Je hebt waarschijnlijk nodig koel iets in uw doe-het-zelfprojecten. Hiervoor heb je een Peltier-cel nodig.. Dit halfgeleiderapparaat op basis van thermo-elektrische effecten maakt een zeer snelle afkoeling mogelijk. Je kunt het in sommige kopen winkels zoals Amazon, of verwijder het eenvoudig van een beschadigd apparaat waar het zich bevindt. De apparaten die u kunt krijgen, zijn de typische koudwaterdispensers en sommige luchtontvochtigers zonder compressor.
Dit type Peltier-cellen wordt veel gebruikt in verschillende sectoren van de industrie voor koeling. De reden is dat het er veel heeft voordelen ten opzichte van andere traditionele koelsystemen. In de twee voorbeelden die ik hierboven heb gegeven, is het in het geval van de waterdispenser bijvoorbeeld bedoeld om de watertank te koelen zodat deze vers blijft, terwijl het in de ontvochtiger de binnenkomende lucht koelt zodat vocht condenseert en druppelt in de condensreservoir ...
thermo-elektrische effecten
De thermo-elektrische effecten zijn die die een temperatuurverschil omzetten in elektrische spanning of omgekeerd. Dit wordt bereikt met behulp van thermokoppels of zeer specifieke soorten materialen, meestal halfgeleiders. Hierin produceren de temperatuurgradiënten ladingsdragers in het materiaal, ofwel elektronen (-) ofwel gaten (+).
Dit effect kan worden gebruikt veel toepassingen, van verwarmen, koelen, meten van temperaturen, opwekken van elektriciteit, etc. En dat komt door de verschillende effecten die er zijn binnen de zogenaamde thermo-elektrische. Sommige ervan zijn:
- Zoek effect: waargenomen door Thomas Seebek, het is een fenomeen waarbij thermokoppels waarop een temperatuurverschil wordt toegepast, elektriciteit produceren. Het werd ontdekt toen werd waargenomen dat twee metalen verbonden door een van hun uiteinden er een temperatuurverschil op hadden toegepast en dat ze een potentiaalverschil genereerden aan hun gescheiden uiteinden. Hiermee zou het mogelijk kunnen zijn om de warmte die door een bepaalde bron wordt gegenereerd, te gebruiken om deze om te zetten in elektriciteit.
- Thomson-effect: beschrijft het verwarmen of koelen van een stroomvoerende geleider met een temperatuurgradiënt. Het werd beschreven door Williams Thomson of Lord Kelvin.
Meestal Seebek-, Thomson- en Peltier-effecten kan omkeerbaar zijn, hoewel dit niet het geval is bij Joule-verwarming.
Peltier-effect
El Peltier-effect het is vergelijkbaar, en het is waarop de cellen die we in dit artikel bespreken, zijn gebaseerd. Met deze eigenschap ontdekt door Jean Peltier in 1834, en vergelijkbaar met de Seebek. Het gebeurt wanneer een elektrische spanning een temperatuurverschil veroorzaakt tussen twee verschillende materialen of thermokoppels. In het geval van huidige apparaten zijn het halfgeleiders, maar het kunnen ook metalen zijn die bekend staan als Peltier-juncties.
Dat betekent dat als er een elektrische lading op deze apparaten wordt aangebracht, de ene kant wordt heet en de andere kant koud. Dit komt doordat elektronen reizen van een gebied met een hoge dichtheid naar een gebied met een lage dichtheid, ze breiden op dezelfde manier uit als een ideaal gas, en daarom koelen ze dat gebied af.
Trouwens, een enkele trap TEC kan een genereren temperatuurverschil tussen de onderdelen tot 70ºC. Dus als je het hete deel gekoeld houdt, hoe meer koelcapaciteit deze TEC- of Peltier-cel zal hebben. Deze opgenomen warmte is evenredig met de geleverde stroom en met de tijd.
Voor- en nadelen van ECT
Zoals elk systeem heeft de TEC- of Peltier-cel zijn voor- en nadelen. Dit is de reden waarom sommige koelsystemen nog steeds de voorkeur geven aan andere conventionele methoden. Tussen de voordelen Zij zijn:
- Het heeft geen bewegende delen, dus het heeft geen onderhoud nodig en is dat ook betrouwbaarder.
- Maakt geen gebruik van compressoren Geen vervuilend CFK-gas.
- Het kan eenvoudig en nauwkeurig de temperatuur regelen, tot fracties van een graad door de aangelegde stroom te variëren.
- Klein formaat, hoewel ze kunnen worden vervaardigd met verschillende maten.
- Het heeft een lange levensduur tot 100.000 uur, vergeleken met wat sommige mechanische koelkasten bieden.
De nadelen van het gebruik van een ECT zijn:
- Dat kan alleen een beperkt bedrag wegnemen hittegolf.
- Niet efficiënt energetisch gezien vergeleken met gascompressiesystemen. Door nieuwe ontwikkelingen wordt het echter steeds efficiënter.
EIGENDOMMEN
een Peltierplaat zoals TEC1 12706 Het kost een paar euro, dus het is erg goedkoop. Dit bord heeft afmetingen van 40x40x3mm en bevat 127 halfgeleiderparen binnenin. Het elektrische vermogen is 60 W en de nominale voedingsspanning is 12 V en de nominale stroom is 5 A.
Bij haar kan dat genereren maximale temperatuurverschillen tussen de gezichten van 65ºC, wat best goed is. Het kan werken tussen -55ºC en 83ºC zonder zichzelf te beschadigen, dus als je buiten deze waarden gaat, loop je het risico onbruikbaar te worden. Als je de waarden daarbinnen houdt, kan het je zelfs 200.000 uur perfect werken, dat wil zeggen, vele jaren ...
De efficiëntie van dit model is ongeveer 12-15w aan onttrokken warmte, dat is een efficiëntie van rond de 20 of 25% gezien het feit dat het ongeveer 60w verbruikt. Houd er in ieder geval rekening mee dat deze waarde ook sterk beïnvloed wordt door de omgevingstemperatuur.
Als u wilt, kunt u in plaats van alleen de TEC- of Peltier-cel kopen, ook kopen bij Geen producten gevonden. het complete koelsysteem.
Peltier-celtoepassing
Nou, een Peltier-cel kan voornamelijk worden gebruikt voor koeling. Je kunt er bijvoorbeeld water of een andere vloeistof mee koelen, of je eigen zelfgemaakte ontvochtiger maken. Wat het ook is, de opzet is heel eenvoudig. Als u de cel eenmaal hebt aangeschaft of gekocht, hoeft u alleen maar gelijkstroom aan te leggen via de positieve en negatieve kabels die deze heeft. Op die manier wordt de ene kant warm en de andere kant koud. U moet de zijkanten goed identificeren op basis van wat u zoekt.
Toepassingsvoorbeeld met Arduino
Je kunt een verbindingsschema zoals die we voor hem deden relaismodule, maar in plaats van de Peltier-cel en de ventilator te voeden met 220v wisselstroom, wordt deze gevoed met gelijkstroom op 12v. U kunt hetzelfde schema gebruiken en uw koeler op het Arduino-bord aansluiten.
Zodra je alles hebt aangesloten, kan het maak een eenvoudige code voor Arduino IDE zodat uw koelsysteem kan worden bestuurd, zoals deze om het relais te regelen volgens welke omstandigheden, zodat het systeem kan worden geactiveerd (u kunt extra vochtigheid, temperatuursensoren, enz. gebruiken):
const int pin = 9; //Debe ser el pin conectado al relé para su control
const float thresholdLOW = 20.0;
const float thresholdHIGH= 30.0;
bool state = 0; //Celda Peltier desactivada o desactivada
float GetTemperature()
{
return 20.0; //sustituir en función del sensor de temperatura (o lo que sea) empleado
}
void setup() {
pinMode(pin, OUTPUT); //el pin de control se define como salida
}
void loop(){
float currentTemperature = GetTemperature();
if(state == 0 && currentTemperature > thresholdHIGH)
{
state = 1;
digitalWrite(pin, HIGH); //Se enciende el TEC
}
if(state == 1 && currentTemperature < thresholdLOW)
{
state == 0;
digitalWrite(pin, LOW); //Se apaga el TEC
}
delay(5000); //Espera 5 segundos entre las mediciones de temperatura en este caso
}