Kako narediti hladilnik na peltierjevem elementu. Termoelektrični peltier hladilnik Kako narediti hladilno torbo s peltier elementom

Lahko se šteje za luksuz. Ampak to je lepo uporabna stvar. Tukaj lahko postavite sladoled, gazirano vodo, prevažate poljubno zamrznjeno hrano in še veliko več. V trgovini za takšno napravo bodo zahtevali precejšen znesek, zato je smiselno sestaviti avtomobilski hladilnik z lastnimi rokami. Poleg tega je zanimiv, preprost in nekajkrat cenejši. Hladilnik lahko naredite tudi poljubne oblike in velikosti, tako da se udobno prilega na pripravljeno mesto v avtomobilu. Po mnenju avtorja je strošek takega domačega izdelka znotraj 1000 rubljev.

Kot hladilni element se uporablja Peltierjev element (to je plošča, ki se ob napetosti na eni strani segreje in na drugi ohlaja). Potrebovali boste tudi enega ali več (odvisno od velikosti hladilnika) računalniških hladilnikov s hladilniki. Dobite jih lahko tudi brezplačno, če obstajajo računalniki, ki jih ne potrebujete.

Materiali in orodja za domačo izdelavo:
- ekstrudirana polistirenska pena;
- ravnilo;
- pisalo, flomaster ali drugo pisalno sredstvo;
- pisarniški nož;
- Peltier elementi (lahko kupite, niso dragi);
- računalniški hladilniki z radiatorji;
- poliuretanska pena;
- žica s konektorjem za cigaretni vžigalnik;
- termostatska plošča;
- spajkalnik, škarje in drugo.

Postopek izdelave hladilnika:

Prvi korak. Izdelava kontejnerjev
Na splošno je avtor sprva želel narediti termo posodo, ki bi zadrževala mraz v sebi. To je za prevoz ohlajenih izdelkov na kratke razdalje. Potem pa se je posoda spremenila v polnopravni hladilnik.

Posoda je sestavljena iz ekspandiranega polistirena, poliuretanska pena se uporablja kot lepilo. To je dobro, ker pena hermetično zapre vse razpoke. Najpomembnejša stvar pri oblikovanju dobra toplotna izolacija bolje ko se hlad ohranja, bolj učinkovito in varčno bo deloval hladilnik.
Izberete lahko poljubne dimenzije, glede na vaše potrebe je avtor za montažo potreboval ploščo ekspandiranega polistirena dimenzij 1200x600 mm in debeline 50 mm. Plošča je preprosto razrezana po predlogi in nato z montažno peno prilepljena v dragoceno škatlo.

Na sliki lahko vidite shemo za rezanje pločevine, če želite sestaviti točno tak hladilnik. List ima stranice, katerih debelina je 20 mm, jih je treba odrezati z vseh strani in pustiti dno.

Za lepljenje nanesemo peno in počakamo 1 minuto, nato pa pritisnemo dele 5 minut in hkrati poskrbimo, da se ne premikajo. Posledično bo le majhen kos polistirenske pene odveč, na diagramu je označen s sivo.

Ko je škatla pripravljena, jo lahko pobarvate. Morate barvati v dveh prehodih, saj lahko barva razjeda polistirensko peno. Vendar je za te namene zaželeno izbrati primerno barvo. Posoda tehta 820 gramov, vsebuje zamrznjeno hrano za precej dolgo časa.

Drugi korak. Namestitev hladilnega elementa
Za izdelavo polnopravnega hladilnika je potreben hladilni element, tukaj je električni - to je Peltierjev element. Posebnost te naprave je v tem, da se ob dovodu napetosti ena stran zelo ohladi, druga pa se segreje. Torej, da Peltierjev element ne izgori, je treba toploto odstraniti z njegove vroče strani. Hladilnik iz računalnika z radiatorjem, ki hladi procesor, odlično opravi to nalogo.

Najmočnejši element Peltier bo stal približno 130-150 rubljev (moč 60 W).

Za s znotraj radiator ni zmrzoval, zrak pa je bil enakomerno ohlajen, prav tako je bilo odločeno, da se v notranjosti hladilnika namesti hladilnik. Za avtonomno delovanje sistema potrebujete regulator temperature z zunanjim senzorjem, njegova cena je znotraj 170 rubljev.

Po novem bo stopnjo hladu v hladilniku nadzorovala elektronika, s tem se bodo zmanjšale tudi izgube energije.

Avtor vgradi Peltierjev element med dva radiatorja, za boljši prenos toplote uporabi termalno pasto. Zaradi tega bo en radiator hladil eno stran elementa, drugi radiator pa se bo nahajal v notranjosti hladilnika in po njem distribuiral hlad. En tak element je dovolj, da ohranja temperaturo v hladilniku pri -3 stopinjah pri temperaturi okolja +26. Če zaporedno namestite 2-3 takšne elemente, potem lahko teoretično temperaturo v hladilniku znižate na -18 stopinj.

Radiatorji so med seboj povezani s standardnimi nosilci, s katerimi so pritrjeni na matično ploščo. Potrebovali boste tudi plastične spone. Največji izkoristek je bil dosežen, ko sta oba ventilatorja delovala na izpih iz radiatorja.
Kot toplotna izolacija so bili uporabljeni kosi toplotne izolacije za okrogle cevi.

Tretji korak. Montaža konstrukcije
Za namestitev hladilnika je treba v pokrovu hladilnika narediti luknjo. Oblika luknje mora biti enaka kot na fotografiji. Nato so šivi zamazani s tesnilno maso in nameščena je konstrukcija radiatorjev. Tukaj je pomembno, da ne zamenjate, kje je hladna stran in kje je vroča. Pokrov je lahko predhodno prebarvan, kar poveča togost polistirenske pene.

avto hladilnik naredi sam na elementih Pelte

Medtem ko sem gradil Podeželska hišaŽelel sem razmisliti o drugem načinu uporabe ekstrudirane polistirenske pene. Danes je ena najbolj učinkoviti grelci z ogromno prednosti in zelo ugodno ceno. Prvo, kar sem ugotovil, je bilo, da je za nakupovanje v hipermarketu zelo koristno imeti termo posodo, v kateri lahko varno prenašate zamrznjeno hrano.

Za izdelavo takšne škatle je bilo potrebnih 160 rubljev in pol ure prostega časa. Vendar sem se odločil iti dlje in izboljšati dizajn, da bi ga lahko uporabljal kot samostojen hladilnik.

Začnimo z izdelavo!

Torej, začnimo s termo posodo. Potrebujemo eno ploščo ekspandiranega polistirena z dimenzijami 1200x600 mm, debelino 50 mm, pisarniški nož in merilni trak. Stroški takega lista v kateri koli trgovini s strojno opremo znašajo 160 rubljev. List izrežemo po predlogi, vzamemo montažno peno in zlepimo takšno posodo.

Tukaj je postavitev lista. List ima stranice debeline 20 mm, odrezati jih je treba z vseh strani, razen na dnu. Listi so zlepljeni skupaj montažna pena. Tehnologija je preprosta. Na mesto lepljenja nanesemo malo pene, počakamo 1 minuto, liste tesno stisnemo eno ob drugo in nato ročno 5 minut kontroliramo, da se zaradi raztezanja pene ne premikajo. Glavna stvar je, da ne pustite brez nadzora. Ostal bo le majhen košček polistirenske pene, ki je na diagramu označen s sivo.

Bodite pozorni na zasnovo pokrova, pri lepljenju sem enega od velikih listov iz zgornjega diagrama razrezal na 3 dele, da zagotovim tesno prileganje. Po tem lahko zunanji del škatle pobarvate. Barva nekoliko razjeda polistirensko peno, zato je bolje barvati v dveh fazah. Nastala posoda tehta 820 gramov in ima neverjetno toplotno izgubo. V takšno škatlo lahko spravite več kilogramov zamrznjenih živil in jih brez težav prevažate več ur. Glavna stvar je, da ne mešamo zamrznjene in ohlajene hrane. Zasnovo je mogoče dopolniti z akumulatorjem hladu.

Lahko pa spremenite zasnovo, da dobite polnopravni hladilnik. Za te namene bomo uporabili Peltierjev element - termoelektrični pretvornik, katerega princip delovanja temelji na pojavu temperaturne razlike med tokom električni tok. Prav ti elementi se uporabljajo v serijskih avtomobilskih hladilnikih, pa tudi avtomobilski sedeži z ventilacijo.

Stroški enega elementa Pelte z največjo močjo 60 vatov na aliexpressu znašajo 130-150 rubljev. Model TEC1-12706. Med delovanjem se ena stran elementa segreje, druga pa ohlaja. da element ne izgori, je potrebno intenzivno odvajati toploto z vroče strani. Za to potrebujemo CPU hladilnik z radiatorjem iz računalniške trgovine, vreden 250 rubljev. Da bi izboljšal kroženje zraka v hladilnem delu in preprečil zmrzovanje radiatorja, sem se odločil za namestitev ventilatorjev na obeh straneh. Potrebujemo tudi termostat z zunanjim temperaturnim senzorjem in relejem, ki stane 170 rubljev, kar nam bo omogočilo nadzor nastavljene temperature v posodi. No, podaljšek s priključkom za avtomobilski vžigalnik za 100 rubljev.

Torej, začnimo sestavljati.

Peltierjev element s termalno pasto (priložen hladilniku) je nameščen med dva aluminijasta radiatorja. Pri tem velja omeniti, da je možno povečati temperaturni gradient instalacije s sestavljanjem 2 ali 3 Peltierjevih elementov, nameščenih zaporedno. Tako en Peltierjev element hladi drugega. V tej izvedbi je realno doseči negativno temperaturo v posodi do -18 stopinj Celzija. Po obodu med elementom položimo kos penaste toplotne izolacije.

Radiatorje povezujemo med seboj s standardnimi montažnimi ploščami na matično ploščo in jih povezujemo s plastičnimi sponkami. To tudi omogoča toplotno izolacijo hladne in tople strani druga od druge. Poskusni zagon namestitve. Intenzivneje ko hladimo vročo stran, nižja bo temperatura na hladni strani. Tu so ventilatorji usmerjeni na pretok zraka do radiatorjev, kar je manj učinkovito, kot če jih obrnemo na izpihovanje. V improvizirani škatli je bilo mogoče doseči temperaturo -3 stopinje pri temperaturi okolja +26. Na fotografiji je jasno prikazan model hladilnikov, njihova prednost v velika površina osnovna plošča za radiatorje. In kot toplotnoizolacijsko tesnilo sem uporabil kos toplotne izolacije za okrogle cevi.

Zdaj pa integrirajmo termoelektrični pretvornik v nov pokrov posode. Za udobje postavitve celotne konstrukcije bomo povečali debelino pokrova na 100 mm (2 lista ekspandiranega polistirena). Ta fotografija jasno prikazuje obodno tesnilo med obema radiatorjema.

Umetniški izrez na polistirensko peno in obdelava z brusnim papirjem. Ponovno slikamo. Po barvanju postane zunanja ovojnica ekspandiranega polistirena močnejša.

Šive premažemo s tesnilno maso, oba ventilatorja obrnemo na pihanje. Od možnih izboljšav bi bilo morda vredno zmanjšati hitrost ventilatorja na hladni strani (zdaj oba ventilatorja delujeta z največjo hitrostjo).

Poleg ohišja namestimo termostatsko ploščo in pritrdimo napajalno žico na tako nezahteven način. Najprej pritisnemo ploščo s samoreznimi vijaki, nato jo pritrdimo s tesnilom.

Kontejner sestavljen. Teža posode brez pokrova je 800 gramov, enako tehta pokrov s sestavljenim termoelektričnim pretvornikom. Splošni stroški - 1000 rubljev in nekaj ur časa. Preizkusi z ohlajenimi izdelki v prtljažniku avtomobila so pokazali sposobnost sistema, da vzdržuje temperaturo na dnu (!) posode znotraj +5 stopinj Celzija pri temperaturi okolja +29 stopinj (ja, v prtljažniku je veliko topleje , tudi ko je klimatska naprava vklopljena) in trenutna poraba - 3 Ampere. Mislim, da je to odličen rezultat.

Naslednjo posodo nameravam izdelati iz 3 zaporedoma nameščenih Peltierjevih elementov, da bi dobil polnopravni zamrzovalnik.

Začelo me je zanimati domače vinarstvo.

Preberite o prednostih vina. Išče dobro vino. Zgrozilo me je, kaj nam ponujajo v trgovinah. Tudi krimska vina niso za nobeno rabo. Vse je pasterizirano, narejeno iz koncentratov, pretirano veliko konzervansov. Domača vina so brezbožno razredčena, ni znano, v kakšnih razmerah so narejena ...

Odločil sem se, da poskusim narediti svoje vino. Izkazalo se je le čudovito grozdno vino. Suho, skoraj brez sladkorja, bogato, zelo zdravo, blaži utrujenost...

Najpomembneje pa je, da mi je bil všeč postopek pridelave vina. Zelo zanimivo in ne vzame veliko časa. Pravkar me je zaneslo v vinarstvo, in mislim, da za dolgo časa.

živim v večstanovanjska stavba. Za proizvodnjo vina to ne povzroča prav nobenih težav. Imam veliko shrambo, kjer vino fermentira in zori. Toda kako dolgo hraniti vino, ni jasno.

Glavna zahteva za shranjevanje vina je nizka temperatura:

• 10 - 14 °C za suha vina;
• do 16 °C za sladice;
• najvišja dovoljena temperatura 18 °C;
• 24°C kar ubije vino.
• Nenadne spremembe temperature niso dovoljene.

Težavo še poveča dejstvo, da imam najraje suha vina, ki zahtevajo najnižjo temperaturo shranjevanja.

Vnesene poizvedbe v iskalnikih.

• Skladiščenje domačega vina.
• Shranjevanje vina doma.
• Kako shraniti vino v stanovanju.

Edini pravi nasvet ob tej priložnosti - kupite hladilnik za vino. Toda te naprave so drage. Še posebej, če uporabna prostornina vinskega hladilnika ni za 6-8 steklenic, ampak za več steklenic vina. Mislim, da nihče ne dela domačega vina s prostornino, manjšo od 10-20 litrov.

Zahteve za hladilnik za vino.

Odločil sem se narediti hladilnik za vino z lastnimi rokami. Problem je v primerjavi s tradicionalnimi hladilniki za živila poenostavljen z dejstvom, da:

• Temperatura v hladilniku za vino je lahko 14 °C in celo 18 °C, medtem ko je v hladilniku za živila 4-5 °C, v zamrzovalniku pa 20 °C. Jasno je, da vzdrževanje višje temperature zahteva manjšo moč hladilnika, manj zahtev po toplotni izolaciji. Dovolj je znižati temperaturo glede na okolje za 5-7 °C.
• Za videz hladilnika za vino, nameščenega v shrambi, ni posebnih zahtev. Če pa ima kdo takšne zahteve, lahko vedno naroči čudovito zunanjo ohišje iz laminirane iverne plošče.
• Hladilnik za vino se redko odpira. To poenostavi zahteve za zapiranje vrat hladilnika na splošno za način zapiranja ohišja.

Vendar obstajajo določene zahteve:

• Nima velike porabe energije, da ne bi propadli pri računih za elektriko. Odločil sem se, da največja poraba energije ne sme biti večja od 15-20 vatov.
• Nadzorni sistem mora vzdrževati temperaturo z visoko natančnostjo in kar je najpomembneje - brez ostrih nihanj. Relejni termostati iz hladilnikov so tukaj popolnoma nesprejemljivi.
• Kot hladilna naprava -. To nalaga bolj specifične zahteve krmilniku hladilnika. O tem bom pisal v naslednji objavi.

Zadnji dve točki me sploh ne prestrašita. Zasnoval sem veliko bolj zapletene elektronske krmilnike. Če pogledam naprej, bom nekaj rekel, vendar se je izkazalo čudovito. Majhne velikosti, precej preproste, priročne, z visokozmogljivo. Ohranja temperaturo z natančnostjo 0,1 °C, omejuje moč na dano raven in ustvarja idealne signale za Peltierjev element.

Telo hladilnika za vino, izbira toplotnoizolacijskega materiala.

Iz česa je sestavljeno telo hladilnika? Na internetu sem pregledal članke o tej temi, razmišljal, prebral o toplotnoizolacijskih materialih. Prišel sem do nedvoumnega zaključka - telo mora biti izdelano iz ekstrudirane polistirenske pene. Ta material ima:

• Nizka toplotna prevodnost - 0,031 W / (m ° K).
• Dovolj visoka trdnost, odpornost na deformacije. Obstajajo možnosti z različnimi gostotami. Moč je odvisna od gostote.
• Absolutno se ne boji vlage.
• Poleg tega je ekspandiran polistiren lahek, enostaven za obdelavo, enostaven za lepljenje.

Za razliko od možnosti na internetu, v katerih je bil vzet in obložen ustrezen plastični kovček toplotnoizolacijski material, odločil sem se, da ohišje hladilnika naredim iz polistirenskih plošč in polepim z alu folijo.

Izračunal sem, da potrebujem plošče debeline 5 cm, vendar sem v najbližji trgovini našel plošče Penoplex debeline le 4 cm, odločil sem se, da bi bilo primerno za prvi poskus. In jih kupil.

Glede na velikost polic v moji shrambi sem se odločil izdelati hladilnik z uporabno prostornino, ki bi zadostovala za shranjevanje štirih petlitrskih jeklenk.

Tisti. za 20 litrov vina v štirih steklenicah. Vsaka jeklenka je 5 litrov, višina 265 mm, premer 180 mm. Notranje mere hladilnika so 380 x 360 x 320 mm.

Izkazalo se je, da je tukaj risba delov ohišja.

Seznam delov.

Te dele so mi razžagali v trgovini s pohištvom za 200 rubljev. Material je čudovito obdelan. Robovi so popolnoma enakomerni.

Uporabil to lepilo. Verjetno obstaja veliko drugih možnosti, vendar mi je bilo všeč to lepilo.

Ostaja še lepljenje podrobnosti. Ni bilo težko, le preveč lepila sem nalil na prvi šiv.

Prilepila sem pokrov in ga poizkušala, dokler se lepilo ni popolnoma posušilo. Popolnoma se prilega.

Nato sem ohišje hladilnika zunaj in znotraj prelepil z aluminijastim trakom.

Telo hladilnika je pripravljeno.

Zasnova hladilne enote hladilnika.

Optimalna zasnova hladilne enote je očitna. Poskušal sem prikazati, kako jo vidim.

Naloga je prenesti mraz z ene površine na hladilnik na njegovem notranjem radiatorju. In drugi, zunanji radiator mora odvajati toploto z druge površine Peltierjevega elementa.

Stranska stena hladilnika je pod pravim kotom prebodena z aluminijasto palico s prerezom 40x40 mm. Preko njega se v telo prenaša mraz. V komori je nanj privit notranji radiator, ki hladi zrak. Po drugi strani je Peltierjev element pritisnjen na palico z zunanjim radiatorjem. Zasnova je optimalna glede na fizikalne procese:

• Najmanjša dolžina palice za hladen prenos.
• Velik prečni prerez in s tem dobra toplotna prevodnost palice.
• Minimalna kontaktna površina hladnega dela hladilnega agregata z zrakom, kar pomeni minimalne izgube.
• Zunanji radiator je nameščen vzporedno s stransko steno, širino celotnega hladilnika pa poveča le za lastno debelino. Debelina radiatorja je običajno manjša od drugih velikosti.

Napake:

• Stranske površine aluminijaste palice morajo biti popolnoma ravne.
• Zahtevano zapleteno rezkanje.
• Zapleteno pritrjevanje zunanjih in notranjih radiatorjev.

Sem elektronik, programer, ne mehanik. Prepričan sem, da bo veliko ljudi izboljšalo mehansko zasnovo te enote kot jaz. Pošljite fotografijo, če jo želite.

Nisem bil dovolj za takšno možnost oblikovanja. Naredil sem preprostejšo, a manj učinkovito zasnovo hladilne enote.

Iz slik je razvidno.

Notranji radiator je na vrhu komore, ker hladen zrak potone navzdol.

Slabosti te zasnove so očitne:

• Prenosna palica z majhnim prerezom, samo 40 x 10 mm.
• Velik del je v stiku s toplim zrakom, velike izgube. Pokrit mora biti z izolacijskimi materiali.
• Širina hladilnika se poveča zaradi širine radiatorja. Iz istega razloga ni mogoče uporabiti širokega radiatorja.

Pa kaj bi lahko. Bom ponovil.

Krmilnik za hladilnik na Peltierjevem elementu.

Krmilnik se je izkazal za izjemno uspešnega. Posvečena bo njemu. Tukaj sem:

• Podrobno vam bom povedal o težavah pri nadzoru elementa Peltier.
• Opisal bom delovanje krmilnika.
• prinesel bom shema vezja Krmilnik elementov Peltier.
• Predstavil bom rezidenčno programsko opremo.

Zaenkrat bom povedal le, da krmilnik:

• Meri in stabilizira temperaturo zraka v hladilniku z natančnostjo 0,1 °C.
• Omeji porabo energije na dano vrednost.
• Spremlja temperaturo zunanjega hladilnika in krmili ventilator.
• Ustvarja stalen tok in napetost, gladi valovanje in napetostne sunke.
• Izvaja diagnostiko temperaturnih senzorjev in drugih elementov sistema.

Posebej bi rad opozoril, da regulator ne vklaplja in izklaplja Peltierjevega elementa za nadzor temperature, temveč postopoma zmanjšuje ali povečuje moč na elementu. Skozi Peltierjev element torej vedno teče tok, le njegova vrednost je odvisna od temperature okolja.

To omogoča:

• Ohranite temperaturno vrednost stabilno, brez najmanjših skokov.
• Peltierjev element ima omejeno število vklopov in izklopov. Rele regulator ga bo uničil v 2 mesecih.
• Da bi se izognili težavi, povezani z dejstvom, da plošča, ki prenaša mraz v hladilno komoro, ko je Peltierjev element izklopljen, začne prenašati toploto iz zunanjega radiatorja nanj.

Mere krmilnika so samo 110 x 90 x 38 mm.

In to je cel hladilnik.

Testi in vrednotenje rezultatov.

Krmilnik prikaže:

• temperatura zraka v hladilniku;
• temperatura radiatorja;
• električna energija na Peltierjevem elementu.

Zato je bil test izveden brez dodatnih naprav. Samo prižgal sem hladilnik in gledal.

Z največjo nastavitvijo moči 15 W se temperatura v hladilniku zniža za 6 °C glede na okolje.

Načeloma je to že dovolj za shranjevanje vina. Želel sem boljše rezultate, a ob upoštevanju konstrukcijskih pomanjkljivosti hladilne enote rezultat ni bil slab.

Poleg tega je za povečanje učinkovitosti hladilnika ostalo ogromno rezerv:

• Spremenite zasnovo hladilne enote, kot je opisano zgoraj.
• Dodajte zračna vodila za ventilator.
• Povečajte površino zunanjih in notranjih radiatorjev.
• Povečajte debelino sten ohišja hladilnika vsaj do izračunane (50 mm).

Prepričan sem, da lahko to bistveno poveča učinkovitost hladilnika:

• Dosezite nižje temperature.
• Zmanjšajte porabo energije, čeprav se mi 15 vatov ne zdi veliko.

Mimogrede, vsi industrijski hladilniki za vino vsebujejo drugi ventilator na notranjem hladilniku. Mislim, da lahko brez tega, kot je storjeno v tem razvoju.

Kar zadeva stroške izdelave tega razvoja, nisem ravno računal, mislim pa, da za material za ohišje nisem porabil več kot tisočaka. Vse ostalo je bilo narejeno iz improviziranih materialov. Težko je vse skupaj oceniti, mislim, da se da dobiti 2-2,5 tisoč.

Lahko dodate med zaznamke.

Peltierjev element se običajno imenuje pretvornik, ki lahko deluje pri temperaturni razliki. To se zgodi s pretokom električnega toka skozi vodnike skozi kontakte. Za to so v elementih predvidene posebne plošče. Toplota teče z ene strani na drugo.

Danes je ta tehnologija v povpraševanju predvsem zaradi znatne moči prenosa toplote. Poleg tega se naprave lahko pohvalijo s kompaktnostjo. Radiatorji za številne modele so nameščeni šibki. To je posledica dejstva, da se toplotni tok precej hitro ohladi. Posledično se stalno vzdržuje želena temperatura.

Ta predmet nima gibljivih delov. Naprave delujejo popolnoma tiho, kar je nedvomna prednost. Prav tako je treba povedati, da jih je mogoče uporabljati zelo dolgo, primeri okvar pa so izjemno redki. Najenostavnejši tip je sestavljen iz bakrenih vodnikov s kontakti in povezovalnimi žicami. Poleg tega je na hladilni strani izolator. Običajno je izdelan iz keramike oz

Zakaj so potrebni Peltierjevi elementi?

Peltierjevi elementi se najpogosteje uporabljajo pri izdelavi hladilnikov. Običajno pogovarjamo se o kompaktnih modelih, ki jih lahko uporabljajo na primer avtomobilisti na cesti. Vendar se področje uporabe naprav ne konča. IN Zadnje čase Elementi Peltier so se začeli aktivno vgrajevati v zvočno in akustično opremo. Tam lahko opravljajo funkcije hladilnika.

Posledično hlajenje ojačevalnika naprave poteka brez hrupa. Pri prenosnih kompresorjih so Peltierjevi elementi nepogrešljivi. Če govorimo o znanstveni industriji, potem znanstveniki uporabljajo te naprave za hlajenje laserja. V tem primeru je mogoče doseči znatno stabilizacijo učnega vala za LED.

Slabosti Peltierjevih modelov

Zdi se, da je tako preprosta in učinkovita naprava brez pomanjkljivosti, vendar obstajajo. Najprej so strokovnjaki takoj opazili nizko sposobnost prodora modula. To pomeni, da bo oseba imela določene težave, če bo želela ohladiti napravo, ki deluje v omrežju 400 V. V tem primeru bo posebna dielektrična pasta delno pomagala rešiti to težavo. Vendar pa bo razpad toka še vedno visok in navitje Peltierjevega elementa morda ne bo zdržalo.

Poleg tega ti modeli niso priporočljivi za uporabo v natančni elektroniki. Ker so v zasnovi elementa kovinske plošče, je lahko občutljivost tranzistorjev oslabljena. Zadnja pomanjkljivost elementa Peltier se lahko imenuje nizka učinkovitost. Te naprave ne morejo doseči bistvene temperaturne razlike.

Modul regulatorja

Izdelava Peltierjevega elementa za regulator z lastnimi rokami je precej preprosta. Če želite to narediti, vnaprej pripravite dve kovinski plošči in ožičenje s kontakti. Najprej so za namestitev pripravljeni vodniki, ki bodo nameščeni na dnu. Običajno so kupljeni z oznako "PP".

Poleg tega je treba za normalno regulacijo temperature zagotoviti polprevodnike na izhodu. Potrebni so za hiter prenos toplote na zgornjo ploščo. Za namestitev vseh elementov uporabite spajkalnik. Če želite dokončati element Peltier z lastnimi rokami, nazadnje povežite dve žici. Prvi je nameščen na spodnji podlagi in pritrjen na skrajni zunanji vodnik. Izogibati se je treba stiku s ploščo.

Nato pritrdite drugo žico na vrh. Fiksacija se izvaja tudi do skrajnega elementa. Če želite preveriti delovanje naprave, uporabite tester. Če želite to narediti, morate na napravo priključiti dve žici. Posledično mora biti odstopanje napetosti približno 23 V. V tej situaciji je veliko odvisno od moči regulatorja.

Hladilniki s termistorjem

Kako narediti Peltierjev element z lastnimi rokami za hladilnik s termistorjem? Pri odgovoru na to vprašanje je pomembno opozoriti, da so plošče zanj izbrane izključno iz keramike. V tem primeru se uporablja približno 20 kosov vodnikov. To je potrebno, da je temperaturna razlika večja. Lahko povečate do 70%. V tem primeru je pomembno izračunati

To je mogoče storiti glede na moč opreme. V tem primeru je idealen hladilnik s tekočim freonom. Peltierjev element je nameščen neposredno v bližini uparjalnika, ki se nahaja poleg motorja. Za njegovo namestitev boste potrebovali standardni nabor orodij in tesnila. Potrebni so za zaščito modela pred zagonskim relejem. Tako bo ohlajanje spodnjega dela naprave veliko hitrejše.

Za doseganje temperaturne razlike (Peltierjev učinek) z lastnimi rokami boste morda potrebovali vsaj 16 vodnikov. Glavna stvar hkrati je zanesljiva izolacija žic, ki bodo priključene na kompresor. Da bi naredili vse pravilno, morate najprej odklopiti razvlaževalec hladilnika. Šele po tem je mogoče povezati vse kontakte. Po končani namestitvi je treba mejo napetosti preveriti s testerjem. V primeru okvare elementa najprej trpi termostat. V nekaterih primerih se zgodi

Model za hladilnik 15V

Hladilnik Peltier, ki ga naredi sam, je izdelan z majhnim.Moduli so nameščeni predvsem v bližini radiatorjev. Da bi jih varno pritrdili, strokovnjaki uporabljajo vogale. Element se ne sme nasloniti na filter, kar je treba upoštevati.

Za dokončanje termoelektričnega modula Peltier z lastnimi rokami je spodnja plošča izbrana predvsem iz nerjavečega jekla. Vodniki se praviloma uporabljajo z oznako "PR20". Prenesejo največjo obremenitev 3 A. Maksimalno odstopanje temperature lahko doseže 10 stopinj. V tem primeru je učinkovitost lahko 75%.

Peltier elementi v hladilnikih 24 V

Z uporabo Peltierjevega elementa lahko hladilnik, ki ga naredite sami, izdelate le iz prevodnikov z dobrim tesnjenjem. Hkrati jih je treba za hlajenje zložiti v tri vrste. Delovni tok v sistemu je treba vzdrževati pri 4 A. Lahko ga preverite z običajnim testerjem.

Če za element uporabljate keramične plošče, potem lahko največje temperaturno odstopanje dosežete pri 15 stopinjah. Žice do kondenzatorja so nameščene šele po namestitvi tesnila. Lahko ga pritrdite na steno naprave različne poti. Glavna stvar v tej situaciji je, da ne uporabite lepila, ki je občutljivo na temperature nad 30 stopinj.

Peltierjev element za avtomobilski hladilnik

Za izdelavo visokokakovostnega avtomobilskega hladilnika z lastnimi rokami je Peltier (modul) izbran s ploščo, katere debelina ni večja od 1,1 mm. Žice se najbolje uporabljajo nemodularnega tipa. Za delovanje so potrebni tudi bakreni vodniki. Njihova prepustnost mora biti najmanj 4A.

Tako bo največje odstopanje temperature doseglo 10 stopinj, kar velja za normalno. Najpogosteje se uporabljajo vodniki z oznako "PR20". Nedavno so se izkazali za bolj stabilne. Primerni so tudi za različne stike. Za povezavo naprave s kondenzatorjem se uporablja spajkalnik. Kakovostna montaža možno le na tesnilu bloka releja. Razlike v tem primeru bodo minimalne.

Kako narediti element za hladilnik pitne vode?

Modul (element) Peltier je izdelan precej preprosto za hladilnik z lastnimi rokami. Zanj je pomembno, da zanj izberemo samo keramične krožnike. V napravi je uporabljenih vsaj 12 vodnikov, tako da bo upornost visoka. Elementi so običajno povezani s spajkanjem. Za povezavo z napravo je treba zagotoviti dve žici. Element mora biti pritrjen na dnu hladilnika. Hkrati lahko pride v stik s pokrovom naprave. Da bi izključili primere kratkega stika, je pomembno pritrditi vso napeljavo na rešetko ali ohišje.

Klimatske naprave

Naredi sam Peltierjev modul (element) je izdelan za klimatsko napravo samo z vodniki razreda PR12. Za to delo so izbrani predvsem zato, ker so vešči rokovanja nizke temperature. Največji model lahko odda napetost 23 V. Indikator upora bo na ravni 3 ohmov. Temperaturna razlika doseže največ 10 stopinj, učinkovitost pa 65%. Med ploščami je možno položiti vodnike samo v eni vrsti.

Proizvodnja generatorjev

Generator lahko naredite z uporabo Peltierjevega modula (elementa) z lastnimi rokami. Zmogljivost naprave se bo povečala za skupno 10 %. To dosežemo zaradi večjega hlajenja motorja. Največja obremenitev naprave je 30 A. Zaradi velikega števila vodnikov je upor lahko 4 ohme. Temperaturno odstopanje v sistemu je približno 13 stopinj. Modul je pritrjen neposredno na rotor. Če želite to narediti, najprej odklopite osrednjo gred. V mnogih primerih stator ne moti. Da bi preprečili segrevanje navitja rotorja iz induktorja, se uporabljajo keramične plošče.

Hlajenje video kartice v računalniku

Za hlajenje grafične kartice morate pripraviti vsaj 14 vodnikov. Najbolje je izbrati bakrene modele. Njihov koeficient prenosa toplote je precej visok. Za povezavo naprave s ploščo se uporabljajo žice nemodularnega tipa. Model je nameščen v bližini hladilnika video kartice. Da bi ga popravili, običajno uporabljajo majhne

Če jih želite popraviti, lahko uporabite običajne matice. Pojav čezmernega hrupa med delovanjem pomeni, da naprava ne deluje pravilno. V tem primeru je treba preveriti celovitost ožičenja. Prav tako morate pregledati vodnike.

Peltierjev element za klimatsko napravo

Za kakovostno izdelavo elementa Peltier z lastnimi rokami za klimatsko napravo se uporabljajo dvojne plošče. Njihova minimalna debelina mora biti vsaj 1 mm. V tem primeru se lahko nadejate temperaturnega odstopanja 15 stopinj. Učinkovitost klimatskih naprav se po opremljanju modulov v povprečju poveča za 20 %. Veliko v tej situaciji je odvisno od temperature okolja. Upoštevati morate tudi stabilnost napetosti iz omrežja. Z majhnimi motnjami se obremenitev naprave vzdržuje približno 4 A.

Pri spajkanju vodnikov jih ne smemo postaviti preblizu drug drugemu. Za pravilno dokončanje modulov Peltier z lastnimi rokami je treba vhodne in izhodne kontakte namestiti samo na eno od obeh plošč. V tem primeru bo naprava bolj kompaktna. Velika napaka v tej situaciji bi bila priključitev modula neposredno na blok. To bo vodilo do neizogibnega zloma elementa.

Namestitev modula na kondenzator

Za namestitev z lastnimi rokami je pomembno oceniti moč kondenzatorja. Če ne presega 20 V, je treba element namestiti z vodniki z oznako "PR30" ali "PR26". Če želite pritrditi Peltierjev modul (element) z lastnimi rokami na kondenzator, uporabite majhne kovinske vogale.

Najbolje je, da jih namestite štiri na vsako stran. Kar zadeva zmogljivost, lahko kondenzator na koncu doda plus 10 %. Če govorimo o toplotnih izgubah, potem bodo nepomembne. Učinkovitost naprave je v povprečju 80%. Moduli niso zasnovani za visokonapetostne kondenzatorje. V tem primeru tudi veliko število prevodnikov ne bo pomagalo.

Peltier polprevodniški hladilniki

Delovanje sodobnih visoko zmogljivih elektronskih komponent, ki so osnova računalnikov, spremlja znatno odvajanje toplote, zlasti če delujejo v načinih prisilnega overclockinga. Učinkovito delovanje takih komponent zahteva ustrezna hladilna sredstva, ki zagotavljajo potrebne temperaturne pogoje za njihovo delovanje. Praviloma so takšna sredstva za podporo optimalna temperaturni pogoji so hladilniki, ki temeljijo na tradicionalnih hladilnikih in ventilatorjih.

Zanesljivost in učinkovitost takih orodij se nenehno povečujeta zaradi izboljšanja njihove zasnove, uporabe najnovejše tehnologije ter uporabo različnih senzorjev in krmilnikov v njihovi sestavi. To omogoča integracijo tovrstnih orodij v računalniške sisteme, ki zagotavljajo diagnostiko in nadzor njihovega delovanja za doseganje največje učinkovitosti ob zagotavljanju optimalnih temperaturnih pogojev za delovanje računalniških elementov, kar povečuje zanesljivost in podaljšuje njihovo nemoteno delovanje.

Parametri tradicionalnih hladilnikov se nenehno izboljšujejo, vendar so se v zadnjem času na računalniškem trgu pojavila tako specifična sredstva za hlajenje elektronskih elementov, kot so polprevodniški hladilniki Peltier, ki so kmalu postala priljubljena (čeprav se pogosto uporablja beseda hladilnik, vendar je pravilen izraz v primeru Peltier elementi so ravno hladilnik).

Peltier hladilniki, ki vsebujejo posebne polprevodniške termoelektrične module, ki temeljijo na Peltierjevem učinku, odkritem že leta 1834, so izjemno obetavne hladilne naprave. Takšna orodja se že vrsto let uspešno uporabljajo na različnih področjih znanosti in tehnologije.

V šestdesetih in sedemdesetih letih je domača industrija večkrat poskušala izdelati gospodinjske majhne hladilnike, katerih delo je temeljilo na Peltierjevem učinku. Vendar pa nepopolnost obstoječih tehnologij, nizka učinkovitost in visoke cene niso dovolili, da bi te naprave takrat zapustile raziskovalne laboratorije in preskusne klopi.

Toda Peltierjev učinek in termoelektrični moduli niso ostali le v rokah znanstvenikov. V procesu izboljševanja tehnologij so se številni negativni pojavi znatno zmanjšali. Kot rezultat teh prizadevanj so bili ustvarjeni visoko učinkoviti in zanesljivi polprevodniški moduli.

IN Zadnja leta Ti moduli, katerih delovanje temelji na Peltierjevem učinku, so se začeli aktivno uporabljati za hlajenje različnih elektronskih komponent računalnikov. Zlasti so se začeli uporabljati za hlajenje sodobnih zmogljivih procesorjev, katerih delovanje spremlja visoka stopnja odvajanje toplote.

Zahvaljujoč svoji edinstveni toplotni in operativne lastnosti naprave, ustvarjene na osnovi termoelektričnih modulov - modulov Peltier, omogočajo doseganje zahtevane stopnje hlajenja računalniških elementov brez posebnih tehničnih težav in finančnih stroškov. Kot hladilniki elektronskih komponent so ta sredstva za vzdrževanje potrebnih temperaturnih pogojev za njihovo delovanje izjemno obetavna. So kompaktni, priročni, zanesljivi in ​​imajo zelo visoko delovno učinkovitost.

Polprevodniški hladilniki so še posebej zanimivi kot sredstvo za zagotavljanje intenzivnega hlajenja v računalniških sistemih, katerih elementi so nameščeni in delujejo v trdih prisilnih načinih. Uporaba takih načinov - overclocking (overclocking) pogosto zagotavlja znatno povečanje zmogljivosti uporabljenih elektronskih komponent in posledično praviloma celotnega računalniškega sistema. Za delovanje računalniških komponent v takih načinih pa je značilno znatno odvajanje toplote in je pogosto na meji zmožnosti računalniških arhitektur ter obstoječih in uporabljenih mikroelektronskih tehnologij. Takšne računalniške komponente, katerih delovanje spremlja visoko odvajanje toplote, niso le visoko zmogljivi procesorji, temveč tudi elementi sodobnih visoko zmogljivih video adapterjev in v nekaterih primerih čipi pomnilniških modulov. Tako zmogljivi elementi zahtevajo intenzivno hlajenje za svoje pravilno delovanje tudi v običajnih načinih, še bolj pa v načinih overclockinga.

Peltier moduli

Peltier hladilniki uporabljajo običajni, tako imenovani termoelektrični hladilnik, katerega delovanje temelji na Peltierjevem učinku. Ta učinek je poimenovan po francoskem urarju Peltierju (1785-1845), ki je odkril pred več kot stoletjem in pol - leta 1834.

Peltier sam ni povsem razumel bistva pojava, ki ga je odkril. Pravi pomen pojava je nekaj let kasneje, leta 1838, ugotovil Lenz (1804-1865).

V vdolbino na stičišču dveh palic bizmuta in antimona je Lenz položil kapljico vode. Ko električni tok teče v eno smer, kapljica vode zamrzne. Ko je tok šel v nasprotno smer, se je nastali led stopil. Tako je bilo ugotovljeno, da se pri prehodu skozi stik dveh vodnikov električnega toka, odvisno od smeri slednjega, poleg Joulove toplote sprošča oziroma absorbira dodatna toplota, ki jo imenujemo Peltierjeva toplota. Ta pojav imenujemo Peltierjev pojav (Peltierjev učinek). Gre torej za obratno stran Seebeckovega pojava.

Če so v zaprtem krogu, sestavljenem iz več kovin ali polprevodnikov, temperature na stičnih točkah kovin ali polprevodnikov različne, potem se v tokokrogu pojavi električni tok. Ta pojav termoelektričnega toka je leta 1821 odkril nemški fizik Seebeck (1770-1831).

Za razliko od Joule-Lenzove toplote, ki je sorazmerna s kvadratom toka (Q=R·I·I·t), je Peltierjeva toplota sorazmerna s prvo potenco toka in spremeni predznak, ko se spremeni smer slednjega. . Peltierjevo toploto, kot so pokazale eksperimentalne študije, lahko izrazimo s formulo:

Qp = P q

kjer je q količina prepuščene električne energije (q=I t), P je tako imenovani Peltierjev koeficient, katerega vrednost je odvisna od narave materialov v stiku in njihove temperature.

Peltierjeva toplota Qp velja za pozitivno, če se sprosti, in za negativno, če se absorbira.

riž. 1. Shema eksperimenta za merjenje Peltierove toplote, Cu - baker, Bi - bizmut.

V predstavljeni shemi Peltierjevega merilnega poskusa toplote se bo pri enakem uporu žic R (Cu + Bi), potopljenih v kalorimetre, v vsakem kalorimetru sproščala enaka Joulova toplota, in sicer Q = R I I I t. Po drugi strani pa bo Peltierjeva toplota v enem kalorimetru pozitivna, v drugem pa negativna. V skladu s to shemo je mogoče izmeriti Peltierjevo toploto in izračunati vrednosti Peltierjevih koeficientov za različne pare prevodnikov.

Upoštevati je treba, da je Peltierjev koeficient močno odvisen od temperature. Nekatere vrednosti Peltierjevega koeficienta za različne pare kovin so predstavljene v tabeli.

Vrednosti Peltierjevega koeficienta za različne kovinske pare
železov konstantan		Baker-nikelj		Svinec-konstantan
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

Peltierjev koeficient, ki je pomemben tehnična specifikacija materialov se praviloma ne meri, ampak izračuna s Thomsonovim koeficientom:

P = a T

kjer je P Peltierjev koeficient, a je Thomsonov koeficient, T je absolutna temperatura.

Odkritje Peltierjevega učinka je imelo velik vpliv na kasnejši razvoj fizike, kasneje pa tudi na različna področja tehnike.

Torej, bistvo odprtega učinka je naslednje: ko električni tok prehaja skozi stik dveh prevodnikov iz različne materiale, odvisno od njegove smeri se poleg Joulove toplote sprošča ali absorbira dodatna toplota, ki jo imenujemo Peltierjeva toplota. Stopnja manifestacije ta učinek v veliki meri odvisno od materialov izbranih vodnikov in uporabljenih električnih načinov.

Klasična teorija pojasnjuje Peltierjev pojav z dejstvom, da se elektroni, ki jih prenaša tok iz ene kovine v drugo, pospešijo ali upočasnijo zaradi notranje kontaktne potencialne razlike med kovinama. V prvem primeru se kinetična energija elektronov poveča in se nato sprosti v obliki toplote. V drugem primeru se kinetična energija elektronov zmanjša in ta izguba energije se dopolni zaradi toplotnih vibracij atomov drugega prevodnika. Rezultat je hlajenje. Popolnejša teorija ne upošteva spremembe potencialne energije pri prenosu elektrona iz ene kovine v drugo, temveč spremembo celotne energije.

Peltierjev učinek je najbolj opazen pri polprevodnikih tipa p in n. Odvisno od smeri električnega toka skozi polprevodniški kontakt drugačen tip- p-n- in n-p-prehodi zaradi interakcije nabojev, ki jih predstavljajo elektroni (n) in luknje (p), njihova rekombinacijska energija pa se absorbira ali sprosti. Kot rezultat teh interakcij in ustvarjenih energetskih procesov se toplota absorbira ali sprosti. Uporaba polprevodnikov p- in n-tipa prevodnosti v termoelektričnih hladilnikih je prikazana na sl. 2.

riž. 2. Uporaba polprevodnikov p- in n-tipa v termoelektričnih hladilnikih.

Kombinacija velikega števila parov polprevodnikov p- in n-tipa vam omogoča ustvarjanje hladilnih elementov - Peltierjevih modulov relativno visoke moči. Struktura polprevodniškega termoelektričnega Peltierjevega modula je prikazana na sl. 3.

riž. 3. Struktura Peltierjevega modula

Peltierjev modul je termoelektrični hladilnik, sestavljen iz zaporedno povezanih polprevodnikov tipa p in n, ki tvorijo p-n- in n-p-stike. Vsak od teh prehodov ima toplotni stik z enim od obeh radiatorjev. Zaradi prehoda električnega toka določene polarnosti nastane temperaturna razlika med radiatorji modula Peltier: en radiator deluje kot hladilnik, drugi radiator se segreva in služi za odvajanje toplote. Na sl. 4 prikazuje videz tipičnega Peltierjevega modula.

riž. 4. Videz Peltierjev modul

Tipični modul zagotavlja znatno temperaturno razliko, ki je več deset stopinj. Z ustreznim prisilnim hlajenjem grelnega radiatorja vam drugi radiator - hladilnik omogoča doseganje negativne vrednosti temperature. Za povečanje temperaturne razlike je možna kaskadna vezava Peltierjevih termoelektričnih modulov, če so le-ti ustrezno hlajeni. To omogoča relativno preproste načine za doseganje znatne temperaturne razlike in zagotavljanje učinkovitega hlajenja zaščitenih elementov. Na sl. 5 prikazuje primer kaskadne povezave tipičnih Peltierjevih modulov.

riž. 5. Primer kaskadne povezave Peltierjevih modulov

Hladilne naprave na osnovi Peltierjevih modulov se pogosto imenujejo aktivni Peltierjevi hladilniki ali preprosto Peltierjevi hladilniki.

Uporaba Peltierjevih modulov v aktivnih hladilnikih jih naredi bistveno učinkovitejše od standardnih tipov hladilnikov, ki temeljijo na tradicionalnih hladilnikih in ventilatorjih. Vendar pa je v procesu načrtovanja in uporabe hladilnikov s Peltierjevimi moduli potrebno upoštevati številne specifičnosti, ki izhajajo iz zasnove modulov, njihovega principa delovanja, arhitekture sodobne računalniške strojne opreme in funkcionalnosti sistema. in aplikacijsko programsko opremo.

Velik pomen igra moč modula Peltier, ki je praviloma odvisna od njegove velikosti. Modul nizke moči ne zagotavlja zahtevane stopnje hlajenja, kar lahko povzroči okvaro zaščitenega elektronskega elementa, na primer procesorja zaradi njegovega pregrevanja. Vendar pa lahko uporaba modulov s preveliko kapaciteto povzroči padec temperature hladilnega radiatorja na raven kondenzacije vlage iz zraka, kar je nevarno za elektronska vezja. To je posledica dejstva, da lahko voda, ki nenehno nastaja kot posledica kondenzacije, povzroči kratke stike v elektronskih vezjih računalnika. Tukaj je primerno opozoriti, da je razdalja med prevodnimi vodniki na sodobnih tiskanih vezjih pogosto delček milimetra. Kljub vsemu pa so zmogljivi moduli Peltier kot del visokozmogljivih hladilnikov in ustrezni dodatni sistemi za hlajenje in prezračevanje tisti, ki so nekoč omogočili KryoTechu in AMD v skupnih raziskavah, da procesorje AMD, ustvarjene s tradicionalno tehnologijo, pospešijo na frekvenco, ki presega 1. GHz , torej povečati njihovo frekvenco delovanja za skoraj 2-krat v primerjavi z običajnim načinom njihovega delovanja. In treba je poudariti, da je bila ta raven zmogljivosti dosežena v pogojih zagotavljanja potrebne stabilnosti in zanesljivosti procesorjev v prisilnih načinih. No, rezultat tako ekstremnega overclockinga je bil rekord zmogljivosti med procesorji arhitekture 80x86 in nabora navodil. In KryoTech je s ponudbo svojih hladilnih enot trgu dobro zaslužil. Opremljeni z ustrezno elektroniko so se izkazali za iskane kot platforme za visoko zmogljive strežnike in delovne postaje. In AMD je dobil potrditev visoke ravni svojih izdelkov in bogato eksperimentalno gradivo za nadaljnje izboljšave arhitekture svojih procesorjev. Mimogrede, podobne študije so bile izvedene s procesorji Intel Celeron, Pentium II, Pentium III, zaradi česar je bilo doseženo tudi znatno povečanje zmogljivosti.

Vedeti je treba, da Peltierjevi moduli med svojim delovanjem oddajajo relativno veliko toplote. Zaradi tega ne smete uporabljati samo močnega ventilatorja kot del hladilnika, temveč tudi ukrepe za zmanjšanje temperature v ohišju računalnika, da preprečite pregrevanje drugih komponent računalnika. Če želite to narediti, je priporočljivo uporabiti dodatne ventilatorje v zasnovi ohišja računalnika, da zagotovite boljšo izmenjavo toplote okolju zunaj trupa.

Na sl. 6 prikazuje videz aktivnega hladilnika, ki vključuje Peltierjev polprevodniški modul.

riž. 6. Videz hladilnika s Peltierjevim modulom

Opozoriti je treba, da se hladilni sistemi, ki temeljijo na modulih Peltier, ne uporabljajo samo v elektronskih sistemih, kot so računalniki. Takšni moduli se uporabljajo za hlajenje različnih visoko natančnih naprav. Peltierjevi moduli so velikega pomena za znanost. Najprej gre za eksperimentalne raziskave, ki se izvajajo v fiziki, kemiji in biologiji.

Informacije o Peltierjevih modulih in hladilnikih ter lastnostih in rezultatih njihove uporabe lahko najdete na spletnih straneh, na primer na naslednjih naslovih:

Značilnosti delovanja

Za module Peltier, ki se uporabljajo pri hlajenju elektronskih komponent, je značilna relativno visoka zanesljivost in za razliko od hladilnikov, ustvarjenih po tradicionalni tehnologiji, nimajo gibljivih delov. In, kot je navedeno zgoraj, da bi povečali učinkovitost njihovega dela, omogočajo kaskadno uporabo, kar omogoča, da temperaturo ohišij zaščitenih elektronskih elementov prinesejo na negativne vrednosti tudi z njihovo znatno disipacijsko močjo.

Vendar pa imajo moduli Peltier poleg očitnih prednosti tudi številne posebne lastnosti in značilnosti, ki jih je treba upoštevati pri njihovi uporabi kot del hladilnih tekočin. Nekatere izmed njih smo že opazili, vendar jih je za pravilno uporabo Peltierjevih modulov treba podrobneje obravnavati. Najpomembnejše značilnosti vključujejo naslednje značilnosti delovanja:

• Peltier moduli, ki med svojim delovanjem oddajajo veliko količino toplote, zahtevajo prisotnost ustreznih hladilnikov in ventilatorjev v hladilniku, ki lahko učinkovito odvajajo odvečno toploto iz hladilnih modulov. Treba je opozoriti, da je za termoelektrične module značilen razmeroma nizek koeficient učinkovitosti (COP) in so sami močni viri toplote, saj opravljajo funkcije toplotne črpalke. Uporaba teh modulov kot del hladilnih sredstev za elektronske komponente računalnika povzroči znatno povišanje temperature v notranjosti sistemski blok, kar pogosto zahteva dodatne ukrepe in sredstva za znižanje temperature v ohišju računalnika. V nasprotnem primeru povišana temperatura v notranjosti ohišja povzroča težave pri delu ne le zaščitenih elementov in njihovih hladilnih sistemov, temveč tudi preostalih komponent računalnika. Poudariti je treba tudi, da so Peltierjevi moduli relativno zmogljivi dodatna obremenitev za napajanje. Ob upoštevanju vrednosti trenutne porabe modulov Peltier mora biti moč napajalnika računalnika najmanj 250 W. Vse to vodi v smotrnost izbire ATX matičnih plošč in ohišij z napajalniki zadostne moči. Uporaba tega konstrukta olajša računalniškim komponentam organizacijo optimalne toplotne in električni načini. Treba je opozoriti, da obstajajo hladilniki Peltier z lastnim napajanjem.
• Peltierjev modul v primeru okvare izolira hlajeni element od hladnejšega radiatorja. To vodi do zelo hitre okvare toplotni režim zaščitenega elementa in njegove zgodnje odpovedi zaradi poznejšega pregrevanja.
• Nizke temperature, ki nastanejo med delovanjem hladilnikov Peltier s presežno močjo, prispevajo k kondenzaciji vlage iz zraka. To predstavlja nevarnost za elektronske komponente, saj lahko kondenzacija povzroči kratke stike med elementi. Za odpravo te nevarnosti je priporočljivo uporabljati hladilnike Peltier z optimalno močjo. Ali pride do kondenzacije ali ne, je odvisno od več parametrov. Najpomembnejši so: temperatura okolja (v tem primeru temperatura zraka v ohišju), temperatura hlajenega predmeta in vlažnost zraka. Toplejši kot je zrak v ohišju in večja kot je vlažnost, večja je verjetnost kondenzacije vlage in posledične okvare elektronskih komponent računalnika. Spodaj je tabela, ki prikazuje odvisnost temperature kondenzacije vlage na hlajenem predmetu glede na vlažnost in temperaturo okolja. S to tabelo lahko enostavno ugotovite, ali obstaja nevarnost kondenzacije vlage ali ne. Če je na primer zunanja temperatura 25°C in vlažnost 65%, pride do kondenzacije vlage na ohlajenem predmetu, ko je njegova površinska temperatura pod 18°C.

Točka rosišča

Vlažnost, %
Temperatura okolje, °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

Poleg teh lastnosti je treba upoštevati še vrsto specifičnih okoliščin, povezanih z uporabo Peltierjevih termoelektričnih modulov v sklopu hladilnikov, ki se uporabljajo za hlajenje visoko zmogljivih centralnih procesorjev zmogljivih računalnikov.

Arhitektura sodobnih procesorjev in nekateri sistemski programi predvidevajo spremembo porabe energije glede na obremenitev procesorjev. To vam omogoča optimizacijo njihove porabe energije. Mimogrede, to zagotavljajo tudi standardi varčevanja z energijo, ki jih podpirajo nekatere funkcije, vgrajene v strojno in programsko opremo sodobnih računalnikov. V normalnih pogojih optimizacija procesorja in njegove porabe energije blagodejno vpliva tako na toplotni režim samega procesorja kot na celotno toplotno ravnovesje. Vendar je treba opozoriti, da načini s periodično spremembo porabe energije morda niso dobro kombinirani s sredstvi za hlajenje procesorjev z uporabo modulov Peltier. To je posledica dejstva, da so obstoječi hladilniki Peltier običajno zasnovani za neprekinjeno delovanje. V zvezi s tem najpreprostejših hladilnikov Peltier, ki nimajo krmilnikov, ni priporočljivo uporabljati skupaj s hladilnimi programi, kot je na primer CpuIdle, pa tudi z operacijski sistemi Windows NT/2000 ali Linux.

Če procesor preklopi v način nizke porabe energije in s tem odvajanje toplote, je možno občutno znižanje temperature ohišja in procesorskega čipa. Prekomerno ohlajanje jedra procesorja lahko v nekaterih primerih povzroči začasno prenehanje njegovega delovanja in posledično trajno zamrznitev računalnika. Naj spomnimo, da je po Intelovi dokumentaciji najnižja temperatura, pri kateri je zagotovljeno pravilno delovanje serijsko proizvedenih procesorjev Pentium II in Pentium III, običajno +5 °C, čeprav, kot kaže praksa, dobro delujejo tudi pri nižjih temperaturah. temperature.

Nekatere težave lahko nastanejo tudi zaradi delovanja številnih vgrajenih funkcij, na primer tistih, ki krmilijo ventilatorje hladilnikov. Zlasti načini upravljanja porabe procesorja v nekaterih računalniških sistemih omogočajo spreminjanje hitrosti hladilnih ventilatorjev prek vgrajene strojne opreme matične plošče. V normalnih pogojih to močno izboljša toplotno obnašanje računalniškega procesorja. Vendar pa lahko v primeru uporabe najpreprostejših Peltierjevih hladilnikov zmanjšanje hitrosti vrtenja povzroči poslabšanje toplotnega režima s smrtnim izidom za procesor že zaradi njegovega pregrevanja z delovnim modulom Peltier, ki poleg ki opravlja funkcije toplotne črpalke, je močan vir dodatne toplote.

Treba je opozoriti, da so hladilniki Peltier, tako kot v primeru računalniških centralnih procesnih enot, lahko dobra alternativa tradicionalnim sredstvom za hlajenje naborov video čipov, ki se uporabljajo v sodobnih visoko zmogljivih video adapterjih. Delovanje takšnih naborov video čipov spremlja znatno odvajanje toplote in običajno ni predmet nenadnih sprememb v njihovih načinih delovanja.

Da bi odpravili težave s spremenljivimi načini moči, ki povzročajo kondenzacijo vlage iz zraka in možno hipotermijo, v nekaterih primerih pa celo pregrevanje zaščitenih elementov, kot so računalniški procesorji, je treba zavrniti uporabo takih načinov in številnih vgrajenih -v funkcijah. Vendar pa lahko kot alternativo uporabite hladilne sisteme, ki zagotavljajo inteligentne krmilnike za hladilnike Peltier. Takšna orodja lahko nadzorujejo ne le delovanje ventilatorjev, temveč tudi spreminjajo načine delovanja samih termoelektričnih modulov, ki se uporabljajo v aktivnih hladilnikih.

Obstajajo poročila o poskusih vdelave miniaturnih Peltierjevih modulov neposredno v procesorske čipe za hlajenje njihovih najbolj kritičnih struktur. Ta rešitev prispeva k boljšemu hlajenju z zmanjšanjem toplotnega upora in lahko znatno poveča delovno frekvenco in zmogljivost procesorjev.

Delo v smeri izboljšave sistemov za zagotavljanje optimalnih temperaturnih pogojev za elektronske elemente izvajajo številni raziskovalni laboratoriji. Hladilni sistemi, ki vključujejo uporabo Peltierjevih termoelektričnih modulov, veljajo za izjemno obetavne.

Primeri Peltierjevih hladilnikov

Relativno nedavno so se na računalniškem trgu pojavili moduli Peltier domače proizvodnje. To so preproste, zanesljive in razmeroma poceni ($7-$15) naprave. Na splošno hladilni ventilator ni priložen. Kljub temu takšni moduli omogočajo ne samo seznanitev z obetavnimi sredstvi hlajenja, temveč tudi njihovo uporabo po predvidenem namenu v sistemih za zaščito računalniških komponent. Tukaj je povzetek enega od vzorcev.

Velikost modula (slika 7) - 40 × 40 mm, največji tok - 6 A, maksimalna napetost— 15 V, poraba energije — do 85 W, temperaturna razlika — več kot 60 °C. Pri zagotavljanju močan ventilator modul je sposoben zaščititi procesor z disipacijo moči do 40 vatov.

riž. 7. Videz hladilnika PAP2X3B

Na trgu so manjše in močnejše različice domačih Peltierjevih modulov.

Paleta tujih naprav je veliko širša. Spodaj so primeri hladilnikov, pri zasnovi katerih so uporabljeni termoelektrični moduli Peltier.

Aktivni hladilniki Peltier podjetja Computernerd

Ime	Proizvajalec / dobavitelj	Parametri ventilatorja	procesor
PAX56B	Computernerd	kroglični ležaj	Pentium/MMX do 200MHz, 25W
PA6EXB	Computernerd	dvojni kroglični ležaj, tahometer	Pentium MMX do 40 W
DT-P54A	DesTech rešitve	dvojni kroglični ležaj	Pentium
AC-P2	Hladilnik AOC	kroglični ležaj	Pentium II
PAP2X3B	Computernerd	3 kroglični ležaj	Pentium II
STEP-UP-53X2	Stopenjska termodinamika	2 kroglična ležaja	Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier	Computernerd	3 kroglični ležaji, tahometer	Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier	Computernerd	3 kroglični ležaji, tahometer	Pentium II, Celeron
PAP2CX3B-10S BCool-EST PC-Peltier	Computernerd	3 kroglični ležaji, tahometer	Pentium II, Celeron

Hladilnik PAX56B je zasnovan za hlajenje procesorjev Intel, Cyrix in AMD Pentium in Pentium-MMX, ki delujejo na frekvencah do 200 MHz. Termoelektrični modul velikosti 30 x 30 mm omogoča, da hladilnik ohranja temperaturo procesorja pod 63 °C z disipacijo moči 25 W in temperaturo okolja 25 °C. Zaradi dejstva, da večina procesorjev porabi manj energije, vam ta hladilnik omogoča, da temperaturo procesorja ohranjate veliko nižje kot mnogi alternativni hladilniki, ki temeljijo na hladilnikih in ventilatorjih. Modul Peltier, vključen v hladilnik PAX56B, se napaja s 5 V napajanjem, ki lahko zagotovi tok 1,5 A (največ). Ventilator tega hladilnika potrebuje napetost 12 V in tok 0,1 A (največ). Parametri ventilatorja hladilnika PAX56B: kroglični ležaj, 47,5 mm, 65.000 ur, 26 dB. Skupna velikost tega hladilnika je 25×25×28,7 mm. Ocenjena cena hladilnika PAX56B je 35 USD. Navedena cena je podana v skladu s cenikom podjetja za sredino leta 2000.

Hladilnik PA6EXB je zasnovan za hlajenje zmogljivejših procesorjev Pentium-MMX z odvajanjem moči do 40 W. Ta hladilnik je primeren za vse procesorje Intel, Cyrix in AMD, priključene preko Socket 5 ali Socket 7. Peltierjev termoelektrični modul, vključen v hladilnik PA6EXB, ima velikost 40 × 40 mm in porabi največji tok 8 A (običajno 3 A) pri napetosti 5 B s povezavo preko standardnega napajalnega konektorja računalnika. Skupna velikost hladilnika PA6EXB je 60×60×52,5 mm. Pri vgradnji tega hladilnika je za dobro izmenjavo toplote med radiatorjem in okolico potrebno zagotoviti vsaj 10 mm odprtega prostora okoli hladilnika zgoraj in 2,5 mm ob straneh. Hladilnik PA6EXB doseže temperaturo procesorja 62,7°C z disipacijo moči 40W in temperaturo okolja 45°C. Ob upoštevanju načela delovanja termoelektričnega modula, vključenega v ta hladilnik, se je treba izogibati uporabi programov, ki dlje časa preklopijo procesor v način mirovanja, da bi se izognili kondenzaciji vlage in kratkemu stiku. Ocenjena cena takšnega hladilnika je 65 dolarjev. Navedena cena je podana v skladu s cenikom podjetja za sredino leta 2000.

Hladilnik DT-P54A (znan tudi kot Computernerdov PA5B) je zasnovan za procesorje Pentium. Nekatera podjetja, ki te hladilnike ponujajo na trgu, pa jih priporočajo tudi uporabnikom Cyrix/IBM 6x86 in AMD K6. Radiator, ki je priložen hladilniku, je precej majhen. Njene dimenzije so 29×29 mm. Hladilnik ima vgrajen temperaturni senzor, ki vas po potrebi opozori na pregrevanje. Prav tako nadzoruje Peltierjev element. Komplet vsebuje zunanjo krmilno napravo. Opravlja funkcije nadzora napetosti in delovanja samega Peltierjevega elementa, delovanja ventilatorja, pa tudi temperature procesorja. Naprava bo sprožila alarm, če se Peltierjev element ali ventilator pokvari, če ventilator deluje z manj kot 70 % želene hitrosti (4500 RPM) ali če se temperatura procesorja dvigne nad 145 °F (63 °C). . Če se temperatura procesorja dvigne nad 100 °F (38 °C), je Peltierjev element samodejno omogočen, sicer je v onemogočenem načinu. Slednja funkcija odpravlja težave, povezane s kondenzacijo vlage. Na žalost je sam element tako močno prilepljen na hladilno telo, da ga ni mogoče ločiti, ne da bi uničili njegovo strukturo. Zaradi tega ga ni mogoče namestiti na drug, močnejši radiator. Kar se tiče ventilatorja, je za njegovo zasnovo značilna visoka stopnja zanesljivosti in ima visoke parametre: napajalna napetost - 12 V, hitrost vrtenja - 4500 RPM, hitrost dovoda zraka - 6,0 CFM, poraba energije - 1 W, značilnosti hrupa - 30 dB. Ta hladilnik je precej produktiven in uporaben za overclocking. Vendar pa v nekaterih primerih overclockinga procesorja preprosto uporabite velik hladilnik in dober hladilnik. Cena tega hladilnika se giblje od 39 do 49 dolarjev. Navedena cena je podana v skladu s cenikom več podjetij za sredino leta 2000.

Hladilnik AC-P2 je zasnovan za procesorje tipa Pentium II. Komplet vsebuje 60 mm hladilnik, hladilnik in 40 mm Peltierjev element. Slabo ustreza procesorjem Pentium II 400 MHz in višjim, saj pomnilniški čipi SRAM praktično niso hlajeni. Ocenjena cena za sredino leta 2000 je 59 $.

Hladilnik PAP2X3B (slika 8) je podoben AOC AC-P2. Dodana sta mu dva 60 mm hladilnika. Težave s hlajenjem SRAM ostajajo nerešene. Opozoriti velja, da hladilnika ni priporočljivo uporabljati skupaj s hladilnimi programi, kot je na primer CpuIdle, pa tudi v operacijskih sistemih Windows NT ali Linux, saj obstaja velika verjetnost kondenzacije vlage na procesorju. Ocenjena cena za sredino leta 2000 je 79 $.

riž. 8. Videz hladilnika PAP2X3B

Hladilnik STEP-UP-53X2 je opremljen z dvema ventilatorjema, ki črpata veliko količino zraka skozi radiator. Ocenjena cena za sredino leta 2000 je 79 $ (Pentium II), 69 $ (Celeron).

Hladilniki serije Computernerd Bcool (PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier, PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier, PAP2CX3B-10S, BCool-EST PC-Peltier) so zasnovani za procesorje Pentium II in Celeron ter imajo podobne specifikacije, kot je prikazano spodaj tabela.

Hladilniki serije BCool

postavka		PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier	PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier							PAP2CX3B-10S BCool-EST PC-Peltier
Priporočeni procesorji		Pentium II in Celeron
Število oboževalcev		3
Centralni tip ventilatorja		Kroglični ležaj, tahometer (12 V, 120 mA)
Centralna velikost ventilatorja		60x60x10 mm
Vrsta zunanjega ventilatorja		Kroglični ležaj	Kroglični ležaj, tahometer							Kroglični ležaj, termistor
Velikost zunanjega ventilatorja		60x60x10 mm	60x60x25 mm
Napetost, tok		12 V, 90 mA	12 V, 130 mA							12V, 80-225mA
Skupna pokritost oboževalcev		84,9 cm2
Skupni tok za ventilatorje (moč)		300 mA (3,6 W)	380 mA (4,56 W)							280-570 mA (3,36–6,84 W)
Število zatičev na hladilniku (sredina)		63 dolgih in 72 kratkih
Število zatičev na hladilniku (na vsakem koncu)		45 dolgih in 18 kratkih
Skupno število zatičev na hladilniku		153 dolgih in 108 kratkih
Mere radiatorja (sredina)		57x59x27 mm (vključno s termoelektričnim modulom)
Mere radiatorja (vsak konec)		41 x 59 x 32 mm
Skupne dimenzije radiatorja		145x59x38 mm (vključno s termoelektričnim modulom)
Splošne dimenzije hladilnika		145 x 60 x 50 mm	145 x 60 x 65 mm
Teža hladilnika		357 gramov	416 gramov							422 gramov
Garancija		5 let
Ocenjena cena (2000)		$74.95	$79.95							$84.95

Treba je opozoriti, da skupina hladilnikov BCool vključuje tudi naprave, ki imajo podobne lastnosti, vendar nimajo elementov Peltier. Takšni hladilniki so seveda cenejši, a tudi manj učinkoviti kot sredstvo za hlajenje računalniških komponent.

Pri pripravi članka so bili uporabljeni materiali knjige "PC: nastavitev, optimizacija in overclocking". 2. izdaja, popravljena. in dodatno, - St. Petersburg: BHV - Petersburg. 2000. - 336 str.