite kleben wir den Kühlkörper des Prozessors mit einem Lüfter auf die gleiche Zusammensetzung. 
Die Haupteinheit des Geräts Nachdem wir ein Loch in die Rückwand der Box geschnitten haben, setzen wir einen kalten Heizkörper ein und kleben die gesamte Einheit an die Rückwand. 
Die Rückwand des Kühlschranks Die Enden des Elements und des Lüfters parallel anschließen, 12 Volt liefern. Wir stellen ein paar Dosen Schaum in unseren Kühlschrank. Eine Stunde später trinken wir ein Getränk mit einer Temperatur von 15 Grad. 
Alles, was Sie über die Autokühlschränke Rybak und Autotourist wissen müssen
Es kann als Luxus angesehen werden. Aber das ist eine ziemlich nützliche Sache. Hier können Sie Eis, Sprudelwasser, beliebige Tiefkühlkost transportieren und vieles mehr. Im Laden für ein solches Gerät benötigen sie eine beträchtliche Menge, daher ist es sinnvoll, einen Autokühlschrank mit eigenen Händen zusammenzubauen. Darüber hinaus ist es interessant, einfach und um ein Vielfaches billiger. Sie können auch einen Kühlschrank in jeder Form und Größe herstellen, damit er bequem an den im Auto vorbereiteten Platz passt. Laut dem Autor liegen die Kosten für ein solches hausgemachtes Produkt innerhalb von 1000 Rubel.
Als Kühlelement dient ein Peltier-Element (das ist eine Platte, die sich beim Anlegen einer Spannung auf der einen Seite erwärmt und auf der anderen kühlt). Sie benötigen außerdem einen oder mehrere (je nach Größe des Kühlschranks) Computerkühler mit Kühlkörpern. Sie können auch kostenlos bezogen werden, wenn Computer nicht benötigt werden.
Materialien und Werkzeuge für Selbstgemachtes:
- extrudierter Polystyrolschaum;
- Herrscher;
- ein Kugelschreiber, Filzstift oder ein anderes Schreibgerät;
- Schreibwarenmesser;
- Peltier-Elemente (kann man kaufen, sie sind nicht teuer);
- Computerkühler mit Radiatoren;
- Polyurethanschaum;
- Kabel mit einem Stecker für den Zigarettenanzünder;
- Thermostatplatine;
- Lötkolben, Schere und mehr.
Herstellungsprozess des Kühlschranks:
Schritt eins. Behälterherstellung
Generell wollte der Autor zunächst eine Thermoskanne herstellen, die die Kälte im Inneren hält. Nämlich für den Transport gekühlter Produkte über kurze Distanzen. Doch dann wurde aus dem Container ein vollwertiger Kühlschrank.
Ein Behälter wird aus expandiertem Polystyrol zusammengesetzt, als Kleber wird Polyurethanschaum verwendet. Das ist gut so, denn der Schaum dichtet alle Ritzen hermetisch ab. Das Wichtigste bei der Konstruktion ist eine gute Wärmedämmung, je besser die Kälte gehalten wird, desto effizienter und sparsamer arbeitet der Kühlschrank.
Sie können beliebige Abmessungen wählen, je nach Bedarf benötigte der Autor für die Montage eine Platte aus expandiertem Polystyrol mit den Abmessungen 1200 x 600 mm und einer Dicke von 50 mm. Der Bogen wird einfach nach Vorlage zugeschnitten und dann mit Montageschaum in die begehrte Schachtel geklebt.
Auf dem Bild sehen Sie ein Diagramm zum Schneiden eines Blechs, wenn Sie genau einen solchen Kühlschrank zusammenbauen möchten. Es gibt Seiten auf dem Blech, deren Dicke 20 mm beträgt, sie müssen von allen Seiten abgeschnitten werden, wobei der Boden übrig bleibt.
Zum Kleben wird der Schaum aufgetragen und 1 Minute gewartet, dann müssen Sie die Teile 5 Minuten lang drücken und gleichzeitig sicherstellen, dass sie sich nicht bewegen. Dadurch wird nur ein kleines Stück Styropor überflüssig, das im Diagramm grau markiert ist.
Nachdem die Box fertig ist, kann sie bemalt werden. Sie müssen in zwei Durchgängen streichen, da die Farbe den Polystyrolschaum angreifen kann. Es ist jedoch wünschenswert, für diese Zwecke eine geeignete Farbe zu wählen. Der Behälter wiegt 820 Gramm, er enthält ziemlich lange Tiefkühlkost.
Schritt zwei. Installation des Kühlelements
Um einen vollwertigen Kühlschrank herzustellen, wird ein Kühlelement benötigt, hier ist es elektrisch - das ist das Peltier-Element. Die Besonderheit dieses Geräts besteht darin, dass beim Anlegen einer Spannung eine Seite sehr kalt wird, während sich die andere erwärmt. Damit das Peltier-Element nicht durchbrennt, muss also Wärme von seiner heißen Seite abgeführt werden. Ein Kühler von einem Computer mit einem Kühler, der den Prozessor kühlt, leistet bei dieser Aufgabe hervorragende Arbeit.
Das stärkste Peltier-Element kostet etwa 130-150 Rubel (Leistung 60 W).
Damit der Kühler innen nicht einfriert und die Luft gleichmäßig abkühlt, wurde auch entschieden, einen Kühler im Inneren des Kühlschranks zu installieren. Damit das System autonom funktioniert, benötigen Sie einen Temperaturregler mit einem externen Sensor, dessen Kosten innerhalb von 170 Rubel liegen.
Jetzt wird der Kältegrad im Kühlschrank elektronisch gesteuert, das reduziert auch Energieverluste.
Der Autor baut das Peltier-Element zwischen zwei Radiatoren ein, zur besseren Wärmeübertragung wird Wärmeleitpaste verwendet. Infolgedessen kühlt ein Kühler eine Seite des Elements, und der andere Kühler befindet sich im Kühlschrank und verteilt die Kälte darüber. Ein solches Element reicht aus, um die Temperatur im Kühlschrank bei einer Umgebungstemperatur von +26 auf -3 Grad zu halten. Wenn Sie 2-3 solcher Elemente in Reihe schalten, kann die Temperatur im Kühlschrank theoretisch auf -18 Grad gesenkt werden.
Die Radiatoren werden über Standardhalterungen miteinander verbunden, mit denen sie am Motherboard befestigt werden. Brauche noch Plastikschellen. Die größte Effizienz wurde erreicht, wenn beide Lüfter zum Ausblasen aus dem Radiator arbeiteten.
Als Wärmedämmung wurden Wärmedämmstücke für Rundrohre verwendet.
Schritt drei. Baumontage
In den Deckel des Kühlschranks muss ein Loch gebohrt werden, um den Kühler zu installieren. Die Form des Lochs sollte die gleiche sein wie auf dem Foto. Dann werden die Nähte mit Dichtmittel bestrichen und eine Heizkörperstruktur installiert. Hier ist es wichtig, nicht zu verwechseln, wo die kalte und wo die heiße Seite ist. Die Abdeckung kann vorlackiert werden, was die Steifigkeit des Polystyrolschaums erhöht.
Ich begann mich für die heimische Weinherstellung zu interessieren.
Lesen Sie mehr über die Vorteile von Wein. Auf der Suche nach gutem Wein. Ich war entsetzt über das, was sie uns in den Läden anbieten. Auch Krimweine nützen nichts. Alles ist pasteurisiert, aus Konzentraten hergestellt, eine exorbitante Menge an Konservierungsmitteln. Hausgemachte Weine werden gottlos verdünnt, es ist nicht bekannt, unter welchen Bedingungen sie hergestellt werden ...
Ich beschloss, meinen eigenen Wein herzustellen. Es stellte sich einfach ein wunderbarer Traubenwein heraus. Trocken, fast zuckerfrei, reichhaltig, sehr gesund, lindert Müdigkeit...
Aber am wichtigsten war, dass ich den Prozess der Weinherstellung mochte. Sehr interessant und nimmt nicht viel Zeit in Anspruch. Ich habe mich einfach von der Weinherstellung mitreißen lassen, und ich glaube, für eine lange Zeit.
Ich wohne in einem Mehrfamilienhaus. Für die Weinherstellung bereitet dies absolut keine Probleme. Ich habe eine große Speisekammer, in der der Wein gärt und reift. Aber wie man Wein lange lagert, ist nicht klar.
Die Hauptanforderung für die Weinlagerung ist eine niedrige Temperatur:
- 10 - 14 °C für trockene Weine;
- bis 16 °C für Desserts;
- maximal zulässige Temperatur 18 °C;
- 24°C töten den Wein einfach.
- Plötzliche Temperaturänderungen sind nicht zulässig.
Das Problem wird noch dadurch verschärft, dass ich trockene Weine bevorzuge, die die niedrigste Lagertemperatur benötigen.
Eingegebene Suchanfragen in Suchmaschinen.
- Lagerung von hausgemachtem Wein.
- Weinlagerung zu Hause.
- Wie man Wein in einer Wohnung lagert.
Der einzige wirkliche Rat dazu ist, einen Weinkühlschrank zu kaufen. Aber diese Geräte sind teuer. Vor allem, wenn das Nutzvolumen des Weinkühlschranks nicht für 6-8 Flaschen, sondern für mehrere Flaschen Wein reicht. Ich glaube nicht, dass jemand hausgemachten Wein mit einem Volumen von weniger als 10-20 Litern herstellt.
Anforderungen an einen Weinkühlschrank.
Ich beschloss, einen Weinkühler mit meinen eigenen Händen zu machen. Das Problem wird im Vergleich zu herkömmlichen Lebensmittelkühlschränken durch die Tatsache vereinfacht, dass:
- Die Temperatur in einem Weinkühlschrank kann 14 °C und sogar 18 °C betragen, in einem Lebensmittelkühlschrank 4-5 °C und in einem Gefrierschrank - 20 °C. Es ist klar, dass die Aufrechterhaltung einer höheren Temperatur weniger Leistung des Kühlschranks und weniger Anforderungen an die Wärmedämmung erfordert. Es reicht aus, die Temperatur gegenüber der Umgebung um 5-7 °C zu senken.
- An das Erscheinungsbild eines in der Speisekammer aufgestellten Weinkühlschranks werden keine besonderen Anforderungen gestellt. Aber wenn jemand solche Anforderungen hat, können Sie jederzeit eine schöne Außenhülle aus laminierter Spanplatte bestellen.
- Der Weinkühlschrank wird selten geöffnet. Dies vereinfacht die Anforderungen an die Schließtür des Kühlschranks im Allgemeinen an das Verfahren zum Schließen des Gehäuses.
Aber es gibt bestimmte Voraussetzungen:
- Kein hoher Stromverbrauch, um bei der Stromrechnung nicht pleite zu gehen. Ich entschied, dass der maximale Stromverbrauch nicht mehr als 15-20 Watt betragen sollte.
- Das Steuersystem muss die Temperatur mit hoher Genauigkeit und vor allem ohne starke Schwankungen aufrechterhalten. Relaisthermostate von Kühlschränken sind hier völlig inakzeptabel.
- Als Kühlgerät -. Dies stellt spezifischere Anforderungen an die Kühlschranksteuerung. Darüber schreibe ich in meinem nächsten Beitrag.
Die letzten beiden Punkte machen mir überhaupt keine Angst. Ich habe viel komplexere elektronische Steuerungen entworfen. Wenn ich nach vorne blicke, werde ich etwas sagen, aber es ist wunderbar geworden. Klein, ganz einfach, bequem, mit hoher Leistung. Es hält die Temperatur auf 0,1 °C genau, begrenzt die Leistung auf ein vorgegebenes Niveau und erzeugt ideale Signale für das Peltier-Element.
Weinkühlkörper, Wahl des Wärmedämmmaterials.
Woraus besteht der Korpus des Kühlschranks? Ich habe Artikel zu diesem Thema im Internet durchgesehen, nachgedacht, über Wärmedämmstoffe gelesen. Ich kam zu einem eindeutigen Schluss - der Körper sollte aus extrudiertem Polystyrolschaum bestehen. Dieses Material hat:
- Niedrige Wärmeleitfähigkeit - 0,031 W / (m °K).
- Ausreichend hohe Festigkeit, Verformungsbeständigkeit. Es gibt Optionen mit unterschiedlichen Dichten. Die Stärke hängt von der Dichte ab.
- Er hat absolut keine Angst vor Feuchtigkeit.
- Darüber hinaus ist expandiertes Polystyrol leicht, einfach zu verarbeiten, einfach zu kleben.
Im Gegensatz zu den Möglichkeiten im Internet, bei denen ein passendes Kunststoffgehäuse genommen und mit wärmeisolierendem Material ummantelt wurde, habe ich mich entschieden, das Kühlschrankgehäuse aus Styroporplatten zu fertigen und mit Alufolie zu bekleben.
Ich habe berechnet, dass ich Platten mit einer Dicke von 5 cm brauche, aber im nächsten Geschäft fand ich Penoplex-Platten mit einer Dicke von nur 4 cm. Ich entschied, dass es für das erste Experiment geeignet wäre. Und kaufte sie.
Angesichts der Größe der Regale in meiner Speisekammer entschied ich mich für einen Kühlschrank mit einem nutzbaren Volumen, das ausreicht, um vier Fünf-Liter-Zylinder zu lagern.
Jene. für 20 Liter Wein in vier Flaschen. Jeder Zylinder ist 5 Liter, Höhe 265 mm, Durchmesser 180 mm. Die Innenmaße des Kühlschranks betragen 380 x 360 x 320 mm.
Es stellte sich heraus, dass es sich hier um eine Zeichnung von Teilen für das Gehäuse handelt.
Liste der Einzelteile.
Sie haben diese Teile für mich in einem Möbelgeschäft für 200 Rubel gesägt. Das Material lässt sich wunderbar verarbeiten. Die Kanten sind absolut eben.
Habe diesen Kleber verwendet. Es gibt wahrscheinlich viele andere Möglichkeiten, aber ich mochte diesen Kleber.
Es bleibt, die Details zu kleben. Es war nicht schwierig, nur zu viel Kleber auf die erste Naht gegossen.
Ich klebte den Deckel und probierte ihn an, bis der Kleber vollständig trocken war. Passt perfekt.
Dann habe ich den Korpus des Kühlschranks außen und innen mit Aluklebeband überklebt.
Der Kühlschrankkörper ist fertig.
Das Design der Kühleinheit des Kühlschranks.
Die optimale Auslegung des Kühlaggregats liegt auf der Hand. Ich habe versucht darzustellen, wie ich sie sehe.
Die Aufgabe besteht darin, die Kälte von einer Oberfläche auf den internen Kühler des Kühlschranks zu übertragen. Und der andere, externe Strahler muss Wärme von der anderen Oberfläche des Peltier-Elements abführen.
Die Seitenwand des Kühlschranks wird im rechten Winkel von einer Aluminiumstange mit einem Querschnitt von 40 x 40 mm durchbohrt. Durch sie wird Kälte in den Körper übertragen. In der Kammer ist ein interner Radiator angeschraubt, der die Luft kühlt. Andererseits wird das Peltier-Element durch einen externen Strahler gegen den Stab gedrückt. Das Design ist hinsichtlich der physikalischen Prozesse optimal:
- Mindestlänge des Kalttransferstabes.
- Großer Querschnitt und damit gute Wärmeleitfähigkeit des Stabes.
- Die minimale Kontaktfläche des kalten Teils der Kühleinheit mit Luft, was minimale Verluste bedeutet.
- Der externe Kühler ist parallel zur Seitenwand angeordnet und vergrößert die Breite des gesamten Kühlschranks nur um seine eigene Dicke. Die Dicke des Heizkörpers ist normalerweise geringer als bei anderen Größen.
Nachteile:
- Die Seitenflächen der Aluminiumstange müssen vollkommen eben sein.
- Aufwändige Fräsarbeiten erforderlich.
- Komplizierte Befestigung von Außen- und Innenradiatoren.
Ich bin Elektroniker, Programmierer, kein Mechaniker. Ich bin sicher, dass viele Leute das mechanische Design dieser Einheit besser machen werden als ich. Senden Sie ein Foto, wenn Sie dies tun.
Mir reichte eine solche Gestaltungsmöglichkeit nicht. Ich habe ein einfacheres, aber weniger effizientes Design der Kühleinheit gemacht.
Es geht aus den Bildern hervor.
Der interne Kühler befindet sich oben in der Kammer, da die kalte Luft nach unten sinkt.
Die Nachteile dieser Konstruktion liegen auf der Hand:
- Kälteübertragungsstab mit kleinem Querschnitt, nur 40 x 10 mm.
- Ein erheblicher Teil davon ist in Kontakt mit warmer Luft, große Verluste. Es muss mit Isoliermaterial abgedeckt werden.
- Die Breite des Kühlschranks nimmt aufgrund der Breite des Kühlers zu. Aus dem gleichen Grund kann kein breiter Strahler verwendet werden.
Nun, was könnte. Ich werde wiederholen.
Die Steuerung für den Kühlschrank auf dem Peltier-Element.
Der Controller erwies sich als äußerst erfolgreich. Es wird ihm gewidmet sein. Da bin ich:
- Ich werde Ihnen ausführlich über die Probleme bei der Steuerung des Peltier-Elements berichten.
- Ich werde die Funktionsweise des Controllers beschreiben.
- Ich werde ein schematisches Diagramm des Peltier-Element-Controllers geben.
- Ich werde die residente Software auslegen.
Im Moment sage ich nur, dass der Controller:
- Misst und stabilisiert die Lufttemperatur im Kühlschrank mit einer Genauigkeit von 0,1 °C.
- Begrenzt den Stromverbrauch auf einen bestimmten Wert.
- Überwacht die externe Kühlkörpertemperatur und steuert den Lüfter.
- Bildet einen kontinuierlichen Strom und Spannung auf, glättet Welligkeiten und Spannungsspitzen.
- Führt Diagnosen von Temperatursensoren und anderen Elementen des Systems durch.
Ich möchte besonders darauf hinweisen, dass der Controller das Peltier-Element nicht ein- und ausschaltet, um die Temperatur zu steuern, sondern die Leistung des Elements allmählich reduziert oder erhöht. Durch das Peltier-Element fließt also immer ein Strom, dessen Wert nur von der Umgebungstemperatur bestimmt wird.
Dies erlaubt:
- Halten Sie den Temperaturwert stabil, ohne die geringsten Sprünge.
- Das Peltier-Element hat eine begrenzte Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen. Ein Relaisregler wird es in 2 Monaten ruinieren.
- Um das Problem zu vermeiden, das mit der Tatsache verbunden ist, dass die Platte, die Kälte an die Kühlkammer überträgt, wenn das Peltier-Element ausgeschaltet ist, beginnt, Wärme von dem externen Kühler auf sie zu übertragen.
Die Abmessungen des Controllers betragen nur 110 x 90 x 38 mm.
Und das ist der ganze Kühlschrank.
Tests und Auswertung der Ergebnisse.
Die Steuerung zeigt:
- Lufttemperatur im Kühlschrank;
- Kühlertemperatur;
- elektrische Leistung auf dem Peltier-Element.
Daher wurde der Test ohne Zusatzgeräte durchgeführt. Ich habe einfach den Kühlschrank angemacht und zugeschaut.
Bei einer maximalen Leistungseinstellung von 15 W wird die Temperatur im Kühlschrank gegenüber der Umgebung um 6 °C abgesenkt.
Das reicht im Prinzip schon aus, um Wein zu lagern. Ich wollte bessere Ergebnisse, aber unter Berücksichtigung der Konstruktionsfehler der Kühleinheit war das Ergebnis nicht schlecht.
Außerdem sind noch jede Menge Reserven vorhanden, um die Effizienz des Kühlschranks zu steigern:
- Ändern Sie das Design des Kühlgeräts, wie oben beschrieben.
- Fügen Sie Luftführungen für den Lüfter hinzu.
- Vergrößern Sie die Fläche der externen und internen Radiatoren.
- Erhöhen Sie die Dicke der Wände des Kühlschrankgehäuses mindestens bis zur berechneten (50 mm).
Ich bin mir sicher, dass dies die Effizienz des Kühlschranks deutlich steigern kann:
- Erreichen Sie niedrigere Temperaturen.
- Reduzieren Sie den Stromverbrauch, obwohl mir 15 Watt nicht viel erscheinen.
Übrigens enthalten alle industriellen Weinkühlschränke einen zweiten Lüfter am internen Kühlkörper. Ich denke, dass man darauf verzichten kann, wie in dieser Entwicklung geschehen.
Was die Herstellungskosten dieser Entwicklung betrifft, habe ich nicht genau gezählt, aber ich glaube nicht, dass ich mehr als tausend für Materialien für das Gehäuse ausgegeben habe. Alles andere wurde aus improvisierten Materialien hergestellt. Es ist schwierig, alles zusammen zu bewerten, ich denke, dass 2-2,5 Tausend erreicht werden können.
Sie können ein Lesezeichen setzen.
Kältetechnik hat sich in unserem Leben so fest etabliert, dass man sich gar nicht mehr vorstellen kann, wie man darauf verzichten könnte. Doch für den mobilen Einsatz, beispielsweise als Reisekühltasche, sind die klassischen Kältemittel-Designs nicht geeignet.
Dazu werden Anlagen verwendet, deren Funktionsprinzip auf dem Peltier-Effekt beruht. Lassen Sie uns kurz über dieses Phänomen sprechen.
Was ist das?
Dieser Begriff bezieht sich auf ein thermoelektrisches Phänomen, das 1834 vom französischen Naturforscher Jean-Charles Pelletier entdeckt wurde. Das Wesentliche des Effekts ist die Freisetzung oder Aufnahme von Wärme in der Zone, in der unterschiedliche Leiter in Kontakt kommen, durch die ein elektrischer Strom fließt.
In Übereinstimmung mit der klassischen Theorie gibt es folgende Erklärung für das Phänomen: Ein elektrischer Strom überträgt Elektronen zwischen Metallen, die ihre Bewegung beschleunigen oder verlangsamen können, abhängig von der Kontaktpotentialdifferenz in Leitern aus verschiedenen Materialien. Dementsprechend wird sie bei einer Zunahme der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt.
Auf dem zweiten Leiter wird der umgekehrte Prozess beobachtet, der gemäß dem Grundgesetz der Physik ein Nachfüllen von Energie erfordert. Dies ist auf thermische Schwankungen zurückzuführen, die eine Abkühlung des Metalls verursachen, aus dem der zweite Leiter hergestellt ist.
Moderne Technologien ermöglichen die Herstellung von Halbleiterelementen-Modulen mit maximaler thermoelektrischer Wirkung. Es ist sinnvoll, kurz über ihr Design zu sprechen.
Gerät und Funktionsprinzip
Moderne Module sind eine Struktur, die aus zwei Isolatorplatten (normalerweise Keramik) besteht, zwischen denen Thermoelemente in Reihe geschaltet sind. Ein vereinfachtes Diagramm eines solchen Elements finden Sie in der folgenden Abbildung.
Bezeichnungen:
- A - Kontakte zum Anschließen an eine Stromquelle;
- B ist die heiße Oberfläche des Elements;
- C - kalte Seite;
- D - Kupferleiter;
- E ein p-Übergangs-basierter Halbleiter ist;
- F ist ein Halbleiter vom n-Typ.
Das Design ist so getroffen, dass jede Seite des Moduls entweder p-n- oder n-p-Übergänge (je nach Polarität) kontaktiert. Die Kontakte p-n werden beheizt, n-p werden gekühlt (siehe Abb. 3). Dementsprechend tritt an den Seiten des Elements eine Temperaturdifferenz (DT) auf. Für einen Beobachter sieht dieser Effekt wie eine Übertragung von Wärmeenergie zwischen den Seiten des Moduls aus. Bemerkenswert ist, dass eine Änderung der Polarität der Versorgung zu einer Änderung der heißen und kalten Oberflächen führt.
Reis. 3. A - heiße Seite des Thermoelements, B - kalte Seite Technische Eigenschaften
Die Eigenschaften von thermoelektrischen Modulen werden durch folgende Parameter beschrieben:
- Kühlleistung (Q max), diese Eigenschaft wird auf der Grundlage des maximal zulässigen Stroms und der Temperaturdifferenz zwischen den Seiten des Moduls, gemessen in Watt, bestimmt;
- der maximale Temperaturunterschied zwischen den Seiten des Elements (DT max), der Parameter wird für ideale Bedingungen angegeben, die Maßeinheit ist Grad;
- zulässige Stromstärke, die erforderlich ist, um die maximale Temperaturdifferenz sicherzustellen - I max;
- die maximale Spannung U max , die erforderlich ist, damit der Strom I max die Spitzendifferenz DT max erreicht;
- der Innenwiderstand des Moduls - Widerstand, wird in Ohm angegeben;
- Effizienzkoeffizient - COP (Abkürzung aus dem Englischen - Leistungskoeffizient), tatsächlich ist dies die Effizienz des Geräts, die das Verhältnis von Kühlung zu Stromverbrauch zeigt. Bei preiswerten Elementen liegt dieser Parameter im Bereich von 0,3 bis 0,35, bei teureren Modellen nähert er sich 0,5.
Markierung
Überlegen Sie, wie die typische Kennzeichnung von Modulen am Beispiel von Abbildung 4 entschlüsselt wird.
Abb. 4. Peltier-Modul mit der Bezeichnung TES1-12706 Die Markierung wird in drei sinnvolle Gruppen eingeteilt:
- Elementbezeichnung. Die ersten beiden Buchstaben bleiben immer unverändert (TE), was darauf hinweist, dass es sich um ein Thermoelement handelt. Der nächste gibt die Größe an, es können Buchstaben "C" (Standard) und "S" (klein) sein. Die letzte Ziffer gibt an, wie viele Schichten (Kaskaden) sich im Element befinden.
- Die Anzahl der Thermoelemente in dem auf dem Foto gezeigten Modul beträgt 127.
- Der Wert des Nennstroms in Ampere haben wir - 6 A.
Die Markierungen anderer Modelle der TEC1-Serie werden auf die gleiche Weise gelesen, zum Beispiel: 12703, 12705, 12710 usw.
Anwendung
Trotz des eher geringen Wirkungsgrades werden thermoelektrische Elemente häufig in Mess-, Rechen- und Haushaltsgeräten eingesetzt. Module sind ein wichtiges Bedienelement folgender Geräte:
- mobile Kühleinheiten;
- kleine Generatoren zur Stromerzeugung;
- Kühlsysteme in Personalcomputern;
- Kühler zum Kühlen und Erhitzen von Wasser;
- Luftentfeuchter usw.
Lassen Sie uns detaillierte Beispiele für den Einsatz von thermoelektrischen Modulen geben.
Kühlschrank auf Peltier-Elementen
Thermoelektrische Kühleinheiten sind in ihrer Leistung den Kompressor- und Absorptionsgegenstücken deutlich unterlegen. Sie haben aber erhebliche Vorteile, die ihren Einsatz unter bestimmten Bedingungen sinnvoll machen. Zu diesen Vorteilen gehören:
- Einfachheit des Designs;
- Vibrations-Resistenz;
- Mangel an beweglichen Elementen (mit Ausnahme des Lüfters, der den Kühler bläst);
- niedriger Geräuschpegel;
- kleine Abmessungen;
- die Fähigkeit, in jeder Position zu arbeiten;
- lange Lebensdauer;
- geringer Energieverbrauch.
Diese Eigenschaften sind ideal für mobile Installationen.
Peltier-Element als Stromerzeuger
Thermoelektrische Module können als Stromgeneratoren arbeiten, wenn eine ihrer Seiten einer Zwangserwärmung ausgesetzt wird. Je größer der Temperaturunterschied zwischen den Seiten ist, desto höher ist der von der Quelle erzeugte Strom. Leider ist die maximale Temperatur für den Thermogenerator begrenzt, sie kann nicht höher sein als der Schmelzpunkt des im Modul verwendeten Lots. Ein Verstoß gegen diese Bedingung führt zum Ausfall des Elements.
Für die Serienproduktion von Thermogeneratoren werden spezielle Module mit Feuerfestlot verwendet, die auf eine Temperatur von 300°C erhitzt werden können. Bei gewöhnlichen Elementen, z. B. TEC1 12715, beträgt die Grenze 150 Grad.
Da der Wirkungsgrad solcher Geräte gering ist, werden sie nur in Fällen eingesetzt, in denen keine effizientere elektrische Energiequelle verwendet werden kann. Trotzdem sind 5-10-W-Thermogeneratoren bei Touristen, Geologen und Bewohnern abgelegener Gebiete gefragt. Große und leistungsstarke stationäre Anlagen, die mit Hochtemperaturbrennstoff betrieben werden, werden zur Stromversorgung von Gasverteilungseinheiten, meteorologischen Stationsausrüstungen usw. verwendet.
Zur CPU-Kühlung
Vor relativ kurzer Zeit wurden diese Module in Kühlsystemen für die CPU von Personalcomputern verwendet. Angesichts der geringen Effizienz von Thermoelementen ist der Nutzen solcher Strukturen eher zweifelhaft. Um beispielsweise eine Wärmequelle mit einer Leistung von 100-170 W (entsprechend den meisten modernen CPU-Modellen) zu kühlen, müssen Sie 400-680 W aufwenden, was die Installation eines leistungsstarken Netzteils erfordert.
Der zweite Fallstrick besteht darin, dass ein unbelasteter Prozessor weniger Wärmeenergie abgibt und das Modul ihn unter den Taupunkt kühlen kann. Infolgedessen beginnt sich Kondenswasser zu bilden, das die Elektronik garantiert deaktiviert.
Diejenigen, die sich entscheiden, ein solches System selbst zu erstellen, müssen eine Reihe von Berechnungen durchführen, um die Leistung des Moduls für ein bestimmtes Prozessormodell auszuwählen.
Aufgrund des Vorstehenden ist es nicht rentabel, diese Module als CPU-Kühlsystem zu verwenden, außerdem können sie den Ausfall von Computergeräten verursachen.
Ganz anders sieht es bei Hybridgeräten aus, bei denen thermische Module in Verbindung mit Wasser- oder Luftkühlung zum Einsatz kommen.
Hybrid-Kühlsysteme haben sich bewährt, doch die hohen Kosten schränken ihren Bewundererkreis ein.
Klimaanlage auf Peltier-Elementen
Theoretisch wird ein solches Gerät strukturell viel einfacher sein als klassische Klimaanlagen, aber es läuft alles auf eine geringe Leistung hinaus. Es ist eine Sache, ein kleines Volumen eines Kühlschranks zu kühlen, eine andere Sache ist ein Zimmer oder ein Autoinneres. Auf thermoelektrischen Modulen basierende Klimaanlagen verbrauchen mehr Strom (3-4 Mal) als Geräte, die mit einem Kältemittel betrieben werden.
Für den Einsatz als Autoklimaanlage reicht die Leistung eines Standardgenerators nicht aus, um ein solches Gerät zu betreiben. Der Ersatz durch produktivere Geräte führt zu einem erheblichen Kraftstoffverbrauch, was nicht kosteneffektiv ist.
In thematischen Foren werden regelmäßig Diskussionen zu diesem Thema geführt und verschiedene hausgemachte Designs in Betracht gezogen, aber ein vollwertiger funktionierender Prototyp wurde noch nicht erstellt (ohne die Klimaanlage für einen Hamster). Es ist durchaus möglich, dass sich die Situation ändert, wenn Module mit akzeptablerer Effizienz flächendeckend verfügbar werden.
Für Kühlwasser
Das thermoelektrische Element wird häufig als Kühler für Wasserspender verwendet. Das Design umfasst: ein Kühlmodul, eine von einem Thermostat gesteuerte Steuerung und eine Heizung. Eine solche Implementierung ist viel einfacher und billiger als die Kompressorschaltung, außerdem ist sie zuverlässiger und einfacher zu bedienen. Aber es gibt auch gewisse Nachteile:
- Wasser wird nicht unter 10-12°C gekühlt;
- Die Kühlung dauert länger als das Kompressoranalog, daher ist ein solcher Kühler nicht für ein Büro mit einer großen Anzahl von Mitarbeitern geeignet.
- das Gerät reagiert empfindlich auf Außentemperatur, in einem warmen Raum kühlt das Wasser nicht auf die Mindesttemperatur ab;
- Die Installation in staubigen Räumen wird nicht empfohlen, da der Lüfter verstopfen und das Kühlmodul ausfallen kann.
Desktop-Wasserkühler mit Peltier-Element Lufttrockner auf Peltier-Elementen
Im Gegensatz zu einer Klimaanlage ist die Umsetzung eines Lufttrockners auf thermoelektrischen Elementen durchaus möglich. Das Design ist recht einfach und kostengünstig. Das Kühlmodul senkt die Temperatur des Kühlkörpers unter den Taupunkt, wodurch sich die in der durch das Gerät strömenden Luft enthaltene Feuchtigkeit darauf niederschlägt. Das abgesetzte Wasser wird in einen speziellen Speichertank geleitet.
Trotz der geringen Effizienz ist die Effizienz des Gerätes in diesem Fall durchaus zufriedenstellend.
Wie verbinden?
Beim Anschließen des Moduls treten keine Probleme auf. An die Ausgangsleitungen muss eine konstante Spannung angelegt werden. Der Wert ist im Datenblatt des Elements angegeben. Das rote Kabel muss mit dem Plus verbunden werden, das schwarze Kabel mit dem Minus. Beachtung! Durch Umpolen werden die gekühlten und beheizten Oberflächen vertauscht.
Wie überprüfe ich das Peltier-Element auf Leistung?
Der einfachste und zuverlässigste Weg ist taktil. Es ist notwendig, das Modul an eine geeignete Spannungsquelle anzuschließen und seine verschiedenen Seiten zu berühren. Bei einem brauchbaren Element ist eines wärmer, das andere kälter.
Wenn keine geeignete Quelle zur Hand ist, benötigen Sie ein Multimeter und ein Feuerzeug. Der Verifizierungsprozess ist ganz einfach:
- schließen Sie die Sonden an die Klemmen des Moduls an;
- bringen Sie ein brennendes Feuerzeug zu einer der Seiten;
- beobachten Sie die Messwerte des Instruments.
Im Arbeitsmodul wird beim Erhitzen einer der Seiten ein elektrischer Strom erzeugt, der auf der Instrumententafel angezeigt wird.
Wie erstelle ich ein Peltier-Element mit eigenen Händen?
Es ist fast unmöglich, ein selbstgebautes Modul zu Hause herzustellen, umso mehr macht es angesichts der relativ geringen Kosten (etwa 4 bis 10 US-Dollar) keinen Sinn. Sie können jedoch ein Gerät zusammenbauen, das bei einer Wanderung nützlich ist, beispielsweise einen thermoelektrischen Generator.
Um die Spannung zu stabilisieren, müssen Sie einen einfachen Konverter auf dem L6920-IC-Chip montieren.
An den Eingang eines solchen Konverters wird eine Spannung im Bereich von 0,8 bis 5,5 V angelegt, am Ausgang werden stabile 5 V erzeugt, was zum Aufladen der meisten Mobilgeräte völlig ausreicht. Bei Verwendung eines herkömmlichen Peltier-Elements muss der Betriebstemperaturbereich der beheizten Seite auf 150 °C begrenzt werden. Um das Tracking nicht zu stören, ist es besser, einen Topf mit kochendem Wasser als Wärmequelle zu verwenden. In diesem Fall erwärmt sich das Element garantiert nicht über 100 °C.
