Cum să faci un frigider pe un element peltier. Cooler peltier termoelectric Cum se face o geantă frigorifică cu un element peltier

Poate fi considerat un lux. Dar asta e frumos lucru util. Aici puteți pune înghețată, apă spumante, transportați orice mâncare congelată și multe altele. În magazin pentru un astfel de dispozitiv, vor necesita o cantitate considerabilă, așa că este logic să asamblați un frigider pentru mașină cu propriile mâini. În plus, este interesant, simplu și de câteva ori mai ieftin. De asemenea, puteți face un frigider de orice formă și dimensiune, astfel încât să încapă confortabil în locul pregătit în mașină. Potrivit autorului, costul unui astfel de produs de casă este de 1000 de ruble.

Un element Peltier este folosit ca element de răcire (aceasta este o placă care, atunci când i se aplică tensiune, se încălzește pe o parte și se răcește pe cealaltă). De asemenea, veți avea nevoie de unul sau mai multe (în funcție de dimensiunea frigiderului) coolere de computer cu radiatoare. De asemenea, pot fi obținute gratuit dacă există computere care nu sunt necesare.

Materiale și unelte pentru făcut în casă:
- spuma de polistiren extrudat;
- rigla;
- un pix, pix sau alt instrument de scris;
- cuțit de papetărie;
- Elemente Peltier (se pot cumpara, nu sunt scumpe);
- coolere computer cu calorifere;
- spuma poliuretanica;
- fir cu conector pentru bricheta;
- placa termostat;
- fier de lipit, foarfece și multe altele.

Procesul de fabricare a frigiderului:

Primul pas. Fabricarea containerelor
În general, autorul a dorit inițial să realizeze un recipient termos care să țină frigul în interior. Adică pentru transportul produselor refrigerate pe distanțe scurte. Dar apoi recipientul s-a transformat într-un frigider cu drepturi depline.

Un recipient este asamblat din polistiren expandat, spumă poliuretanică este folosită ca lipici. Acest lucru este bun pentru că spuma etanșează ermetic toate crăpăturile. Cel mai important lucru în design izolare termica buna cu cât frigul este mai bine păstrat, cu atât frigiderul va funcționa mai eficient și mai economic.
Puteti alege orice dimensiuni, in functie de nevoi, autorul a avut nevoie de o folie de polistiren expandat cu dimensiunile de 1200x600 mm si o grosime de 50 mm pentru montaj. Foaia este pur și simplu tăiată conform șablonului și apoi lipită în cutia prețuită folosind spumă de montare.

În imagine puteți vedea o diagramă pentru tăierea unei foi, dacă doriți să montați exact un astfel de frigider. Pe foaie există laturi, a căror grosime este de 20 mm, acestea trebuie tăiate din toate părțile, lăsând partea de jos.

Pentru lipire, se aplică spuma și așteptați 1 minut, apoi trebuie să apăsați piesele timp de 5 minute și, în același timp, să vă asigurați că nu se mișcă. Ca urmare, doar o mică bucată de spumă de polistiren va fi de prisos, este marcată cu gri în diagramă.

După ce cutia este gata, poate fi vopsită. Trebuie să vopsiți în două treceri, deoarece vopseaua poate coroda spuma de polistiren. Cu toate acestea, este de dorit să alegeți o vopsea potrivită pentru aceste scopuri. Recipientul cântărește 820 de grame, conține alimente congelate pentru o perioadă destul de lungă.

Pasul doi. Instalarea elementului de răcire
Pentru a face un frigider cu drepturi depline, este nevoie de un element de răcire, aici este electric - acesta este elementul Peltier. Particularitatea acestui dispozitiv este că, atunci când i se aplică tensiune, o parte a acestuia devine foarte rece, în timp ce cealaltă se încălzește. Deci, pentru ca elementul Peltier să nu se ardă, căldura trebuie îndepărtată din partea sa fierbinte. Un cooler de la un computer cu un radiator care răcește procesorul face o treabă excelentă cu această sarcină.

Cel mai puternic element Peltier va costa aproximativ 130-150 de ruble (putere 60 W).

Cu interior caloriferul nu a înghețat, iar aerul a fost răcit uniform, s-a decis și instalarea unui răcitor în interiorul frigiderului. Pentru ca sistemul să funcționeze autonom, veți avea nevoie de un controler de temperatură cu un senzor extern, costul acestuia este de 170 de ruble.

Acum gradul de frig din frigider va fi controlat de electronică, acest lucru va reduce și pierderile de energie.

Autorul instalează elementul Peltier între două calorifere; pasta termică este folosită pentru un mai bun transfer de căldură. Ca urmare, un radiator va răci o parte a elementului, iar celălalt radiator va fi amplasat în interiorul frigiderului și va distribui frigul peste el. Un astfel de element este suficient pentru a menține temperatura din interiorul frigiderului la -3 grade la o temperatură ambientală de +26. Dacă instalați 2-3 astfel de elemente în serie, atunci teoretic temperatura din frigider poate fi scăzută la -18 grade.

Radiatoarele sunt interconectate folosind suporturi standard, cu care sunt atașate la placa de bază. Încă mai trebuie cleme de plastic. Cea mai mare eficiență a fost obținută atunci când ambele ventilatoare au lucrat pentru suflarea din radiator.
Ca izolație termică au fost folosite bucăți de termoizolație pentru țevi rotunde.

Pasul trei. Montaj constructii
Trebuie făcută o gaură în capacul frigiderului pentru a instala răcitorul. Forma găurii ar trebui să fie aceeași ca în fotografie. Apoi cusăturile sunt unse cu material de etanșare și se instalează o construcție de radiatoare. Este important aici să nu confundați unde este partea rece și unde este cea fierbinte. Capacul poate fi prevopsit, ceea ce crește rigiditatea spumei de polistiren.

frigider auto do-it-yourself pe elemente Pelte

În timp ce construiam casa la tara Am avut dorința să mă gândesc la o altă modalitate de a folosi spuma de polistiren extrudat. Astăzi este una dintre cele mai multe încălzitoare eficiente cu un număr mare de avantaje și un preț foarte accesibil. Primul lucru de care mi-am dat seama a fost că pentru excursiile la cumpărături la hipermarket este foarte util să ai un recipient termos în care să poți transporta în siguranță alimente congelate.

A fost nevoie de 160 de ruble și o jumătate de oră de timp liber pentru a face o astfel de cutie. Dar am decis să merg mai departe și să perfecționez designul pentru a-l folosi ca frigider de sine stătător.

Să începem să facem!

Deci, să începem cu recipientul termos. Avem nevoie de o foaie de polistiren expandat cu dimensiunile de 1200x600 mm, grosimea de 50 mm, un cuțit de papetărie și o bandă de măsurare. Costul unei astfel de foi în orice magazin de hardware este de 160 de ruble. Tăiem foaia conform șablonului, luăm spuma de montare și lipim un astfel de recipient.

Iată aspectul foii. Foaia are laturile de 20 mm grosime, acestea trebuie tăiate din toate părțile, cu excepția fundului. Foile sunt lipite între ele spumă de montaj. Tehnologia este simplă. Aplicați puțină spumă pe zona de lipire, așteptați 1 minut, apăsați strâns foile una pe cealaltă și apoi controlați manual timp de 5 minute pentru ca acestea să nu se miște din cauza expansiunii spumei. Principalul lucru este să nu lăsați nesupravegheat. Va rămâne doar o mică bucată de spumă de polistiren, marcată cu gri în diagramă.

Atenție la designul capacului, am tăiat una dintre foile mari din diagrama de mai sus în 3 părți la locul lor atunci când lipim pentru a asigura o potrivire strânsă. După aceea, exteriorul cutiei poate fi vopsit. Vopseaua corodează puțin spuma de polistiren, așa că este mai bine să vopsiți în două etape. Recipientul rezultat cântărește 820 de grame și are o performanță incredibilă de pierdere a căldurii. Într-o astfel de cutie, poți pune câteva kilograme de alimente congelate și le poți transporta fără probleme timp de câteva ore. Principalul lucru este să nu amestecați alimentele congelate și refrigerate. Este posibil să completați designul cu un acumulator rece.

Sau puteți modifica designul pentru a obține un frigider complet. În aceste scopuri, vom folosi elementul Peltier - un convertor termoelectric, al cărui principiu de funcționare se bazează pe apariția unei diferențe de temperatură în timpul curgerii. curent electric. Aceste elemente sunt folosite în frigiderele auto în serie, precum și scaune auto cu ventilatie.

Costul unui element Pelte cu o putere maximă de 60 de wați pe aliexpress este de 130-150 de ruble. Model TEC1-12706. În timpul funcționării, o parte a elementului se încălzește, cealaltă parte se răcește. pentru ca elementul să nu se ardă, este necesar să eliminați intens căldura din partea fierbinte. Pentru asta avem nevoie Cooler CPU cu un calorifer dintr-un magazin de calculatoare, în valoare de 250 de ruble. Pentru a îmbunătăți circulația aerului în interiorul compartimentului frigider și a preveni înghețarea caloriferului, am decis să instalez ventilatoare pe ambele părți. Avem nevoie și de un termostat cu senzor de temperatură extern și un releu, care costă 170 de ruble, care ne va permite să controlăm temperatura setată în interiorul recipientului. Ei bine, un prelungitor cu un conector pentru o brichetă de mașină pentru 100 de ruble.

Deci, să începem asamblarea.

Elementul Peltier cu pastă termică (vine împreună cu răcitorul) este instalat între două calorifere din aluminiu. Este de remarcat aici că este posibilă creșterea gradientului de temperatură al instalației prin asamblarea a 2 sau 3 elemente Peltier instalate în serie. Așa că un element Peltier îl răcește pe celălalt. În acest exemplu de realizare, este realist să obțineți o temperatură negativă în recipient de până la -18 grade Celsius. De-a lungul perimetrului dintre element așezăm o bucată de izolație termică spumă.

Conectăm radiatoarele între ele cu plăci de montare standard la placa de bază, conectându-le cu cleme de plastic. Acest lucru face, de asemenea, posibilă izolarea termică a părților reci și calde una de cealaltă. Executare de probă a instalației. Cu cât răcim mai intens partea fierbinte, cu atât temperatura va fi mai scăzută pe partea rece. Aici, ventilatoarele sunt direcționate către fluxul de aer către calorifere, aceasta este mai puțin eficientă decât dacă sunt răsturnate pentru a exploda. Într-o cutie improvizată, s-a putut realiza o temperatură de -3 grade, la o temperatură ambientală de +26. Fotografia arată clar modelul de coolere, avantajul lor în suprafata mare placa de baza pentru calorifere. Și ca garnitură termoizolante am folosit o bucată de termoizolație pentru țevi rotunde.

Acum să integrăm convertorul termoelectric în noul capac al recipientului. Pentru confortul amplasării întregii structuri, vom crește grosimea capacului la 100 mm (2 foi de polistiren expandat). Această fotografie arată clar garnitura perimetrală dintre cele două calorifere.

Tăiere artistică pe spumă de polistiren și prelucrare cu șmirghel. Pictăm din nou. După vopsire, carcasa exterioară a polistirenului expandat devine mai puternică.

Acoperim cusăturile cu material de etanșare, întoarcem ambele ventilatoare pentru a sufla. Dintre potențialele îmbunătățiri, ar putea merita să reduceți viteza ventilatorului pe partea rece (acum ambele ventilatoare funcționează la viteza maximă).

Lângă carcasă, instalăm placa termostatului și fixăm firul de alimentare într-un mod atât de nepretențios. Mai întâi, apăsăm placa cu șuruburi autofiletante, apoi o fixăm cu material de etanșare.

Container asamblat. Greutatea recipientului fără capac este de 800 de grame, capacul cu convertorul termoelectric asamblat cântărește la fel. Cheltuieli generale - 1000 de ruble și câteva ore de timp. Testele cu produse răcite în portbagajul unei mașini au arătat capacitatea sistemului de a menține temperatura în partea de jos (!) a containerului în limita a +5 grade Celsius, la o temperatură ambientală de +29 de grade (da, este mult mai cald în portbagaj). , chiar și atunci când aparatul de aer condiționat este pornit) și consumul de curent - 3 Amperi. Cred că acesta este un rezultat excelent.

Plănuiesc să fac următorul container din 3 elemente Peltier instalate secvenţial pentru a obţine un congelator complet.

Am devenit interesat de vinificația acasă.

Citiți despre beneficiile vinului. Caut vin bun. Am fost îngrozită de ceea ce ne oferă în magazine. Nici măcar vinurile din Crimeea nu sunt de folos. Totul este pasteurizat, făcut din concentrate, o cantitate exorbitantă de conservanți. Vinurile de casă sunt diluate fără Dumnezeu, nu se știe în ce condiții sunt făcute...

Am decis să încerc să-mi fac singur vinul. A ieșit doar un vin de struguri minunat. Uscat, aproape fără zahăr, bogat, foarte sănătos, ameliorează oboseala...

Dar cel mai important, mi-a plăcut procesul de a face vin. Foarte interesant și nu durează mult. Tocmai m-am lăsat purtat de vinificație și, cred, de mult timp.

Locuiesc într-un bloc de apartamente. Pentru producția de vin, acest lucru nu creează absolut nicio problemă. Am o cămară mare, unde vinul fermentează și se maturizează. Dar cum să păstrați vinul pentru o lungă perioadă de timp nu este clar.

Principala cerință pentru depozitarea vinului este temperatura scăzută:

• 10 - 14 °C pentru vinurile seci;
• până la 16 °C pentru deserturi;
• temperatura maxima admisa 18 °C;
• 24°C doar ucide vinul.
• Nu sunt permise schimbări bruște de temperatură.

Problema este agravată de faptul că prefer vinurile seci, care necesită cea mai scăzută temperatură de păstrare.

Interogări tastate în motoarele de căutare.

• Depozitarea vinului de casă.
• Depozitare vin acasă.
• Cum se depozitează vinul într-un apartament.

Singurul un sfat adevarat cu această ocazie - cumpărați o răcitoare de vin. Dar aceste dispozitive sunt scumpe. Mai ales dacă volumul util al frigiderului de vin nu este pentru 6-8 sticle, ci pentru mai multe sticle de vin. Nu cred că cineva face vin de casă cu volume mai mici de 10-20 de litri.

Cerințe pentru un răcitor de vinuri.

Am decis să fac o răcitoare de vin cu propriile mele mâini. Problema este simplificată, în raport cu frigiderele tradiționale pentru alimente, prin faptul că:

• Temperatura într-un frigider pentru vinuri poate fi de 14 °C, și chiar 18 °C, în timp ce într-un frigider alimentar 4-5 °C, iar în congelator - 20 °C. Este clar că menținerea unei temperaturi mai ridicate necesită mai puțină putere a frigiderului, mai puține cerințe de izolare termică. Este suficient să reduceți temperatura față de mediu cu 5-7 °C.
• Nu există cerințe speciale pentru aspectul unui răcitor de vin instalat în cămară. Dar dacă cineva are astfel de cerințe, poți oricând să comanzi o carcasă exterioară frumoasă din PAL laminat.
• Frigiderul pentru vinuri este rar deschis. Acest lucru simplifică cerințele pentru ușa de închidere a frigiderului, în general, pentru metoda de închidere a carcasei.

Dar există anumite cerințe:

• Nu consum mare de energie, pentru a nu merge stricat la facturile la electricitate. Am decis ca consumul maxim de energie să nu fie mai mare de 15-20 de wați.
• Sistemul de control trebuie să mențină temperatura cu precizie ridicată și, cel mai important, fără fluctuații bruște. Termostatele releu de la frigidere sunt complet inacceptabile aici.
• Ca dispozitiv de răcire -. Acest lucru impune cerințe mai specifice asupra controlerului frigiderului. Voi scrie despre asta în următoarea mea postare.

Ultimele două puncte nu mă sperie deloc. Am proiectat controlere electronice mult mai complexe. Privind în viitor, voi spune ceva, dar a ieșit minunat. Mic ca dimensiune, destul de simplu, convenabil, cu performanta ridicata. Menține temperatura cu o precizie de 0,1 °C, limitează puterea la un anumit nivel și generează semnale ideale pentru elementul Peltier.

Corp racitor de vin, alegere material termoizolant.

Din ce este facut corpul frigiderului? M-am uitat prin articole despre această problemă pe Internet, m-am gândit, am citit despre materialele termoizolante. Am ajuns la o concluzie fără echivoc - corpul ar trebui să fie din spumă de polistiren extrudat. Acest material are:

• Conductivitate termică scăzută - 0,031 W / (m °K).
• Rezistență suficient de mare, rezistență la deformare. Există opțiuni cu densități diferite. Forța depinde de densitate.
• Nu se teme absolut de umezeală.
• În plus, polistirenul expandat este ușor, ușor de prelucrat, ușor de lipit.

Spre deosebire de opțiunile de pe Internet, în care a fost luată și învelită o carcasă de plastic potrivită material termoizolant, am decis sa fac carcasa frigiderului din placi din spuma de polistiren si sa lipesc peste cu folie de aluminiu.

Am calculat ca am nevoie de farfurii de 5 cm grosime, dar in cel mai apropiat magazin am gasit farfurii Penoplex de doar 4 cm grosime.Am decis ca ar fi potrivit pentru primul experiment. Și le-am cumpărat.

Avand in vedere marimea rafurilor din camara mea, am decis sa fac un frigider cu un volum util suficient pentru a stoca patru cilindri de cinci litri.

Acestea. pentru 20 de litri de vin în patru sticle. Fiecare cilindru are 5 litri, inaltime 265 mm, diametru 180 mm. Dimensiunile interioare ale frigiderului sunt 380 x 360 x 320 mm.

S-a dovedit aici un desen al pieselor pentru carcasă.

Lista de componente.

Au tăiat aceste piese pentru mine într-un magazin de mobilă pentru 200 de ruble. Materialul este manevrat minunat. Marginile sunt perfect uniforme.

Am folosit acest adeziv. Probabil că există multe alte opțiuni, dar mi-a plăcut acest lipici.

Rămâne să lipim detaliile. Nu a fost dificil, doar am turnat prea mult lipici pe prima cusătură.

Am lipit capacul și l-am încercat până când lipiciul a fost complet uscat. Se potrivesc perfect.

Apoi am lipit peste corpul frigiderului în exterior și în interior cu bandă de aluminiu.

Corpul frigiderului este gata.

Designul unității de răcire a frigiderului.

Designul optim al unității de răcire este evident. Am încercat să înfățișez cum o văd.

Sarcina este de a transfera frigul de pe o suprafață la frigider pe radiatorul său intern. Iar celălalt radiator extern trebuie să elimine căldura de pe cealaltă suprafață a elementului Peltier.

Peretele lateral al frigiderului este străpuns în unghi drept de o bară de aluminiu cu secțiunea de 40x40 mm. Prin ea, frigul se transmite în organism. În cameră, este înșurubat un radiator intern, care răcește aerul. Pe de altă parte, elementul Peltier este apăsat pe bară de un radiator extern. Designul este optim în ceea ce privește procesele fizice:

• Lungimea minimă a barei de transfer la rece.
• Secțiune transversală mare și, prin urmare, buna conductivitate termică a barei.
• Suprafața minimă de contact a părții reci a unității de răcire cu aerul, ceea ce înseamnă pierderi minime.
• Radiatorul extern este amplasat paralel cu peretele lateral, mărind lățimea întregului frigider doar cu propria grosime. Grosimea radiatorului este de obicei mai mică decât alte dimensiuni.

Defecte:

• Suprafețele laterale ale barei de aluminiu trebuie să fie perfect plane.
• Sunt necesare lucrări complicate de frezare.
• Fixare complicată a radiatoarelor externe și interne.

Sunt inginer electronic, programator, nu mecanic. Sunt sigur că mulți oameni vor face designul mecanic al acestei unități mai bun decât mine. Trimiteți o fotografie dacă o faceți.

Nu eram suficient pentru o astfel de opțiune de design. Am realizat un design mai simplu, dar mai puțin eficient al unității de răcire.

Este clar din poze.

Radiatorul intern se află în partea de sus a camerei, deoarece aerul rece se scufundă.

Dezavantajele acestui design sunt evidente:

• Bară de transmitere a frigului cu o secțiune mică, doar 40 x 10 mm.
• O parte semnificativă este în contact cu aerul cald, pierderi mari. Trebuie acoperit cu materiale izolante.
• Lățimea frigiderului crește datorită lățimii caloriferului. Din același motiv, nu se poate folosi un radiator larg.

Ei bine, ce ar putea. voi reface.

Controler pentru frigider pe elementul Peltier.

Controlerul s-a dovedit a fi extrem de reușit. Ii va fi dedicat. Acolo sunt:

• Vă voi spune în detaliu despre problemele de control al elementului Peltier.
• Voi descrie funcționarea controlerului.
• voi aduce schema circuitului Controler pentru elemente Peltier.
• Voi aranja software-ul rezident.

Deocamdată, voi spune doar că controlerul:

• Măsoară și stabilizează temperatura aerului din frigider cu o precizie de 0,1 °C.
• Limitează consumul de energie la o anumită valoare.
• Monitorizează temperatura radiatorului extern și controlează ventilatorul.
• Formează un curent și o tensiune continuă, netezește ondulațiile și supratensiunile.
• Efectuează diagnosticarea senzorilor de temperatură și a altor elemente ale sistemului.

Aș dori în special să remarc faptul că controlerul nu pornește și oprește elementul Peltier pentru a controla temperatura, ci reduce sau crește treptat puterea elementului. Astfel, un curent curge întotdeauna prin elementul Peltier, doar valoarea acestuia este determinată de temperatura ambiantă.

Asta permite:

• Păstrați valoarea temperaturii stabilă, fără cele mai mici sărituri.
• Elementul Peltier are un număr limitat de porniri și opriri. Un regulator releu îl va strica în 2 luni.
• Pentru a evita problema asociată cu faptul că placa care transmite frigul în camera frigiderului, atunci când elementul Peltier este oprit, începe să transfere căldură de la radiatorul extern către acesta.

Dimensiunile controlerului sunt doar 110 x 90 x 38 mm.

Și acesta este tot frigiderul.

Teste si evaluarea rezultatelor.

Controlerul afișează:

• temperatura aerului din frigider;
• temperatura radiatorului;
• putere electrică pe elementul Peltier.

Prin urmare, testul a fost efectuat fără dispozitive suplimentare. Tocmai am pornit frigiderul și m-am uitat.

Cu o setare de putere maximă de 15 W, temperatura din frigider este redusă cu 6 °C în raport cu mediul.

În principiu, acest lucru este deja suficient pentru a păstra vinul. Am vrut rezultate mai bune, dar ținând cont de defectele de design ale unității de răcire, rezultatul nu a fost rău.

Mai mult, există un număr mare de rezerve rămase pentru a crește eficiența frigiderului:

• Schimbați designul unității de răcire, așa cum este descris mai sus.
• Adăugați ghidaje de aer pentru ventilator.
• Măriți suprafața radiatoarelor externe și interne.
• Măriți grosimea pereților carcasei frigiderului cel puțin până la cea calculată (50 mm).

Sunt sigur că acest lucru poate crește semnificativ eficiența frigiderului:

• Obțineți temperaturi mai scăzute.
• Reduceți consumul de energie, deși 15 wați nu mi se pare mult.

Apropo, toate răcitoarele de vin industriale conțin un al doilea ventilator pe radiatorul intern. Cred că te poți descurca fără el, așa cum se întâmplă în această dezvoltare.

În ceea ce privește costul de fabricație a acestei dezvoltări, nu am numărat exact, dar nu cred că am cheltuit mai mult de o mie pe materiale pentru carcasă. Toate celelalte au fost făcute din materiale improvizate. Este greu de evaluat totul împreună, cred că se pot îndeplini 2-2,5 mii.

Puteți marca.

Un element Peltier este de obicei numit un convertor care este capabil să funcționeze dintr-o diferență de temperatură. Acest lucru se întâmplă prin fluxul de curent electric prin conductori prin contacte. Pentru aceasta, în elemente sunt prevăzute plăci speciale. Căldura curge dintr-o parte în alta.

Astăzi, această tehnologie este solicitată în primul rând datorită puterii semnificative de transfer de căldură. În plus, dispozitivele se pot lăuda cu compactitate. Radiatoarele pentru multe modele sunt instalate slab. Acest lucru se datorează faptului că fluxul de căldură se răcește destul de repede. Ca urmare, temperatura dorită este menținută în mod constant.

Acest articol nu are piese mobile. Dispozitivele funcționează absolut silențios, iar acesta este un avantaj incontestabil. De asemenea, trebuie spus că acestea sunt capabile să fie operate foarte mult timp, iar cazurile de avarii apar extrem de rar. Cel mai simplu tip este format din conductori de cupru cu contacte și fire de legătură. În plus, există un izolator pe partea de răcire. Este de obicei realizat din ceramică sau

De ce sunt necesare elemente Peltier?

Elementele Peltier sunt cele mai frecvent utilizate la fabricarea frigiderelor. De obicei vorbim despre modele compacte care pot fi folosite, de exemplu, de șoferii pe drum. Cu toate acestea, domeniul de aplicare al dispozitivelor nu se încheie. LA timpuri recente Elementele Peltier au început să fie instalate activ în echipamentele de sunet și acustic. Acolo sunt capabili să îndeplinească funcțiile unui răcitor.

Ca urmare, răcirea amplificatorului dispozitivului are loc fără niciun zgomot. Pentru compresoarele portabile, elementele Peltier sunt indispensabile. Dacă vorbim despre industria științifică, atunci oamenii de știință folosesc aceste dispozitive pentru a răci laserul. În acest caz, este posibil să se realizeze o stabilizare semnificativă a undei de învățare pentru LED-uri.

Dezavantajele modelelor Peltier

S-ar părea că un astfel de dispozitiv simplu și eficient este lipsit de dezavantaje, dar ele există. În primul rând, experții au remarcat imediat capacitatea scăzută de penetrare a modulului. Acest lucru sugerează că o persoană va avea anumite probleme dacă dorește să răcească un dispozitiv care funcționează pe o rețea de 400 V. În acest caz, o pastă dielectrică specială va ajuta parțial la rezolvarea acestei probleme. Cu toate acestea, defalcarea curentului va fi în continuare mare și înfășurarea elementului Peltier ar putea să nu reziste.

În plus, aceste modele nu sunt recomandate pentru utilizare în electronice de precizie. Deoarece există plăci metalice în designul elementului, sensibilitatea tranzistoarelor poate fi afectată. Ultimul dezavantaj al elementului Peltier poate fi numit eficiență scăzută. Aceste dispozitive nu sunt capabile să atingă o diferență semnificativă de temperatură.

Modul regulator

Realizarea unui element Peltier pentru un regulator este destul de simplă. Pentru a face acest lucru, pregătiți în avans două plăci metalice, precum și cablarea cu contacte. În primul rând, conductoarele sunt pregătite pentru instalare, care vor fi amplasate la bază. De obicei sunt achiziționate cu marcajul „PP”.

În plus, pentru controlul normal al temperaturii, ar trebui să fie furnizați semiconductori la ieșire. Sunt necesare pentru a transfera rapid căldura pe placa de sus. Pentru a instala toate elementele, ar trebui să utilizați un fier de lipit. Pentru a finaliza elementul Peltier cu propriile mâini, conectați în sfârșit două fire. Primul este montat la baza inferioară și fixat la conductorul cel mai exterior. Trebuie evitat contactul cu placa.

Apoi, atașați al doilea fir în partea de sus. Fixarea se realizează și la elementul extrem. Pentru a verifica performanța dispozitivului, utilizați un tester. Pentru a face acest lucru, două fire trebuie să fie conectate la dispozitiv. Ca rezultat, abaterea de tensiune ar trebui să fie de aproximativ 23 V. În această situație, mult depinde de puterea regulatorului.

Frigidere cu termistor

Cum să faci un element Peltier cu propriile mâini pentru un frigider cu termistor? Răspunzând la această întrebare, este important să rețineți că plăcile pentru aceasta sunt selectate exclusiv din ceramică. În acest caz, se folosesc aproximativ 20 de bucăți de conductori. Acest lucru este necesar pentru ca diferența de temperatură să fie mai mare. Puteți crește până la 70%. În acest caz, este important să se calculeze

Acest lucru se poate face pe baza puterii echipamentului. Un frigider cu freon lichid este ideal în acest caz. Elementul Peltier este instalat direct lângă evaporator, care este situat lângă motor. Pentru instalarea acestuia, veți avea nevoie de un set standard de instrumente, precum și de garnituri. Sunt necesare pentru a proteja modelul de releul de pornire. Astfel, răcirea părții inferioare a dispozitivului va fi mult mai rapidă.

Pentru a obține o diferență de temperatură (efectul Peltier) cu propriile mâini, este posibil să aveți nevoie de cel puțin 16 conductori. Principalul lucru este, în același timp, să izolați în mod fiabil firele care vor fi conectate la compresor. Pentru a face totul corect, mai întâi trebuie să deconectați dezumidificatorul frigiderului. Abia după aceea este posibil să conectați toate contactele. După finalizarea instalării, limita de tensiune trebuie verificată cu un tester. În cazul unei defecțiuni a elementului, termostatul are de suferit în primul rând. În unele cazuri, se întâmplă

Model pentru frigider 15V

Frigiderul Peltier bricolaj este realizat cu unul mic.Modulele se monteaza in principal langa calorifere. Pentru a le fixa în siguranță, experții folosesc colțurile. Elementul nu trebuie să se sprijine de filtru, iar acest lucru trebuie luat în considerare.

Pentru a completa modulul termoelectric Peltier cu propriile mâini, placa de jos este aleasă în principal din oțel inoxidabil. Conductorii, de regulă, sunt utilizați cu marcajul „PR20”. Ele pot rezista la o sarcină maximă de 3 A. Abaterea maximă de temperatură poate ajunge la 10 grade. În acest caz, eficiența poate fi de 75%.

Elemente Peltier în frigidere 24 V

Folosind elementul Peltier, un frigider bricolaj poate fi realizat numai din conductori cu etanșare bună. În același timp, acestea trebuie stivuite în trei rânduri pentru răcire. Curentul de funcționare din sistem trebuie menținut la 4 A. Puteți verifica cu un tester convențional.

Dacă utilizați plăci ceramice pentru element, atunci abaterea maximă a temperaturii poate fi atinsă la 15 grade. Firele la condensator sunt instalate numai după ce a fost plasată garnitura. Îl puteți fixa pe peretele dispozitivului căi diferite. Principalul lucru în această situație este să nu folosiți adeziv care este sensibil la temperaturi de peste 30 de grade.

Element Peltier pentru răcitor auto

Pentru a face un autofrigider de înaltă calitate cu propriile mâini, Peltier (modulul) este selectat cu o placă a cărei grosime nu este mai mare de 1,1 mm. Firele sunt cel mai bine utilizate de tip non-modular. De asemenea, conductoarele de cupru sunt necesare pentru funcționare. Debitul lor ar trebui să fie de cel puțin 4A.

Astfel, abaterea maximă a temperaturii va ajunge la 10 grade, acest lucru fiind considerat normal. Conductorii sunt cel mai adesea folosiți cu marcajul „PR20”. Recent s-au dovedit a fi mai stabili. De asemenea, sunt potrivite pentru diverse contacte. Un fier de lipit este folosit pentru a conecta dispozitivul la condensator. Instalare de calitate posibil doar pe garnitura blocului releului. Diferențele în acest caz vor fi minime.

Cum să faci un element pentru un răcitor de apă potabilă?

Modulul Peltier (element) este realizat destul de simplu pentru răcitor cu propriile mâini. Este important pentru el să selecteze doar farfurii ceramice pentru el. In aparat se folosesc cel putin 12 conductori, astfel rezistenta va fi mentinuta ridicata. Elementele sunt de obicei conectate prin lipire. Trebuie prevăzute două fire pentru conectarea la dispozitiv. Elementul trebuie atașat în partea de jos a răcitorului. În același timp, poate intra în contact cu capacul dispozitivului. Pentru a exclude cazurile de scurtcircuite, este important să fixați toate cablurile de pe grilă sau carcasă.

Aer conditionat

Modulul Peltier bricolaj (element) este realizat pentru un aparat de aer condiționat numai cu conductori din clasa PR12. Sunt aleși pentru această meserie în principal pentru că sunt buni la manipulare temperaturi scăzute. Modelul maxim este capabil să furnizeze o tensiune de 23 V. Indicatorul de rezistență va fi la nivelul de 3 ohmi. Diferența de temperatură ajunge la maximum 10 grade, iar eficiența este de 65%. Este posibil să așezați conductori între foi doar pe un rând.

Fabricarea generatoarelor

Puteți face un generator folosind un modul (element) Peltier cu propriile mâini. Performanța dispozitivului va crește cu un total de 10%. Acest lucru se realizează datorită răcirii mai mari a motorului. Sarcina maximă a dispozitivului este de 30 A. Datorită numărului mare de conductori, rezistența poate fi de 4 ohmi. Abaterea de temperatură în sistem este de aproximativ 13 grade. Modulul este atașat direct la rotor. Pentru a face acest lucru, în primul rând, deconectați arborele central. În multe cazuri, statorul nu interferează. Pentru a preveni încălzirea înfășurării rotorului de la inductor, se folosesc plăci ceramice.

Răcirea plăcii video pe computer

Pentru a răci placa video, trebuie să pregătiți cel puțin 14 conductori. Cel mai bine este să selectați modele din cupru. Coeficientul lor de transfer de căldură este destul de mare. Firele de tip non-modular sunt folosite pentru a conecta dispozitivul la placă. Modelul este montat lângă coolerul plăcii video. Pentru a o repara, de obicei folosesc mici

Pentru a le repara, puteți folosi nucile obișnuite. Apariția unui zgomot excesiv în timpul funcționării indică faptul că dispozitivul nu funcționează corect. În acest caz, este necesar să se verifice integritatea cablajului. De asemenea, trebuie să inspectați conductorii.

Element Peltier pentru aer conditionat

Pentru a realiza calitativ un element Peltier cu propriile mâini pentru un aparat de aer condiționat, se folosesc plăci duble. Grosimea minimă a acestora trebuie să fie de cel puțin 1 mm. În acest caz, puteți spera la o abatere de temperatură de 15 grade. Performanța aparatelor de aer condiționat după echiparea modulelor crește în medie cu 20%. Mult în această situație depinde de temperatura mediului ambiant. De asemenea, ar trebui să țineți cont de stabilitatea tensiunii din rețea. Cu interferențe mici, sarcina dispozitivului este menținută cu aproximativ 4 A.

Când lipiți conductorii, aceștia nu trebuie așezați prea aproape unul de celălalt. Pentru a completa corect modulele Peltier cu propriile mâini, contactele de intrare și de ieșire trebuie instalate doar pe una dintre cele două plăci. În acest caz, dispozitivul va fi mai compact. O greșeală gravă în această situație ar fi să conectați modulul direct la bloc. Acest lucru va duce la ruperea inevitabilă a elementului.

Instalarea modulului pe condensator

Pentru a instala cu propriile mâini, este important să evaluați puterea condensatorului. Dacă nu depășește 20 V, atunci elementul trebuie montat cu conductori marcați „PR30” sau „PR26”. Pentru a fixa modulul (elementul) Peltier cu propriile mâini pe condensator, utilizați colțuri metalice mici.

Cel mai bine este să instalați patru dintre ele pe fiecare parte. În ceea ce privește performanța, condensatorul este în cele din urmă capabil să adauge plus 10%. Dacă vorbim despre pierderea de căldură, atunci acestea vor fi nesemnificative. Eficiența dispozitivului este în medie de 80%. Modulele nu sunt proiectate pentru condensatoare de înaltă tensiune. În acest caz, chiar și un număr mare de conductori nu va ajuta.

Frigidere cu semiconductor Peltier

Funcționarea componentelor electronice moderne de înaltă performanță care stau la baza computerelor este însoțită de o disipare semnificativă a căldurii, mai ales atunci când acestea sunt operate în moduri de overclocking forțat. Funcționarea eficientă a unor astfel de componente necesită mijloace de răcire adecvate pentru a asigura condițiile de temperatură necesare pentru funcționarea lor. De regulă, astfel de mijloace de sprijin optim conditii de temperatura sunt răcitoare bazate pe radiatoare și ventilatoare tradiționale.

Fiabilitatea și performanța unor astfel de instrumente sunt în continuă creștere datorită îmbunătățirii designului, utilizării lor cele mai noi tehnologiiși utilizarea diverșilor senzori și comenzi în componența lor. Acest lucru face posibilă integrarea unor astfel de instrumente în sistemele informatice, oferind diagnosticare și control al funcționării acestora pentru a obține cea mai mare eficiență, asigurând în același timp condiții optime de temperatură pentru funcționarea elementelor computerului, ceea ce crește fiabilitatea și extinde funcționarea lor fără probleme.

Parametrii răcitoarelor tradiționale se îmbunătățesc constant, totuși, recent, pe piața calculatoarelor au apărut astfel de mijloace specifice de răcire a elementelor electronice precum frigiderele cu semiconductor Peltier (deși cuvântul cooler este adesea folosit, dar termenul corect în cazul Elementele Peltier este exact frigiderul).

Frigiderele Peltier, care conțin module termoelectrice speciale cu semiconductori bazate pe efectul Peltier descoperit încă din 1834, sunt dispozitive de răcire extrem de promițătoare. Astfel de instrumente au fost folosite cu succes de mulți ani în diverse domenii ale științei și tehnologiei.

În anii șaizeci și șaptezeci, industria autohtonă a făcut încercări repetate de a produce frigidere de uz casnic de dimensiuni mici, a căror funcționare se baza pe efectul Peltier. Cu toate acestea, imperfecțiunea tehnologiilor existente, eficiența scăzută și prețurile ridicate nu au permis unor astfel de dispozitive să părăsească la acea vreme laboratoarele de cercetare și bancurile de testare.

Dar efectul Peltier și modulele termoelectrice nu au rămas numai oamenii de știință. În procesul de îmbunătățire a tehnologiilor, multe fenomene negative au fost reduse semnificativ. Ca rezultat al acestor eforturi, au fost create module semiconductoare extrem de eficiente și de încredere.

LA anul trecut aceste module, a căror funcționare se bazează pe efectul Peltier, au început să fie utilizate în mod activ pentru răcirea diferitelor componente electronice ale computerelor. Ele, în special, au început să fie folosite pentru a răci procesoare moderne puternice, a căror funcționare este însoțită de nivel inalt disiparea căldurii.

Datorită termică unică și proprietăți operaționale dispozitivele create pe baza modulelor termoelectrice - module Peltier, fac posibilă atingerea nivelului necesar de răcire a elementelor computerului fără dificultăți tehnice speciale și costuri financiare. Ca răcitoare ale componentelor electronice, aceste mijloace de menținere a condițiilor de temperatură necesare funcționării lor sunt extrem de promițătoare. Sunt compacte, comode, fiabile și au o eficiență de lucru foarte mare.

Frigiderele cu semiconductor sunt de interes deosebit ca mijloace de asigurare a răcirii intensive în sistemele informatice, ale căror elemente sunt instalate și operate în moduri forțate. Utilizarea unor astfel de moduri - overclocking (overclocking) oferă adesea o creștere semnificativă a performanței componentelor electronice utilizate și, în consecință, de regulă, întregul sistem informatic. Cu toate acestea, funcționarea componentelor computerului în astfel de moduri se caracterizează printr-o disipare semnificativă a căldurii și se află adesea la limita capacităților arhitecturilor computerelor, precum și a tehnologiilor microelectronice existente și utilizate. Astfel de componente ale computerului, a căror funcționare este însoțită de o disipare ridicată a căldurii, nu sunt doar procesoare de înaltă performanță, ci și elemente ale adaptoarelor video moderne de înaltă performanță și, în unele cazuri, cipuri ale modulelor de memorie. Astfel de elemente puternice necesită răcire intensivă pentru funcționarea lor corectă chiar și în modurile normale și cu atât mai mult în modurile de overclock.

module Peltier

Frigiderele Peltier folosesc un frigider convențional, așa-numitul termoelectric, a cărui funcționare se bazează pe efectul Peltier. Acest efect este numit după ceasornicarul francez Peltier (1785-1845), care și-a făcut descoperirea cu mai bine de un secol și jumătate în urmă - în 1834.

Peltier însuși nu a înțeles prea bine esența fenomenului pe care l-a descoperit. Adevăratul sens al fenomenului a fost stabilit câțiva ani mai târziu, în 1838, de către Lenz (1804-1865).

În adâncitura de la joncțiunea a două tije de bismut și antimoniu, Lenz a pus o picătură de apă. Când un curent electric este trecut într-o direcție, o picătură de apă îngheață. Când curentul a fost trecut în direcția opusă, gheața rezultată s-a topit. Astfel, s-a constatat că la trecerea prin contactul a doi conductori de curent electric, în funcție de direcția acestuia din urmă, pe lângă căldura Joule, se eliberează sau se absoarbe căldură suplimentară, care se numește căldură Peltier. Acest fenomen se numește fenomenul Peltier (efectul Peltier). Astfel, este inversul fenomenului Seebeck.

Dacă într-un circuit închis format din mai multe metale sau semiconductori, temperaturile la punctele de contact ale metalelor sau semiconductorilor sunt diferite, atunci în circuit apare un curent electric. Acest fenomen de curent termoelectric a fost descoperit în 1821 de către fizicianul german Seebeck (1770-1831).

Spre deosebire de căldura Joule-Lenz, care este proporțională cu pătratul curentului (Q=R·I·I·t), căldura Peltier este proporțională cu prima putere a curentului și își schimbă semnul când direcția acesteia din urmă se schimbă. . Căldura Peltier, după cum au arătat studiile experimentale, poate fi exprimată prin formula:

Qp = P q

unde q este cantitatea de energie electrică transmisă (q=I t), P este așa-numitul coeficient Peltier, a cărui valoare depinde de natura materialelor în contact și de temperatura acestora.

Căldura Peltier Qp este considerată pozitivă dacă este eliberată și negativă dacă este absorbită.

Orez. 1. Schema experimentului de măsurare a căldurii Peltier, Cu - cupru, Bi - bismut.

În schema prezentată a experimentului de măsurare a căldurii Peltier, cu aceeași rezistență a firelor R (Cu + Bi) coborâte în calorimetre, aceeași căldură Joule va fi eliberată în fiecare calorimetru, și anume Q = R I I I t. Căldura Peltier, pe de altă parte, va fi pozitivă într-un calorimetru și negativă în altul. În conformitate cu această schemă, este posibil să se măsoare căldura Peltier și să se calculeze valorile coeficienților Peltier pentru diferite perechi de conductori.

Trebuie remarcat faptul că coeficientul Peltier este puternic dependent de temperatură. Unele valori ale coeficientului Peltier pentru diferite perechi de metale sunt prezentate în tabel.

Valorile coeficientului Peltier pentru diferite perechi de metale
constantan de fier		Cupru-nichel		Plumb-constantan
T, K	P, mV	T, K	P, mV	T, K	P, mV
273	13,0	292	8,0	293	8,7
299	15,0	328	9,0	383	11,8
403	19,0	478	10,3	508	16,0
513	26,0	563	8,6	578	18,7
593	34,0	613	8,0	633	20,6
833	52,0	718	10,0	713	23,4

Coeficientul Peltier, care este un important specificație tehnică materialele, de regulă, nu sunt măsurate, ci calculate prin coeficientul Thomson:

P = un T

unde P este coeficientul Peltier, a este coeficientul Thomson, T este temperatura absolută.

Descoperirea efectului Peltier a avut o mare influență asupra dezvoltării ulterioare a fizicii, iar mai târziu asupra diferitelor domenii ale tehnologiei.

Deci, esența efectului deschis este următoarea: când un curent electric trece prin contactul a doi conductori formați din diverse materiale, în funcție de direcția sa, pe lângă căldura Joule, se eliberează sau se absoarbe căldură suplimentară, care se numește căldură Peltier. Gradul de manifestare acest efect depinde în mare măsură de materialele conductoarelor selectate și de modurile electrice utilizate.

Teoria clasică explică fenomenul Peltier prin faptul că electronii transportați de curent de la un metal la altul sunt accelerați sau încetiniți de diferența internă de potențial de contact dintre metale. În primul caz, energia cinetică a electronilor crește și apoi este eliberată sub formă de căldură. În al doilea caz, energia cinetică a electronilor scade, iar această pierdere de energie este completată din cauza vibrațiilor termice ale atomilor celui de-al doilea conductor. Rezultatul este răcirea. O teorie mai completă nu ține cont de modificarea energiei potențiale în timpul transferului unui electron de la un metal la altul, ci de modificarea energiei totale.

Efectul Peltier este observat cel mai puternic în cazul semiconductorilor de tip p și n. În funcţie de direcţia curentului electric prin contactul semiconductor tip diferit- tranziții p-n- și n-p datorate interacțiunii sarcinilor reprezentate de electroni (n) și găuri (p), iar energia lor de recombinare este fie absorbită, fie eliberată. Ca rezultat al acestor interacțiuni și al proceselor energetice generate, căldura este fie absorbită, fie eliberată. Utilizarea semiconductorilor de conductivitate de tip p și n în frigiderele termoelectrice este ilustrată în fig. 2.

Orez. 2. Utilizarea semiconductoarelor de tip p și n în frigiderele termoelectrice.

Combinarea unui număr mare de perechi de semiconductori de tip p și n vă permite să creați elemente de răcire - module Peltier de putere relativ mare. Structura unui modul semiconductor termoelectric Peltier este prezentată în fig. 3.

Orez. 3. Structura modulului Peltier

Modulul Peltier este un frigider termoelectric format din semiconductori de tip p și n conectați în serie, formând joncțiuni p-n- și n-p. Fiecare dintre aceste tranziții are contact termic cu unul dintre cele două radiatoare. Ca urmare a trecerii unui curent electric de o anumită polaritate, se formează o diferență de temperatură între caloriferele modulului Peltier: un radiator funcționează ca un frigider, celălalt radiator se încălzește și servește la îndepărtarea căldurii. Pe fig. 4 prezintă aspectul unui modul Peltier tipic.

Orez. patru. Aspect Modulul Peltier

Un modul tipic oferă o diferență semnificativă de temperatură, care este de câteva zeci de grade. Cu răcirea forțată corespunzătoare a radiatorului de încălzire, al doilea radiator - frigiderul vă permite să realizați valori negative temperaturile. Pentru a crește diferența de temperatură, este posibilă conectarea în cascadă a modulelor termoelectrice Peltier, cu condiția ca acestea să fie răcite corespunzător. Acest lucru permite mijloace relativ simple pentru a obține o diferență semnificativă de temperatură și pentru a asigura o răcire eficientă a elementelor protejate. Pe fig. 5 prezintă un exemplu de conectare în cascadă a modulelor Peltier tipice.

Orez. 5. Un exemplu de conectare în cascadă a modulelor Peltier

Dispozitivele de răcire bazate pe module Peltier sunt adesea denumite răcitoare Peltier active sau pur și simplu răcitoare Peltier.

Utilizarea modulelor Peltier în răcitoarele active le face mult mai eficiente decât tipurile standard de răcitoare bazate pe radiatoare și ventilatoare tradiționale. Cu toate acestea, în procesul de proiectare și utilizare a răcitorilor cu module Peltier, este necesar să se țină seama de o serie de caracteristici specifice care decurg din proiectarea modulelor, principiul lor de funcționare, arhitectura hardware-ului modern al computerului și funcționalitatea sistemului. și software de aplicație.

Mare importanță joacă puterea modulului Peltier, care, de regulă, depinde de dimensiunea acestuia. Modulul de putere redusă nu asigură nivelul necesar de răcire, ceea ce poate duce la o defecțiune a elementului electronic protejat, de exemplu, un procesor din cauza supraîncălzirii acestuia. Cu toate acestea, utilizarea modulelor prea mari poate duce la scăderea temperaturii radiatorului de răcire până la nivelul de condensare a umidității din aer, ceea ce este periculos pentru circuitele electronice. Acest lucru se datorează faptului că apa produsă în mod continuu ca urmare a condensului poate duce la scurtcircuite în circuitele electronice ale computerului. Aici este potrivit să reamintim că distanța dintre conductorii conductori de pe plăcile de circuite imprimate moderne este adesea o fracțiune de milimetru. Cu toate acestea, în ciuda tuturor, modulele Peltier puternice care fac parte din răcitoarele de înaltă performanță și sistemele suplimentare de răcire și ventilație corespunzătoare au fost cele care le-au permis cândva KryoTech și AMD în cercetarea comună să overclockeze procesoarele AMD create folosind tehnologia tradițională la o frecvență care depășește 1. GHz, adică să-și mărească frecvența de funcționare de aproape 2 ori față de modul normal de funcționare. Și trebuie subliniat că acest nivel de performanță a fost atins în condițiile asigurării stabilității și fiabilității necesare procesoarelor în moduri forțate. Ei bine, rezultatul unei astfel de overclockări extreme a fost un record de performanță printre procesoarele cu arhitectura 80x86 și setul de instrucțiuni. Și KryoTech a făcut bani frumoși prin oferirea pe piață a unităților sale de răcire. Echipate cu electronica adecvată, s-au dovedit a fi solicitate ca platforme pentru servere și stații de lucru de înaltă performanță. Și AMD a primit confirmarea nivelului înalt al produselor sale și a materialului experimental bogat pentru îmbunătățirea în continuare a arhitecturii procesoarelor sale. Apropo, studii similare au fost efectuate cu procesoare Intel Celeron, Pentium II, Pentium III, în urma cărora s-a obținut și o creștere semnificativă a performanței.

Trebuie remarcat faptul că modulele Peltier emit o cantitate relativ mare de căldură în timpul funcționării lor. Din acest motiv, ar trebui să utilizați nu numai un ventilator puternic ca parte a răcitorului, ci și măsuri de reducere a temperaturii din interiorul carcasei computerului pentru a preveni supraîncălzirea altor componente ale computerului. Pentru a face acest lucru, este recomandabil să utilizați ventilatoare suplimentare în designul carcasei computerului pentru a asigura un schimb mai bun de căldură cu mediu inconjuratorîn afara carenei.

Pe fig. 6 prezintă aspectul unui răcitor activ, care include un modul semiconductor Peltier.

Orez. 6. Aspectul răcitorului cu modulul Peltier

Trebuie remarcat faptul că sistemele de răcire bazate pe module Peltier sunt utilizate nu numai în sistemele electronice precum computerele. Astfel de module sunt folosite pentru răcirea diferitelor dispozitive de înaltă precizie. Modulele Peltier sunt de mare importanță pentru știință. În primul rând, aceasta se referă la cercetări experimentale efectuate în fizică, chimie și biologie.

Informații despre modulele și frigiderele Peltier, precum și caracteristicile și rezultatele aplicării acestora, pot fi găsite pe site-urile de internet, de exemplu, la următoarele adrese:

Caracteristici de operare

Modulele Peltier utilizate în răcirea componentelor electronice se caracterizează printr-o fiabilitate relativ ridicată și, spre deosebire de frigiderele create folosind tehnologia tradițională, nu au piese mobile. Și, după cum sa menționat mai sus, pentru a crește eficiența muncii lor, acestea permit utilizarea în cascadă, ceea ce face posibilă aducerea temperaturii carcaselor elementelor electronice protejate la valori negative chiar și cu puterea lor de disipare semnificativă.

Cu toate acestea, pe lângă avantajele evidente, modulele Peltier au și o serie de proprietăți și caracteristici specifice care trebuie luate în considerare atunci când le folosesc ca parte a lichidelor de răcire. Unele dintre ele au fost deja notate, dar pentru aplicarea corectă a modulelor Peltier, necesită o analiză mai detaliată. Cele mai importante caracteristici includ următoarele caracteristici de funcționare:

• Modulele Peltier, care emit o cantitate mare de căldură în timpul funcționării lor, necesită prezența radiatoarelor și ventilatoarelor adecvate în răcitor, care pot elimina în mod eficient căldura în exces din modulele de răcire. Trebuie remarcat faptul că modulele termoelectrice se caracterizează printr-un coeficient de performanță (COP) relativ scăzut și, îndeplinind funcțiile unei pompe de căldură, ele însele sunt surse de căldură puternice. Utilizarea acestor module ca parte a mijloacelor de răcire pentru componentele electronice ale unui computer determină o creștere semnificativă a temperaturii în interior bloc de sistem, care necesită adesea măsuri și mijloace suplimentare pentru a reduce temperatura din interiorul carcasei computerului. În caz contrar, temperatura crescută din interiorul carcasei creează dificultăți de lucru nu numai pentru elementele protejate și sistemele de răcire ale acestora, ci și pentru restul componentelor computerului. De asemenea, trebuie subliniat faptul că modulele Peltier sunt relativ puternice sarcina suplimentara pentru alimentarea cu energie. Ținând cont de valoarea consumului de curent al modulelor Peltier, puterea sursei de alimentare a computerului trebuie să fie de cel puțin 250 W. Toate acestea duc la oportunitatea alegerii plăcilor de bază ATX și a carcasei cu surse de alimentare cu putere suficientă. Utilizarea acestui construct facilitează pentru componentele computerului organizarea optimă termică și moduri electrice. Trebuie remarcat faptul că există frigidere Peltier cu alimentare proprie.
• Modulul Peltier, în caz de defecțiune, izolează elementul răcit de radiatorul răcitor. Acest lucru duce la o defalcare foarte rapidă regim termic elementul protejat și defecțiunea sa precoce din cauza supraîncălzirii ulterioare.
• Temperaturile scăzute care apar în timpul funcționării frigiderelor Peltier cu putere în exces contribuie la condensarea umidității din aer. Acest lucru prezintă un pericol pentru componentele electronice, deoarece condensul poate provoca scurtcircuite între elemente. Pentru a elimina acest pericol, este indicat sa folositi frigidere Peltier de putere optima. Dacă apare sau nu condensul depinde de mai mulți parametri. Cele mai importante sunt: ​​temperatura mediului ambiant (în acest caz, temperatura aerului din interiorul carcasei), temperatura obiectului răcit și umiditatea aerului. Cu cât aerul din interiorul carcasei este mai cald și umiditatea este mai mare, cu atât va apărea mai probabil condensul de umezeală și defecțiunea ulterioară a componentelor electronice ale computerului. Mai jos este un tabel care ilustrează dependența temperaturii de condensare a umidității de un obiect răcit, în funcție de umiditate și temperatura ambiantă. Folosind acest tabel, puteți determina cu ușurință dacă există sau nu pericolul de condensare a umezelii. De exemplu, dacă temperatura exterioară este de 25°C și umiditatea este de 65%, atunci condensul de umezeală pe obiectul răcit are loc atunci când temperatura suprafeței acestuia este sub 18°C.

punct de condensare

Umiditate, %
Temperatura mediu, °C	30	35	40	45	50	55	60	65	70
30	11	13	15	17	18	20	21	23	24
29	10	12	14	16	18	19	20	22	23
28	9	11	13	15	17	18	20	21	22
27	8	10	12	14	16	17	19	20	21
26	7	9	11	13	15	16	18	19	20
25	6	9	11	12	14	15	17	18	19
24	5	8	10	11	13	14	16	17	18
23	5	7	9	10	12	14	15	16	17
22	4	6	8	10	11	13	14	15	16
21	3	5	7	9	10	12	13	14	15
20	2	4	6	8	9	11	12	13	14

În plus față de aceste caracteristici, este necesar să se țină cont de o serie de circumstanțe specifice asociate cu utilizarea modulelor termoelectrice Peltier ca parte a răcitoarelor utilizate pentru răcirea procesoarelor centrale de înaltă performanță ale computerelor puternice.

Arhitectura procesoarelor moderne și a unor programe de sistem prevăd o modificare a consumului de energie în funcție de sarcina procesoarelor. Acest lucru vă permite să optimizați consumul lor de energie. Apropo, acest lucru este asigurat și de standardele de economisire a energiei susținute de unele funcții încorporate în hardware-ul și software-ul computerelor moderne. În condiții normale, optimizarea procesorului și a consumului său de energie are un efect benefic atât asupra regimului termic al procesorului în sine, cât și asupra echilibrului termic general. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că modurile cu o schimbare periodică a consumului de energie pot să nu fie bine combinate cu mijloacele de răcire a procesoarelor care utilizează module Peltier. Acest lucru se datorează faptului că frigiderele Peltier existente sunt de obicei proiectate pentru funcționare continuă. În acest sens, cele mai simple frigidere Peltier care nu au comenzi nu sunt recomandate a fi utilizate împreună cu programe de răcire precum, de exemplu, CpuIdle, precum și cu sisteme de operare Windows NT/2000 sau Linux.

Dacă procesorul trece la modul de putere redusă și, în consecință, disiparea căldurii, este posibilă o scădere semnificativă a temperaturii carcasei și a chipului procesorului. Suprarăcirea nucleului procesorului poate provoca în unele cazuri o oprire temporară a performanței acestuia și, ca urmare, o înghețare permanentă a computerului. Trebuie amintit că, conform documentației Intel, temperatura minimă la care este garantată funcționarea corectă a procesoarelor Pentium II și Pentium III produse în serie este de obicei de +5 °C, deși, după cum arată practica, acestea funcționează bine chiar și la temperaturi mai mici. temperaturile.

Unele probleme pot apărea și ca urmare a funcționării unui număr de funcții încorporate, de exemplu, cele care controlează ventilatoarele de răcire. În special, modurile de gestionare a puterii procesorului din unele sisteme informatice prevăd schimbarea vitezei ventilatoarelor de răcire prin hardware-ul încorporat al plăcii de bază. În condiții normale, acest lucru îmbunătățește foarte mult comportamentul termic al procesorului computerului. Totuși, în cazul utilizării celor mai simple frigidere Peltier, o scădere a vitezei de rotație poate duce la o deteriorare a regimului termic cu un rezultat fatal pentru procesor deja din cauza supraîncălzirii acestuia de către modulul Peltier de funcționare, care, pe lângă îndeplinind funcțiile unei pompe de căldură, este o sursă puternică de căldură suplimentară.

Trebuie remarcat faptul că, ca și în cazul unităților centrale de procesare a computerelor, frigiderele Peltier pot fi o alternativă bună la mijloacele tradiționale de răcire a chipset-urilor video utilizate în adaptoarele video moderne de înaltă performanță. Funcționarea unor astfel de chipset-uri video este însoțită de o disipare semnificativă a căldurii și, de obicei, nu este supusă unor schimbări bruște în modurile lor de funcționare.

Pentru a elimina problemele cu modurile de putere variabile care provoacă condensarea umidității din aer și posibila hipotermie și, în unele cazuri, chiar supraîncălzirea elementelor protejate, cum ar fi procesoarele computerului, este necesar să refuzați utilizarea unor astfel de moduri și a unui număr de -in functii. Cu toate acestea, ca alternativă, puteți utiliza sisteme de răcire care oferă controale inteligente pentru frigiderele Peltier. Astfel de instrumente pot controla nu numai funcționarea ventilatoarelor, ci și pot modifica modurile de funcționare ale modulelor termoelectrice utilizate în răcitoarele active.

Au existat rapoarte de experimente privind încorporarea modulelor Peltier miniaturale direct în cipurile procesorului pentru a răci structurile lor cele mai critice. Această soluție contribuie la o răcire mai bună prin reducerea rezistenței termice și poate crește semnificativ frecvența de operare și performanța procesoarelor.

Lucrări în direcția îmbunătățirii sistemelor pentru asigurarea condițiilor optime de temperatură pentru elementele electronice sunt efectuate de multe laboratoare de cercetare. Iar sistemele de răcire care implică utilizarea modulelor termoelectrice Peltier sunt considerate extrem de promițătoare.

Exemple de frigidere Peltier

Relativ recent, pe piața calculatoarelor au apărut module Peltier de producție internă. Acestea sunt dispozitive simple, fiabile și relativ ieftine (7 USD-15 USD). În general, un ventilator de răcire nu este inclus. Cu toate acestea, astfel de module permit nu numai să se familiarizeze cu mijloace promițătoare de răcire, ci și să le folosească în scopul propus în sistemele de protecție a componentelor computerului. Iată un rezumat al uneia dintre mostre.

Dimensiunea modulului (Fig. 7) - 40 × 40 mm, curent maxim - 6 A, tensiune maxima— 15 V, putere consumată — până la 85 W, diferență de temperatură — mai mult de 60 °C. La furnizarea ventilator puternic modulul este capabil să protejeze procesorul cu disiparea puterii de până la 40 de wați.

Orez. 7. Aspectul frigiderului PAP2X3B

Există pe piață atât variante mai puțin, cât și mai puternice de module Peltier autohtone.

Gama de dispozitive străine este mult mai largă. Mai jos sunt exemple de frigidere, în designul cărora sunt utilizate module termoelectrice Peltier.

Frigidere active Peltier de la Computernerd

Nume	Producator/furnizor	Parametrii ventilatorului	CPU
PAX56B	Computernerd	rulment cu bile	Pentium/MMX până la 200MHz, 25W
PA6EXB	Computernerd	rulment dublu cu bile, tahometru	Pentium MMX până la 40W
DT-P54A	DesTech Solutions	rulment dublu cu bile	Pentium
AC-P2	Cooler AOC	rulment cu bile	Pentium II
PAP2X3B	Computernerd	3 rulment cu bile	Pentium II
STEP-UP-53X2	Termodinamica pasului	2 rulmenti cu bile	Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier	Computernerd	3 rulmenti cu bile, tahometru	Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier	Computernerd	3 rulmenti cu bile, tahometru	Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-10S BCool-EST PC-Peltier	Computernerd	3 rulmenti cu bile, tahometru	Pentium II, Celeron

Frigiderul PAX56B este proiectat pentru a răci procesoarele Intel, Cyrix și AMD Pentium și Pentium-MMX care funcționează la frecvențe de până la 200 MHz. Modulul termoelectric de 30x30mm permite coolerului să mențină temperatura procesorului sub 63°C cu o putere disipată de 25W și o temperatură ambientală de 25°C. Datorită faptului că majoritatea procesoarelor disipă mai puțină putere, acest cooler vă permite să mențineți temperatura procesorului mult mai scăzută decât multe răcitoare alternative bazate pe radiatoare și ventilatoare. Modulul Peltier inclus in frigiderul PAX56B este alimentat de o sursa de 5 V capabila sa furnizeze un curent de 1,5 A (maxim). Ventilatorul acestui frigider necesită o tensiune de 12 V și un curent de 0,1 A (maximum). Parametri ventilator frigider PAX56B: rulment cu bile, 47,5 mm, 65.000 ore, 26 dB. Dimensiunea totală a acestui frigider este de 25×25×28,7 mm. Prețul estimativ al frigiderului PAX56B este de 35 USD. Pretul indicat este dat in conformitate cu lista de preturi a companiei pentru mijlocul anului 2000.

Frigiderul PA6EXB este proiectat pentru a răci procesoare Pentium-MMX mai puternice, cu putere disipată de până la 40W. Acest frigider este potrivit pentru toate procesoarele Intel, Cyrix și AMD conectate prin Socket 5 sau Socket 7. Modulul termoelectric Peltier inclus în frigiderul PA6EXB are o dimensiune de 40 × 40 mm și consumă un curent maxim de 8 A (de obicei 3 A) la o tensiune de 5 B cu conectare printr-un conector de alimentare standard al computerului. Dimensiunea totală a frigiderului PA6EXB este de 60×60×52,5 mm. La instalarea acestui frigider, pentru un bun schimb de caldura intre calorifer si mediu, este necesar sa se prevada un spatiu deschis in jurul frigiderului de minim 10 mm in sus si 2,5 mm in lateral. Cooler-ul PA6EXB atinge o temperatură a procesorului de 62,7°C cu o putere disipată de 40W și o temperatură ambientală de 45°C. Ținând cont de principiul de funcționare al modulului termoelectric inclus în acest frigider, pentru a evita condensarea umezelii și scurtcircuitul, este necesar să se evite utilizarea programelor care pun procesorul în modul de repaus pentru o perioadă lungă de timp. Prețul estimativ al unui astfel de frigider este de 65 USD. Pretul indicat este dat in conformitate cu lista de preturi a companiei pentru mijlocul anului 2000.

Frigiderul DT-P54A (cunoscut și ca PA5B de Computernerd) este proiectat pentru procesoarele Pentium. Cu toate acestea, unele companii care oferă aceste frigidere pe piață îl recomandă și utilizatorilor Cyrix/IBM 6x86 și AMD K6. Radiatorul inclus in frigider este destul de mic. Dimensiunile sale sunt 29×29 mm. Frigiderul are încorporat un senzor de temperatură, care, dacă este necesar, vă va anunța de supraîncălzire. De asemenea, controlează elementul Peltier. Setul include un dispozitiv de control extern. Îndeplinește funcțiile de monitorizare a tensiunii și a funcționării elementului Peltier în sine, a funcționării ventilatorului, precum și a temperaturii procesorului. Dispozitivul va genera o alarmă dacă elementul Peltier sau ventilatorul s-a defectat, dacă ventilatorul funcționează la mai puțin de 70% din viteza dorită (4500 RPM) sau dacă temperatura procesorului a crescut peste 145°F (63°C) . Dacă temperatura procesorului crește peste 100°F (38°C), atunci elementul Peltier este activat automat, altfel este în modul dezactivat. Această din urmă funcție elimină problemele asociate cu condensul umidității. Din păcate, elementul în sine este lipit de radiatorul atât de puternic încât nu poate fi separat fără a-și distruge structura. Acest lucru face imposibilă instalarea lui pe un alt radiator, mai puternic. În ceea ce privește ventilatorul, designul său se caracterizează printr-un nivel ridicat de fiabilitate și are parametri înalți: tensiune de alimentare - 12 V, viteza de rotație - 4500 RPM, viteza de alimentare cu aer - 6,0 CFM, consum de energie - 1 W, caracteristici de zgomot - 30 dB. Acest frigider este destul de productiv și util pentru overclocking. Cu toate acestea, în unele cazuri de overclockare a procesorului, ar trebui să utilizați pur și simplu un radiator mare și un cooler bun. Prețul acestui frigider variază între 39 USD și 49 USD. Prețul indicat este dat în conformitate cu lista de prețuri a mai multor firme pentru mijlocul anului 2000.

Frigiderul AC-P2 este proiectat pentru procesoare de tip Pentium II. Setul include un răcitor de 60 mm, un radiator și un element Peltier de 40 mm. Prost potrivit pentru procesoarele Pentium II 400 MHz și mai mari, deoarece cipurile de memorie SRAM practic nu sunt răcite. Prețul estimat pentru mijlocul anului 2000 este de 59 USD.

Frigiderul PAP2X3B (Fig. 8) este similar cu AOC AC-P2. Două răcitoare de 60 mm i se adaugă. Problemele de răcire SRAM rămân nerezolvate. Trebuie remarcat faptul că frigiderul nu este recomandat să fie utilizat împreună cu programe de răcire, cum ar fi, de exemplu, CpuIdle, precum și sub sistemele de operare Windows NT sau Linux, deoarece este probabilă condensarea umezelii pe procesor. Prețul estimat pentru mijlocul anului 2000 este de 79 USD.

Orez. 8. Aspectul frigiderului PAP2X3B

Frigiderul STEP-UP-53X2 este echipat cu două ventilatoare care pompează o cantitate mare de aer prin calorifer. Prețul estimat pentru mijlocul anului 2000 este de 79 USD (Pentium II), 69 USD (Celeron).

Frigiderele din seria Bcool de la Computernerd (PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier, PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier, PAP2CX3B-10S, BCool-EST PC-Peltier) sunt proiectate pentru procesoarele Pentium II și Celeron și au specificații similare după cum se arată în continuare masa.

Frigidere din seria BCool

articol		PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier	PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier							PAP2CX3B-10S BCool-EST PC-Peltier
Procesoare recomandate		Pentium II și Celeron
Numărul de fani		3
Tip ventilator central		Rulment cu bile, tahometru (12 V, 120 mA)
Dimensiunea ventilatorului central		60x60x10mm
Tip de ventilator extern		Rulment cu bile	Rulment cu bile, tahometru							Rulment cu bile, termistor
Dimensiunea ventilatorului extern		60x60x10mm	60x60x25mm
Tensiune, curent		12 V, 90 mA	12 V, 130 mA							12V, 80-225mA
Acoperire totală a ventilatorului		84,9 cm2
Curent total pentru ventilatoare (putere)		300 mA (3,6 W)	380 mA (4,56 W)							280-570 mA (3,36-6,84 W)
Numărul de pini de pe radiatorul (centru)		63 lungi și 72 scurte
Numărul de pini pe radiator (fiecare capăt)		45 lungi și 18 scurte
Numărul total de pini de pe radiatorul		153 lungi și 108 scurte
Dimensiuni radiator (centru)		57x59x27 mm (inclusiv modulul termoelectric)
Dimensiuni radiator (fiecare capăt)		41x59x32mm
Dimensiuni generale ale radiatorului		145x59x38 mm (inclusiv modulul termoelectric)
Dimensiunile generale ale frigiderului		145x60x50mm	145x60x65mm
Greutatea frigiderului		357 de grame	416 grame							422 de grame
Garanție		5 ani
Preț estimativ (2000)		$74.95	$79.95							$84.95

De menționat că grupul de frigidere BCool include și dispozitive care au caracteristici similare, dar lipsesc elementele Peltier. Astfel de frigidere sunt în mod natural mai ieftine, dar și mai puțin eficiente ca mijloc de răcire a componentelor computerului.

La pregătirea articolului s-au folosit materialele cărții „PC: tuning, optimization and overclocking”. Ed. a II-a, revizuită. și suplimentar, - Sankt Petersburg: BHV - Petersburg. 2000. - 336 p.