Елементи Пельт’є своїми руками: як зробити в домашніх умовах і практичне застосування

Елемент Пельт’є – це спеціальний термоелектричний перетворювач, який працює за однойменним принципом Пельтьє – виникненні різниці температур під час подачі електричного струму. В англійській мові найчастіше згадується як ТЕС, що в перекладі означає термоелектричний охолоджувач.

Як працює елемент Пельтьє

Робота елемента Пельтьє базується на контакті двох струмопровідних матеріалів, які володіють різним рівнем енергії електронів в зоні провідності. При подачі електричного струму через подібну зв’язок, електрон набуває високу енергію, щоб потім перейти в більш высокоэнергетическую зону провідності іншого напівпровідника. В момент поглинання цієї енергії здійснюється охолодження місця охолодження провідників. Якщо ж струм протікає у зворотному напрямку – то це приводить до нагрівання місця контакту і до звичайного теплового ефекту.

Якщо з одного боку зробити добрий відвід тепла, наприклад, при використанні радіаторних систем, то холодна сторона зможе забезпечити дуже низьку температуру, яка на десятки градусів нижче температури навколишнього світу. Величина струму пропорційна ступеню охолодження. Якщо ж змінити полярність електричного струму, то сторони (тепла і холодна) просто поміняються місцями.

У контакті з металевою поверхнею елемент Пельтьє стає настільки малим, що його практично неможливо помітити на тлі омічного нагрівання та інших ефектів теплопровідності. Саме тому на практиці застосовується два напівпровідника.

Кількість термопар може бути найрізноманітнішим – від 1 до 100, за рахунок чого можна зробити елемент Пельтьє практично з будь-якими показниками холодильних потужностей.

Практичне застосування

В наш час елементи Пельтьє активно застосовуються для:

1. холодильників;
2. кондиціонерів;
3. автомобільних охолоджувачів;
4. кулерів для води
5. відеокарт ПК;

Елемент Пельт’є отримав широке застосування в різних холодильних системах, в тому числі і серед холодильників і кондиціонерів. Можливість досягати дуже низьких температур робить його чудовим рішенням для охолодження електричних приладів або технічного обладнання, що піддається нагріванню. Сьогодні розробники застосовують елементи Пельтьє в акустичних і звукових системах, де вони виконують роль звичайного куллера. Відсутність інтенсивних звуків робить процес охолодження практично безшумним, що є прекрасним перевагою елемента.

В наш час подібна технологія користується великою популярністю за рахунок дуже потужною тепловіддачі. До того ж, сучасні елементи Пельтьє відрізняються дуже компактними габаритами, а їх радіатори здатні зберігати потрібну температуру протягом тривалого часу. Ще однією перевагою елементів Пельтьє є їх довговічність, т. к. вони складаються з цілісних нерухомих елементів, що зменшує ймовірність поломок. Конструкція самого поширеного типу виглядає дуже просто і включає в себе два мідні провідника з контактами і дротами, також ізолюючий елемент, який виготовляється з нержавіючої сталі або керамічних матеріалів.

Модуль для регулятора

Враховуючи простоту конструкції, зробити елемент Пельт’є своїми руками в домашніх умовах зовсім нескладно. Його можна буде використовувати для холодильників або інших приладів. Перед початком роботи вам потрібно підготувати дві металеві пластини і проводку з контактами. Спочатку підготуйте провідники, які необхідно встановити біля основи елемента. Як правило, застосовуються провідники з маркуванням «РР».

Також варто заздалегідь подбати про напівпровідниках на виході. Вони будуть застосовуватися для віддачі тепла на верхню пластину. В процесі установки задійте паяльник. На кінцевому етапі потрібно приєднати два дроти. Перший встановлюється у підстави і міцно закріплюється біля крайнього провідника. Важливо врахувати, щоб будь-які зіткнення з пластиною були усунені.

Другий провідник прикріплюється у верхній частині. Фіксується він таким же чином, як і перший – до крайнього провіднику. Щоб перевірити функціональність пристрою варто застосувати тестер. Просто з’єднаєте два дроти до приладу і перевірте вольтаж. Відхилення напруги буде складати десь 23 Ст.

Як зробити елементи Пельтьє для холодильника?

Елементи Пельт’є своїми руками для холодильника виготовляються також просто і швидко. Перше, що потрібно врахувати перед роботами, це – матеріал пластини. Це повинна бути міцна кераміка. Що стосується провідників, то їх потрібно підготувати не менше 20-ти штук, що дозволить домогтися максимального перепаду температур. При правильному розрахунку коефіцієнт корисної дії може бути збільшено на 70%.

Багато залежить від потужності використовуваного обладнання. Якщо холодильник працює на основі рідкого фреону, то проблем з потужністю ніколи не буде. Елемент Пельтьє, який був виготовлений своїми руками встановлюється безпосередньо біля випарника, який встановлений разом із мотором. Для подібного монтажу вам знадобиться запастися самим стандартним набором інструментів і прокладками. Вони будуть застосовані для елемента моделі від пускового реле. За допомогою подібного рішення охолодження в нижній частині пристрою відбудеться набагато швидше.

Варто пам’ятати, що перед тим як зробити елемент Пельтьє для холодильника своїми руками, вам потрібно запастися достатньою кількістю електричних провідників. Для того щоб домогтися різниці в температурах при розробці елемента своїми руками, використовуйте не менше 16 проводів. Обов’язково забезпечте їм якісну ізоляцію і тільки тоді підключайте до компресора. Переконавшись в надійності і безпеки зв’язку між проводами можна переходити до їх з’єднанню. Після завершення установки ще раз перевірте силу граничного напруги за допомогою тестера. Якщо робота елемента була порушена, це насамперед позначиться на терморегуляторі. Іноді трапляється його коротке замикання.

Крім холодильників, елементи Пельтьє активно застосовуються і в автомобільних охолоджувачах. Зробити якісний автомобільний холодильник своїми руками теж досить просто. Для цього необхідно знайти хорошу керамічну пластину товщиною не менше 1.1 міліметра. Проводи повинні бути немодульными. В якості провідників краще всього використовувати мідні дроти з пропускною здатністю не менше 4 Ампера.

У зв’язку з цим максимальне відхилення температур буде доходити до десяти градусів, що вважається нормою. У частих випадках використовуються провідники з маркуванням «ПР20», які зуміли відзначитися максимальною надійністю і стабільністю роботи. До того ж вони підходять для різних типів контактів. При з’єднанні пристрої з конденсатором варто застосувати паяльник.

Як зробити елемент Пельтьє для кулера питної води?

Кулер питної води – це дуже важливе і необхідне пристрій, який вчасно охолоджує або нагріває питну воду. Щоб прискорити процес охолодження, можна застосувати елемент Пельтьє. Зробити його можна так само просто, як і для холодильника або автомобільного охолоджувача:

• В якості пластини варто використовувати виключно керамічну поверхню.
• У пристрої застосовується не менше 12 провідників, які зможуть витримувати високий опір.
• Для підключення потрібно використовувати два дроти (бажано мідні). Елемент встановлюється в нижній частині кулера. До того ж він може стикатися з кришкою пристрою. Але щоб запобігти можливі короткі замикання фіксуйте всю проводку на решітці або корпусі.

Елемент Пельтьє для кондиціонерів своїми руками

Якщо йдеться про елемент Пельтьє для кондиціонерів, то він може бути виготовлений тільки з провідника «ПР12». Справа в тому, що цей тип провідників відмінно витримує аномальні температури і здатний видавати до 23В напруги. Опір при цьому повинно коливатися в межах 3 Ом. Максимальні перепади температур будуть досягати 10 градусів і ККД – 65 відсотків. Провідники потрібно укладати в один ряд.

Варто відзначити, що елемент Пельтьє може служити в якості охолоджувача для відеокарти персонального комп’ютера. Для виготовлення охолоджувача потрібно взяти 14 провідників, бажано з міді. Щоб підключити елемент Пельтьє до відеокарти ПК потрібно задіяти немодульний провідник. Сам пристрій монтується поруч з вбудованим кулером на відеокарті. Для закріплення можна використовувати маленькі металеві куточки, а для фіксації звичайні гаєчки.

Якщо при роботі помічаються якісь інтенсивні шуми та інші неприродні звуки, варто перевірити працездатність проводки і оглянути кожен провідник.