냉동 장비는 우리 생활에 너무나 확고하게 자리잡았을 정도로 냉장고 없이는 어떻게 가능했는지 상상조차 하기 어렵습니다. 그러나 고전적인 냉매 디자인은 예를 들어 여행용 쿨러 백과 같은 이동식 사용에는 적합하지 않습니다.
이를 위해 작동 원리가 펠티에 효과를 기반으로 하는 설비가 사용됩니다. 이 현상에 대해 간단히 이야기해 보겠습니다.
그것은 무엇입니까?
이 용어는 1834년 프랑스 박물학자 Jean-Charles Pelletier가 발견한 열전 현상을 말합니다. 효과의 본질은 서로 다른 도체가 접촉하는 영역에서 열을 방출하거나 흡수하는 것입니다. 전기.
고전 이론에 따르면 현상에 대한 다음과 같은 설명이 있습니다. 전류는 금속 간에 전자를 전달하며, 이는 서로 다른 재료로 만들어진 도체의 접촉 전위차에 따라 이동 속도를 높이거나 낮출 수 있습니다. 따라서 운동 에너지가 증가하면 열로 변환됩니다.
두 번째 도체에서는 기본 물리학 법칙에 따라 에너지 보충이 필요한 역 과정이 관찰됩니다. 이것은 두 번째 도체가 만들어지는 금속의 냉각을 유발하는 열 변동 때문입니다.
현대 기술을 통해 최대 열전 효과를 갖는 반도체 소자 모듈을 제조할 수 있습니다. 그들의 디자인에 대해 간단히 이야기하는 것이 좋습니다.
장치 및 작동 원리
최신 모듈은 두 개의 절연판(보통 세라믹)으로 구성된 구조로 열전대가 그 사이에 직렬로 연결되어 있습니다. 이러한 요소의 단순화된 다이어그램은 아래 그림에서 찾을 수 있습니다.
명칭:
- A - 전원에 연결하기 위한 접점;
- B는 요소의 뜨거운 표면입니다.
- C - 차가운면;
- D - 구리 도체;
- E는 p-접합 기반 반도체이고;
- F는 n형 반도체이다.
모듈의 각 측면이 p-n 또는 n-p 전환(극성에 따라 다름). pn 연락처가열, n-p - 냉각(그림 3 참조). 이에 따라 소자 측면에 온도차(DT)가 발생한다. 관찰자에게 이 효과는 모듈 측면 사이의 열 에너지 전달처럼 보일 것입니다. 공급 극성의 변화가 뜨거운 표면과 차가운 표면의 변화로 이어진다는 점은 주목할 만합니다.
쌀. 3. A - 열전대의 뜨거운 쪽, B - 차가운 쪽 명세서
열전 모듈의 특성은 다음 매개변수로 설명됩니다.
- 냉각 용량(Q max), 이 특성은 최대 허용 전류와 와트로 측정된 모듈 측면 간의 온도 차이를 기반으로 결정됩니다.
- 요소 측면 사이의 최대 온도 차이(DT max), 매개변수는 이상적인 조건에 대해 제공되며 측정 단위는 도입니다.
- 최대 온도 차이를 보장하는 데 필요한 허용 전류 강도 - I max;
- 전류 I max 가 피크 차이 DT max 에 도달하는 데 필요한 최대 전압 U max ;
- 모듈의 내부 저항 - 저항은 옴 단위로 표시됩니다.
- 효율 계수 - COP (영어의 약어 - 성능 계수), 실제로 이것은 장치의 효율이며 전력 소비에 대한 냉각 비율을 보여줍니다. 저렴한 요소의 경우 이 매개변수는 0.3-0.35 범위에 있으며 더 비싼 모델의 경우 0.5에 접근합니다.
마킹
그림 4의 예를 사용하여 모듈의 일반적인 표시를 해독하는 방법을 고려하십시오.
그림 4. TEC1-12706으로 표시된 펠티에 모듈 표시는 세 가지 의미 있는 그룹으로 나뉩니다.
- 요소 지정. 처음 두 글자는 항상 변경되지 않으며(TE) 이것이 열전소자임을 나타냅니다. 다음은 크기를 나타내며 "C"(표준) 및 "S"(소) 문자가 있을 수 있습니다. 마지막 숫자는 요소에 있는 레이어(캐스케이드) 수를 나타냅니다.
- 사진에 표시된 모듈의 열전대 수는 127입니다.
- 암페어 단위의 정격 전류 값은 - 6A입니다.
TEC1 시리즈의 다른 모델 표시는 같은 방식으로 읽습니다(예: 12703, 12705, 12710 등).
신청
다소 낮은 효율에도 불구하고 열전 소자는 측정, 계산 및 가전 제품. 모듈은 다음 장치의 중요한 작동 요소입니다.
- 이동식 냉동 장치;
- 전기를 생산하는 소형 발전기;
- 개인용 컴퓨터의 냉각 시스템;
- 물을 냉각 및 가열하기 위한 냉각기;
- 제습기 등
열전 모듈의 사용에 대한 자세한 예를 들어 보겠습니다.
펠티에 요소의 냉장고
열전 냉동 장치는 압축기 및 흡수 장치에 비해 성능이 현저히 떨어집니다. 그러나 특정 조건에서 편리하게 사용할 수 있는 상당한 이점이 있습니다. 이러한 이점은 다음과 같습니다.
- 디자인의 단순성;
- 내진동성;
- 움직이는 요소의 부족(라디에이터를 부는 팬 제외);
- 낮은 소음 수준;
- 작은 치수;
- 어떤 위치에서든 일할 수있는 능력;
- 긴 서비스 수명;
- 작은 에너지 소비.
이러한 특성은 모바일 설치에 이상적입니다.
발전기로서의 펠티에 소자
열전 모듈은 측면 중 하나가 강제 가열될 경우 발전기로 작동할 수 있습니다. 측면 사이의 온도 차이가 클수록 소스에서 생성되는 전류가 높아집니다. 불행히도 열 발생기의 최대 온도는 제한되어 있으며 모듈에 사용된 땜납의 융점보다 높을 수 없습니다. 이 조건을 위반하면 요소가 실패합니다.
열 발생기의 연속 생산을 위해 내화 땜납이 있는 특수 모듈이 사용되며 300°C의 온도까지 가열할 수 있습니다. 일반 요소(예: TEC1 12715)에서 한계는 150도입니다.
이러한 장치는 효율이 낮기 때문에 보다 효율적인 소스를 사용할 수 없는 경우에만 사용됩니다. 전기 에너지. 그럼에도 불구하고 5-10W 열 발전기는 관광객, 지질 학자 및 외딴 지역 거주자에게 수요가 있습니다. 고온 연료로 작동하는 크고 강력한 고정 설비는 가스 분배 장치, 기상 관측소 장비 등에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.
CPU 냉각용
비교적 최근에 이러한 모듈이 CPU 냉각 시스템에 사용되기 시작했습니다. 개인용 컴퓨터. 열전소자의 낮은 효율을 감안할 때 이러한 구조의 이점은 다소 의심스럽습니다. 예를 들어, 100-170W 열원을 냉각하려면(대부분의 현대 모델 CPU), 설치가 필요한 400-680W를 소비해야 합니다. 강력한 블록영양물 섭취.
두 번째 함정은 언로드된 프로세서가 더 적은 열 에너지를 방출하고 모듈이 이슬점 이하로 냉각할 수 있다는 것입니다. 결과적으로 응결이 형성되기 시작하여 전자 장치가 비활성화됩니다.
그러한 시스템을 스스로 만들기로 결정한 사람들은 특정 프로세서 모델에 대한 모듈의 성능을 선택하기 위해 일련의 계산을 수행해야 합니다.
전술한 내용을 기반으로 이러한 모듈을 CPU 냉각 시스템으로 사용하는 것은 수익성이 없으며 컴퓨터 장비의 고장을 유발할 수 있습니다.
열 모듈이 수냉식 또는 공랭식과 함께 사용되는 하이브리드 장치의 경우 상황이 상당히 다릅니다.
하이브리드 냉각 시스템은 효과적인 것으로 입증되었지만 높은 비용으로 인해 팬의 범위가 제한됩니다.
Peltier 요소의 에어컨
이론적으로 이러한 장치는 구조적으로 고전적인 기후 제어 시스템보다 훨씬 간단하지만 모두 낮은 성능으로 귀결됩니다. 적은 양의 냉장고를 식히는 것과 방이나 자동차 내부를 식히는 것. 열전 모듈을 기반으로 하는 에어컨은 냉매로 작동하는 장비보다 더 많은 전기(3~4배)를 소비합니다.
자동차 공조 시스템으로 사용하는 경우 표준 발전기의 전력으로는 이러한 장치를 작동할 수 없습니다. 더 생산적인 장비로 교체하면 상당한 연료 소비가 발생하여 비용 효율적이지 않습니다.
주제별 포럼에서는이 주제에 대한 토론이 주기적으로 발생하고 다양한 집에서 만든 디자인이 고려되지만 본격적인 작업 프로토 타입은 아직 만들어지지 않았습니다(햄스터용 에어컨 제외). 더 수용 가능한 효율성을 가진 모듈이 널리 사용 가능해지면 상황이 바뀔 가능성이 큽니다.
냉각수용
열전소자는 종종 수냉식 냉각기의 냉각기로 사용됩니다. 설계에는 냉각 모듈, 온도 조절 장치 및 히터로 제어되는 컨트롤러가 포함됩니다. 이러한 구현은 압축기 회로보다 훨씬 간단하고 저렴하며 더 안정적이고 작동하기 쉽습니다. 그러나 다음과 같은 특정 단점도 있습니다.
- 물은 10-12°C 이하로 냉각되지 않습니다.
- 냉각은 압축기보다 시간이 오래 걸리므로 이러한 냉각기는 다음이 있는 사무실에 적합하지 않습니다. 많은 양노동자;
- 장치는 외부 온도에 민감하며 따뜻한 방에서는 물이 최저 온도로 냉각되지 않습니다.
- 팬이 막혀 냉각 모듈이 고장날 수 있으므로 먼지가 많은 방에 설치하지 않는 것이 좋습니다.
펠티에 소자를 사용한 탁상형 정수기 Peltier 요소의 공기 건조기
에어 컨디셔너와 달리 열전 소자에 에어 드라이어를 구현하는 것이 가능합니다. 디자인이 상당히 심플하고 저렴합니다. 냉각 모듈은 방열판의 온도를 이슬점 아래로 낮추어 장치를 통과하는 공기에 포함된 수분이 장치에 침전되도록 합니다. 침전된 물은 특수 저장 탱크로 배출됩니다.
낮은 효율에도 불구하고 이 경우 장치의 효율은 상당히 만족스럽습니다.
연결하는 방법?
모듈 연결에는 문제가 없습니다. 일정한 압력, 그 값은 요소의 데이터시트에 지정됩니다. 빨간색 선은 양극에 연결하고 검은색 선은 음극에 연결해야 합니다. 주목! 극성을 반대로 하면 냉각된 표면과 가열된 표면이 바뀝니다.
성능을 위해 Peltier 요소를 확인하는 방법은 무엇입니까?
가장 간단하고 신뢰할 수 있는 방법- 촉각. 모듈을 적절한 전압 소스에 연결하고 모듈의 다른 면을 만져야 합니다. 실행 가능한 요소의 경우 그 중 하나는 더 따뜻하고 다른 하나는 더 차갑습니다.
적절한 소스가 없으면 멀티 미터와 라이터가 필요합니다. 확인 절차는 매우 간단합니다.
- 프로브를 모듈의 단자에 연결하십시오.
- 측면 중 하나에 라이터를 가져 오십시오.
- 기기의 판독값을 관찰하십시오.
작업 모듈에서 측면 중 하나가 가열되면 전류가 생성되어 계기판에 표시됩니다.
자신의 손으로 펠티에 요소를 만드는 방법은 무엇입니까?
집에서 자체 제작 모듈을 만드는 것은 거의 불가능하며 상대적으로 저렴한 비용(약 $4-$10)을 감안할 때 더욱 의미가 없습니다. 그러나 열전 발전기와 같이 하이킹에 유용한 장치를 조립할 수 있습니다.
전압을 안정화하려면 L6920 IC 칩에 간단한 변환기를 조립해야 합니다.
0.8-5.5V 범위의 전압이 이러한 변환기의 입력에 적용되고 출력에서 안정적인 5V가 생성되며 이는 대부분을 재충전하기에 충분합니다. 모바일 기기. 기존 펠티에 소자를 사용하는 경우 가열된 측의 작동 온도 범위는 150°C로 제한되어야 합니다. 추적을 방해하지 않으려면 끓는 물 냄비를 열원으로 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우 요소는 100°C 이상으로 가열되지 않도록 보장됩니다.
글쎄, 모든 그래프가 그려지고 모든 테이블이 채워집니다. 이제 꿈을 꿀 수 있습니다. 일반적으로 캠페인의 에너지 소비를 최대로 추정하면 다음을 얻습니다.
GPS 내비게이터 - 0.3 W x 10 h = 3 W * h/일;
카메라(Canon DSLR) - 4일 동안 8Wh 배터리 = 하루에 2Wh;
비디오 카메라(비디오 레코더) 흥미로운 순간들여행, 하루 약 1시간의 비디오) - 하루 1.6Wh;
휴대전화- 하루에 약 0.2Wh;
주도 손전등저녁에 주차장을 밝히기 위해 - 하루에 2Wh.
우리가 얻는 총량: 3 + 2 + 1.6 + 0.2 + 2 = 8.8Wh/일. 이러한 장치의 배터리를 충전할 때 발생하는 손실과 예상치 못한 비용을 고려하면 이 수치는 하루에 10Wh로 쉽게 반올림할 수 있으며 이는 AA NiMH 배터리 3개(각각 3.2Wh)에 해당합니다. 창의적 충동을 제한하지 않고 이전에 계획된 경로를 따라 편안하게 이동할 수 있는 것은 이 정도의 전기량이라고 가정합니다. 이 계산은 솔로 나들이 또는 두 사람의 그룹에 대해 다소 정확합니다. 더 많은 사람이 있으면 휴대폰이나 다른 카메라와 같이 각각에 대해 추가 소비자가 추가됩니다. 나는 각 "추가"참가자에 대해 1W * h를 안전하게 추가 할 수 있다고 생각합니다. 즉, 6 명 그룹의 경우 편안한 수준의 에너지 소비는 14W * h 또는 약 4.5 AA 배터리입니다. 여행이 10일 지속된다고 가정하고 2인 그룹의 경우 100Wh의 에너지가 필요합니다. 이것은 총 중량이 31 x 31.5 = 976.5g인 31개의 NiMH 배터리입니다.즉, 거의 1kg의 배터리입니다. 알카라인 배터리를 사용하는 경우 가장 좋은 배터리는 2.2W * h이며 45개가 필요합니다. 나는 그들의 질량을 모르지만 각각 25g이라고해도 총 킬로그램 이상이 이미 증가하고 있습니다. 6인 그룹의 경우 총 전력량은 140Wh로, 무게가 1386g인 배터리 약 44개 또는 더 많은 무게의 배터리 64개에 해당합니다. 모델러가 사용하는 LiPo 배터리를 가져갈 경우 2인용 배터리는 100Wh ÷ 160Wh/kg = 0.625kg 또는 625g입니다.6인 그룹의 경우 LiPo 배터리 무게는 875g 입니다.
이제 열 발생기가 어떻게 되는지 알아봅시다. TES1-12709 모듈 (또는 모듈)이 있다고 가정하고 150 ° C 이하로 가열하고 15 ° C의 온도로 스트림에서 냉각합니다. 즉, 차가운 쪽에서 20 ° C, 온도 차이 150-20 \u003d 130 ° C 이러한 온도차 값의 경우 효율성 표시기가 없으므로 계산해야합니다. 우리는 TES1-12709에 대한 효율 대 전류 그래프에서 두 개의 최대값을 취합니다. 예를 들어, 71°C의 평균 온도 차이에 대해 13.6mW/°C 및 87°C에 대해 15.7mW/°C를 취하고 다음과 같이 계산합니다. 87 - 71 = 16 °C만큼 온도 차이를 증가시키면 효율이 증가합니다. 2.1mW / ° C에서 밝혀졌습니다. 그리고 비례하여 추가로 : 16 ° C의 차이가 증가하여 효율성이 2.1 mW / ° C 증가하면 차이가 130-87 \u003d 43 ° C 증가하면 효율성이 증가합니다. (43 x 2.1) ÷ 16 = 5.6 mW/°С. 이것은 130 ° C의 온도 차이에서 효율이 15.7 + 5.6 = 21.3 mW / ° C와 동일하다는 것을 의미합니다. 결과적으로 21.3 x 130 = 2769mW 또는 2.8W를 얻습니다. 이 값은 일부 비디오 실험에서 2개의 모듈이 4 ... 6 와트를 생성했다는 사실로 판단할 때 현실에 매우 가깝습니다. 하나의 모듈을 사용하여 10W * h의 에너지를 얻으려면 발전기가 10 ÷ 2.8 = 3.57시간, 14W * h - 5시간 동안 작동해야 합니다. 즉, 2개의 펠티에 소자로 구성된 열발생기를 사용하면 대규모 집단이라도 발전하는데 많은 시간이 걸리지 않는다.
이 방법으로 캠핑을 하는 동안 전기를 생산할 때 발생하는 유일한 주요 문제는 추운 쪽의 방열입니다. 물은 열용량이 크기 때문에 가장 좋고 최적의 방법은 수냉식입니다. 이와 관련하여 수상 관광객은 자전거 타는 사람보다 더 운이 좋습니다. 그들의 교통 수단은 물과 정확하게 연결되어 있으며 발전기의 디자인에 대해 생각하면 (왜 그것이 아직 산업 현장에서 생각되고 구현되지 않은지 매우 이상합니다. 규모), 이동 중에 전기를 생성할 수 있습니다. 발전기는 부분적으로 물에 잠겨 있고 부분적으로는 표면에 떠 있습니다. 연료는 연소될 때 퍼니스에 적재되며 외부에서는 모두 물로 냉각됩니다. 연료는 수집되어 정지 상태에서 준비됩니다.
땔감이나 솔방울을 모으는 것이 귀찮다면 가스렌지 디자인을 생각해 볼 수 있습니다. 여기서 수학을 할 가치가 있습니다. 그래서 우리는 다음을 가지고 있습니다:
연료 무게가 450g인 가스 버너용 액화 가스 실린더;
조성: 이소부탄 - 72%, 프로판 - 22%, 부탄 - 6%, 질량 기준으로 각각 324g, 99g 및 27g입니다.
이 가스의 발열량은 각각 49.22MJ/kg, 48.34MJ/kg 및 49.34MJ/kg입니다.
곱셈과 덧셈 후에 액화 가스 실린더 하나에 22.07MJ가 있습니다. 우리는 발전기의 효율을 1%로 간주하므로 전기로 220kJ를 얻습니다. 이는 61.3W * h입니다. 무엇을 비교할 수 있습니까? 예를 들어 19개의 NiMH AA 배터리가 있습니다. 두껍지 않고 오히려 비싸고 가스가 싸지 않습니다.
가스를 사용하는 것은 비싸기 때문에 가솔린과 같은 액체 연료를 사용하여 무언가를 생각해낼 수 있습니다. 저렴한 촉매 버너용 촉매를 인터넷에서 조금 검색했지만 중크롬산암모늄에서 얻은 산화크롬(VI) 외에는 아무것도 찾지 못했습니다. 예, 그와 함께 모든 것이 그렇게 순조롭지는 않지만 원하는 경우 특정 횟수의 실험을 통해 여기서도 안정적인 긍정적인 결과를 얻을 수 있습니다. 중국산 촉매 히터는 대부분 백금족 원소를 미량으로 사용합니다. 이 가열 패드와 같은 촉매가 있으면 좋겠지만 펠티에 요소의 경우 더 큽니다. 그것은 작고 가벼운 발전기가 될 것입니다. 가솔린의 발열량은 44.5MJ/kg, 밀도는 0.74kg/l, 1리터의 가솔린에서 33MJ의 에너지가 있으며 1% 효율은 330kJ 또는 91.6Wh의 전기(28개 AA 배터리)입니다. 더 예산 옵션, 그러나 여전히 자연에서 사용할 수 있는 것을 수집하고 수확합니다. 무료연료는 자연적으로 더 수익성이 높으며 상점에서 구입하는 주식에 고유한 매우 불쾌한 기능이 없습니다. 가장 부적절한 순간에 소진되지 않습니다.
약간의 이론.
단일 요소 열전 모듈(TEM) p- 및 n-형 전도도를 가진 두 개의 서로 다른 요소로 구성된 열전쌍입니다. 요소는 구리로 만든 연결판을 통해 상호 연결됩니다. 비스무트, 텔루륨, 안티몬 및 셀레늄을 기반으로 하는 반도체는 전통적으로 요소 재료로 사용됩니다.
열전 모듈(펠티에 소자)일반적으로 직렬로 전기적으로 연결된 열전대 세트입니다. 표준 열전 모듈에서 열전대는 산화알루미늄 또는 질화물을 기반으로 하는 두 개의 평평한 세라믹 판 사이에 배치됩니다. 열전쌍의 수는 단위에서 수백 쌍에 이르기까지 광범위한 범위에서 다양할 수 있으므로 10분의 1에서 수백 와트까지 거의 모든 냉각 전력의 TEM을 생성할 수 있습니다.
직류 전류가 열전 모듈을 통과하면 측면 사이에 온도차가 형성됩니다. 한쪽 (차가움)은 냉각되고 다른 쪽 (뜨거운)은 가열됩니다. 예를 들어 라디에이터를 사용하여 TEM의 뜨거운 쪽에서 효율적인 열 제거가 보장되면 차가운 쪽에서 주변 온도보다 수십도 낮은 온도를 얻을 수 있습니다. 냉각 정도는 전류의 크기에 비례합니다. 전류의 극성이 바뀌면 뜨거운 쪽과 차가운 쪽이 바뀝니다.
관행.
펠트 요소는 냉각 시스템에 널리 사용됩니다. 그러나 많은 사람들이 에너지 생성이라는 다른 속성에 대해 알고 있지 않습니다. 이 실험실 작업은 그들의 능력에 대한 연구에 전념합니다.
두 개의 알루미늄 막대 사이에 설치된 50*50mm 요소. 표면은 사전에 랩핑되고 KPT 페이스트로 윤활 처리됩니다. 바 중 하나에 관통 구멍이 뚫려 있으며 이를 통해 수냉식을 위한 구리 튜브가 통과됩니다. 다음은 일어난 일입니다.
우리는 한쪽에 쿨러에 물을 연결합니다 펠티에 소자, 그리고 다른 하나는 버너에 올려 놓으십시오. 10W 6볼트 전구를 소자의 출력에 연결합니다. 결과 - 발전기가 작동합니다!
펠티에 소자가 전기를 잘 생성한다는 것은 경험이 증명합니다. 전구는 충분히 밝게 타며 전압은 약 4.5V입니다.
160도까지 가열하는 것은 최적이 아니었고 120도에서는 결과가 10%만 악화되었습니다.
출구의 냉각수 온도는 10도이고 입구의 냉각수 온도는 1도 낮습니다. 이러한 결과로 판단하면 냉각에는 물이 그다지 필요하지 않습니다 ...
도움으로 펠티에 요소원정대, 캠핑장, 사냥터, 한 마디로 필요한 곳이면 어디든지 전기를 얻을 수 있습니다. 당연히 장작이나 밝은 해, 음, 그리고 확실히 독창성.
열전 모듈 사용.
이러한 열전 발전기는 소비에트 국영 농장과 집단 농장을 기억하는 사람들에게 잘 기억됩니다. 그들은 전쟁 중에 독일군이 포위 된 숲에서 어떻게 파르티잔이 오랫동안 방송 할 수 있는지 이해할 수 없었다고 말합니다.
네, 그들이 말했듯이 - 우리 과학자들이 돈을 받았다면 85년에 아이폰을 발명했을 것입니다! :-)
열전 냉장고
열전 냉장고(옵션 2)
열전 냉장고(옵션 3)
캔 음료용 자동차 냉각기
식수 냉각기
KAMAZ 운전실용 열전 에어컨
그런 "국자"에 물을 붓고 불을 붙이고 휴대 전화를 충전하십시오. 모든 비밀은 바닥에 있고 Peltier는 거기에 "매장"되어 있습니다.
이 디자인을 자세히 살펴보겠습니다.
현재 가전제품에 열전발전모듈을 사용하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 우선, 이것은 라디오, 휴대 전화 및 위성 전화와 같은 저전력 소비자에게 전기를 공급할 가능성에 관한 것입니다. 노트북 컴퓨터, 자동화 장치 등 사용 가능한 열원에서. 회전, 마찰 또는 기타 마모 부품이 없는 열전 발전기를 사용하면 내연 기관의 배기 가스, 지열 소스의 온수, 화력 발전소의 "폐열"과 같은 모든 열원에서 직접 전기를 받을 수 있습니다. , 등. IPF KRYOTHERM은 수 와트에서 수 킬로와트에 이르는 다양한 전력의 산업용 열전 발전기(TEG)를 제작하면서 얻은 경험을 바탕으로 공칭 전력이 8W인 국내 TEG의 대량 생산을 시작했습니다. 구조적으로 발전기는 내부 부피가 약 1리터인 알루미늄 버킷 형태로 만들어지며 바닥에 IPF Kryoterm에서 제조한 발전기 모듈이 설치됩니다.
발전기의 작동에 필요한 온도차는 예를 들어 화염에 의해 국자를 가열할 때 달성됩니다. 국자 내부에서 가열된 물은 요리 또는 다른 용도로 사용할 수 있습니다. 이 발전기는 주로 개인 통신 및 탐색, 조명 등을 위해 배터리를 충전하기 위해 원격, 접근하기 어려운 장소에서 사용하도록 고안되었습니다. 사냥꾼, 관광객, 선원, 구조 및 특수 서비스, 강제 오랫동안중앙 전원 공급 장치에서 멀리 떨어져 있습니다.
발전기의 장점은 낮은 무게와 부피, 높은 비전력 생성, 기능 및 높은 신뢰성입니다. 발전기의 설계는 올바른 사용 시 과열 가능성을 배제합니다. 추가 옵션으로 발생기는 3V - 6V - 9V -12V 범위의 스텝 전압 조정기와 충전기용 어댑터와 함께 제공됩니다.
가정용 열전 발전기 1TG-8
데이터 시트
액체를 제외한 무게, kg, 0.55 이하
전체 치수, mm
핸들 없이 250x130x110? 123, h=100
이 마지막 기사에서 저는 이 모듈이 전기를 충분히 섭취하여 측면에 온도 차이를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 소자의 한 면이 강제로 냉각되고 다른 면이 가열.
무부하, 온도차 ~100°С
이 테스트에서 표면적이 3.12sq.cm에 불과한 작은 모듈 TB109-0.6-0.8이 자원하여 해당 모듈의 ro.., 모양 및 특성을 상기시켜 드리겠습니다.
발전기 모드에서 펠티에를 테스트하기 위해 히터, 전압계, 전류계 및 부하와 같은 장치가 포함 된 작은 스탠드가 조립되었으며 방수 백에 라디에이터와 얼음 조각도 필요했습니다. 물론 실험적인 TB109-0.6-0.8. 20W 5.6옴 저항이 히터 역할을 하여 약 80-90도까지 가열되었습니다. 펠티에 소자와 히터의 열 접촉을 개선하기 위해 Namakondo 열 전도성 개스킷이 사용되었으며 일종의 고통스러운 컴퓨터 블록영양물 섭취.
테스트를 시작하겠습니다.
첫 번째 테스트는 1옴 부하를 펠티에 단자에 연결한 상태에서 진행되었으며, 쿨러는 상온의 라디에이터를 사용했습니다.
약 60도의 온도 차이로 119.5mA 또는 14mW의 전류에서 모듈에서 0.117V를 얻을 수 있었습니다.
부하 1Ω, 온도차 ~100°C
100도의 온도 차이로 모듈은 더 나은 결과, 즉 0.21V 0.22A 또는 46mW를 제공했습니다.
다음 테스트는 20옴의 부하로 수행되었습니다.
부하 20Ω, 온도차 ~100°С
모듈은 66mA 또는 86mW의 전류에서 1.31V를 출력했습니다.
유휴 상태에서 첫 번째 사진의 모듈은 2.19V를 출력했습니다.
결론 - Peltier 모듈은 성공적으로 전기를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 모듈에 109개의 열전대가 있고 면적이 3.12 sq.cm인 경우. 100도의 온도 차이로 1.5볼트에서 86mW를, 유휴 상태에서 2V 이상을 출력할 수 있습니다. 그러면 훨씬 더 넓은 면적과 온도 차이를 가진 모듈이 작은 LED 조명기 또는 라디오에 전원을 공급하기에 충분합니다. 또는 배터리를 충전합니다. 그러나 불행히도 그 사용은 가격에 의해 심각하게 제한됩니다.
적용 예: 모닥불 근처의 냄비에 부착하고 라디오를 들을 수 있는 휴대용 관광용 TEG부터 도달하기 어려운 원격 자율 물체(예: 등대)에 전원을 공급하는 데 사용되는 RTG에 이르기까지 다양한 TEG ) 또는 우주 위성에서.
회사에 제공된 모듈에 대한 감사 - Radioelectronics.
수제 장치의 테마를 계속합니다.
이번에는 Peltier 요소를 기반으로 한 온도 발생기에 대해 이야기하겠습니다.
펠티에 소자는 세라믹 판과 그 사이에 바이메탈로 구성된 작은(보통 4x4cm) 장치로, 이를 통해 한 면이 가열되고 다른 면이 냉각될 때 전류가 생성됩니다. 또는 그 반대로 전류를 인가하여 한쪽은 가열하고 다른 한쪽은 냉각시킵니다. 펠티에 소자의 이러한 특성은 휴대용 냉장고 제조에 사용되지만, 저는 주로 이러한 장치의 발전 용량에 더 관심이 있습니다.
사실, 매우 편리합니다. 소자의 한 면을 가열하고 다른 면을 냉각하면 셀룰러 또는 기타 전자 장치를 충전하기에 충분한 전류와 전압을 얻을 수 있습니다. 그리고 평소에 전기에 쫓기고, 자주 일어나지도 않는데, 그런 일이 저에게는 정말 중요해요. 아니요, 물론 부분적으로 전기 부족 문제는 태양 전지판으로 해결할 수 있습니다. 이것은 이 단계에서 일반적으로 대체 에너지의 가장 좋은 공급원 중 하나라고 생각합니다. 그러므로 나는 또한 태양 전지(나중에 이야기하겠습니다) 작지만 나에게는 충분한 힘. 5~15볼트의 전압에서 1~1.5암페어 사이의 어딘가에서 출력됩니다.
그러나 태양이 항상 거기에 있는 것은 아니므로 열 발생기가 더 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 네, 그리고 문명 밖에서는 필요합니다. 그리고 제 생각에 preppers는 그런 것들에 관심이 있습니다.
열 발생기를 만들려면 모든 펠티에 요소가 적합하지는 않지만 300-400도의 온도를 유지하는 요소만 적합합니다. 물론 냉장고에 사용되는 일반 요소로 발전기를 만드는 것이 가능하지만 실험용일 뿐입니다. 과열하면 요소가 실패합니다. 미국인이나 중국인에게서 고온 요소를 구입할 수 있습니다. (중국인에 대한 작은 편견: 제 블로그를 보시면 제가 중국이나 중국에 대해 나쁜 태도를 가지고 있다는 잘못된 생각을 하실 수 있습니다. 오히려 중국을 존경합니다. 적일 가능성이 높습니다. 다시 말하지만, 독일인들도 "우리의 적이었을 때, 그리고 프랑스인, 그리고 누가 적이 아니었습니까? 그래서 어쩌죠? 전쟁이 있으면 우리는 그것을 싫어할 것이지만 지금은 친구가 될 것입니다. 특히 다른 나라의 경우와 같이 결국 모든 것이 끝날 것이기 때문에 그러나 모든 전쟁이 끝나면 러시아와 중국은 영원히 형제가 될 것입니다. 아멘.)
당신은 또한 동포로부터 물건을 살 수 있지만, 굉장한 가격에 살 수 있습니다. 그리고 이것은 우리의 방식이 아닙니다.
그래서 내 열 발생기는 오일 버너로 가열됩니다(일반, 가장 저렴한 해바라기 기름 사용).
깡통, 버너 높이 조절기 및 펠티에 요소 자체로 구성된 접을 수있는 케이스에 넣습니다.
버너 자체도 캔과 숯 심지로 구성되어 있습니다.
이 비디오 지침에 따라 심지를 만들 수 있습니다.
개인적으로 나는 불에서 나온 석탄으로 심지를 만들고 대도시의 고급 거주자는 상점에서 단순히 숯을 구입할 수 있습니다. 이러한 버너는 그 자체로 좋으며 양초 대신 조명 소스로 사용할 수 있습니다. 작동하는 데 기름이 거의 필요하지 않고 연기가 많이 나지 않으며 며칠 동안 탈 수 있습니다.
이것은 Peltier 요소이며 냉각에서 그 위에 라디에이터가 배치됩니다. 컴퓨터 프로세서, 팬과 함께.
이것은 버너 화재 레벨 조절기입니다. 나는 죽은 CD-rom_a에서 그것을 만들었습니다. 환상만 있다면 무엇으로도 만들 수 있습니다.
Peltier 요소(이 버전에서는 2개 또는 3개의 요소, 서로 위에 모든 것이 열 페이스트로 번짐)가 냉각 라디에이터와 가열 라디에이터 사이에 끼워져 있습니다.
나는 요소 주변의 공간을 고무(불필요한 신발의 발뒤꿈치에서)로 채우고 자동차 열 밀봉제로 함께 붙였습니다.
동일한 결함이 있는 CD-rom_a에서 3볼트 모터로 냉각 팬을 만들고 컴퓨터 쿨러에서 일반 팬 블레이드를 만들었습니다. 나는 동일한 CD-rom_a의 중국 슈퍼 글루와 디스크 홀더를 사용하여 엔진과 팬을 연결했습니다. 그 결과 1.5볼트에서 시작하고 매우 적은 전류를 소비하는 냉각 팬이 생성됩니다.
난방 라디에이터의 경우 구형 프로세서의 쿨러에서 라디에이터를 가져 왔습니다.
약 6-8볼트의 전압이 변환기로 이동하여 장치에 필요한 5볼트로 감소합니다.
나는 이미 이 변환기에 대해 썼습니다.
다음은 발전기 자체입니다. Cat 전용(1~2분 이내) 생성 전압이 1.5볼트에 도달하고 냉각 팬이 회전하기 시작하며 소자의 차가운 쪽이 냉각되기 시작합니다. 열 발생기는 몇 분 안에 발전 작동 모드로 들어갑니다. 당신은 그것에서 먹일 수 있습니다 주도 화환전자 장치를 충전합니다. 내 교류 발전기는 5볼트에서 약 400밀리암페어의 전류를 출력합니다. 현재 강도는 사용된 요소에 따라 다릅니다. 가능하면 요소를 더 잘 넣을 것입니다.
또한 이 기기, 발전기 부분을 제거하면 물을 끓이는 기존 버너로 사용할 수 있습니다. 나는 보통 항아리를 반쯤 채우고 10-15분 안에 끓습니다.
