Элемент Пельтье

[msbaton]

Доброго времени суток.

Занимаюсь модернизацией одного устройства, работающего на элементах Пельтье (далее ЭП). Не устраивала скорость охлаждения/нагрева. Решили вместо 3-х ЭП поставить 4, и сделать камеру теплообменника меньшей массы. Но ожидаемого эффекта не получилось.

В первоначальной схеме на теплообменнике с одной стороны было прикреплено 3 ЭП, один на камеру, 2 ч.з. пластину на первый, на эти 2-а крепился радиатор, на радиатор куллер, включение "каскадом", т.е. последовательно, напряжение питания 12-14 вольт (в зависимости от источника питания и качества ЭП).

В новой версии на теплообменник с двух сторон каскадом подключены по 2 ЭП, в параллели,(как-бы параллельно последовательное соединение) на каждой паре свой радиатор. Питание пробовали от 12 вольт и выше. но результат скорее отрицательный, старым вариантом добивались температуры теплообменника ниже 5 градусов, этот еле дотягивает до 13 при чем за большее время.

Нормальной информации по включению и расчету устройство на ЭП не нашел, находил только общие понятия.

Так вот вопрос: Кто подскажет как добиться от ЭП нормальной работы? ну или хотя бы покажет куда идти.

заранее спасибо.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[noise1]

Питание правильно подключили (полярность)?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[msbaton]

конечно же правильно. если бы не правильно тогда бы они грели... если бы частично не правильно тогда бы эффекта не было бы... а эффект есть но не тот.

может у кого есть методика подбора оптимальной величины питающего напряжения для ЭП и теплоотвода???

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[aurex]

...пробовали от 12 вольт и выше...

Так может быть у Вас сейчас наоборот завышенное напряжение, превышающее Umax.

[msbaton]

Unom=14V

Umax=16V

пробовал на разных напряжениях подавал на ЭП от 6 (12В на 2 включеных каскадом) до 14В...

бывают разные ситуации, что темепература не доходит до заданной или наступает ситуация когда после процесса охлаждения температура начинает расти...

[Mahno]

Не очень понял что в новом варианте,но скажу точно в каскаде на один элемент с холодной стороны,должны быть два с горячей,ведь он много своего тепла выделяет,поэтому нужны 6 элементов для удвоения мощности.

[msbaton]

я тоже так думал, но меня смутили вот какие моменты: есть рабочие устройства старого образца, которые работают на 2 ЭП.

Mahno, 6 элементов это уже дороговато, а на четырех, что вариантов ни каких нет по включению т.о. что бы был результат???

[Mahno]

Можно три на горячую поставить и один на холод,по другому никак.

[Гость Alexeyslav]

Эффективность элемента зависит от температуры горячей части модуля, если она приближается к 60 градусах, эффективность никакая и она еще усугубляется ненулевой теплопроводностью между горячей и холодной частями. С него нужно хорошенько снимать тепло! для максимальной эффективности модуля с горячей стороны надо снимать столько тепла, сколько он вырабатывает при этом обеспечив минимально возможную температуру, именно при этой температуре должно наступить равновесие выделяемой и отводимой мощностью. Для этого и нужны 2-3 модуля которые будут охлаждать горячую сторону рабочего. У двух последовательно включенных(по теплу) модуля эффективность ниже чем у одного суммарной мощности.

Возможно даже стоит подумать о водяном охлаждении взамен воздушного.

[Hambaker]

Не выйдет простые элементы каскадировать.КПД всей системы будет ниже плинтуса.Полупроводниковый материал ЭП работает в довольно узком интервале температур и при нагреве он здорово меняет свои свойства,причём в худшую сторону..Для каскадов другой материал и по другой технологии делают.Иногда каскады по заказу собирают.Я тут где-то недавно об этом писал.

[Mahno]

В Радио 91-90г,(справочный листок)писали про наши элементы,и при каскадировании просто нужно было утроить размер горячей стороны,там даже писалось про -60 градусов.Сам имею йогуртницу на одном элементе(самопал),с функцией подогрева и охлажденя,так вот когда наливаешь горячего молока и врубается его охлаждение элемент не сразу вступает в работу,а после того как продукт остынет до 50гр.,сказывается способность элемента генерировать ток пи разнице температур его сторон,токи уравниваются и он какбы зависает.

[msbaton]

сказывается способность элемента генерировать ток пи разнице температур его сторон,токи уравниваются и он какбы зависает.

про это свойство ЭП я знал, но не связал с его работой. Теперь понятно почему токи так радикально плавают при работе ЭП.

и еще вопрос если 4 элемента включать последовательно оно слабовато будет, ток будет мизерный. может есть более интересные схемные решения, что максимальное КПД извлечь или остается только напряжением повышать?

[Mahno]

Только стопки из элементов,повышение-понижение напряжения сильно снижает КПД.

[msbaton]

спасибо за советы. буду разбираться.

[Cxemotexnik]

Подскажите, можно ли соединить 4 элемента TEC1-12703 (3А) последовательно-параллельно, т.е. две пары, каждая последовательно, а потом эти пары параллельно, и запитать их от блока питания PS-305D 0...30V 0...5A?

Подать на эту связку 24В (или 5А, т.е. регулировать ток). По-идее, на каждом элементе будет около 12 В 2.5А. Небольшая разница будет, но главное не выйти за допустимые пределы.

Или лучше взять 2 элемента TEC1-12705 (5А) или TEC1-12706 (6А) и включить их последовательно?

Это я хочу маленький оконный кондиционер сделать для комнаты.

Изменено 5 апреля, 2018 пользователем Cxemotexnik

[Крашер]

Гм, несколько "неэлектронный" вопрос...

При толщине элементов в 4 миллиметра, как обеспечить нормальную теплоизоляцию между "горячей" и "холодной" сторонами элемента? 

Да ещё плотно "прикрутить" к нему теплоотвод? 

 

[Крашер]

Сижу сейчас рассматриваю (из имеющихся) -

1.) Технический картон. (можно алюминиевым скотчем обклеивать со всех сторон, а торцы замазать силиконовым герметиком...

2.) Паронит. 

И, ... так называемый

3.) "композит" - алюминиевый композитный лист. (пластик, "облицованный" с двух сторон алюминием). Где толщина алюминия - с каждой стороны по 0,18 мм, остальное - очень плотный "вспененный" пластик. (алюкобонд). 

Что лучше? 

И ещё... Ясно-понятно, что "конкретно" про КПД элементов говорить нереально.

(Рассуждения...)

Хотя. Однозначно - чтобы на 1 градус понизить температуру "холодной" части - требуется "сбивать" пару градусов с "горячей"...

То-есть, если элемент Пельтье потребляет при питании 12 Вольт - 5 Ампер... и, - максимальная разность температур на его рабочих поверхностях может (в идеале) достигать 70 градусов (в реале 45-50). - значит,  ... при температуре окружающего воздуха - стройка (коттеджный посёлок) или там багажник авто - под 25-35 градусов - требуется "снять" с "горячей" поверхности как минимум P(разности температур)+ Pпотр. 

В смысле, если "принудительный обдув" обеспечивает температуру горячей части не выше полтинника... - значит, при этом с "холодной" части можно пытаться получать что-то в районе нуля градусов... 

Угумс... Остаётся посчитать, достаточно ли этих 60 Ватт холода, чтобы хотя-бы поддерживать температуру в термоящике в заявленных хотелками пределах... 

 

[Schumi402]

2 часа назад, Крашер сказал:

достаточно ли этих 60 Ватт холода, чтобы хотя-бы поддерживать температуру

Поддерживать можно и 1 Вт, все зависит от теплопотерь самого ящика.

[Lexter]

8 часов назад, Крашер сказал:

как обеспечить нормальную теплоизоляцию между "горячей" и "холодной" сторонами элемента? 

Да ещё плотно "прикрутить" к нему теплоотвод?

Чтобы не заморачиваться с теплоизоляцией толщиной 4 мм, можно его вообще наружу вынести (но понадобится пара), а холод гнать на внутренний радиатор по трубкам помпой (китайцы их продают почти даром), теплоноситель - незамерзайка. На рисунке пластины, но это конечно должны быть радиаторы.

С торцов по периметру теплоизолировать - это гораздо более простая задача. Можно хоть плотным пенопластом. Прочности от него не требуется, - он ведь будет зажат между пластинами. Ну а толщину стенки, через которую пройдут трубки, можно сделать любой.

 

6 часов назад, Крашер сказал:

достаточно ли этих 60 Ватт

Искать лень, но найти несложно: Посчитать можно время охлаждения заданной массы на заданное количество градусов (основная характеристика у обычных бытовых холодильников) и теплопотери через стенки корпуса в ваттах, зная разность температур, площадь поверхности, толщину и теплопроводность стенок. Но эти расчёты всё равно неточные, а навскидку - пары элементов примерно 100 ватт в сумме достаточно для холодильника (не морозилки!) размером с чемодан, влезающий в багажник.

Посмотрите размеры и характеристики автомобильных холодильников. Там примерно так и есть.

[Lexter]

 

 

А кстати, @Крашер , чем вас не устраивает готовый автомобильный холодильник?

[Крашер]

19 часов назад, Lexter сказал:

Чтобы не заморачиваться с теплоизоляцией толщиной 4 мм,

Благодарю. Я "зациклился" как сусанин на одностороннем направлении. Типа, снизу - холодное, сверху - горячее. А вот про такое простое решение "навстречу" и не подумал. 

Разве что понадобится пара таких "жидкостных" теплообменников, плюс термоизолированные трубки, плюс дополнительные радиаторы для второго - "холодного" радиатора ну и естественно - помпа, для нормальной прокачки "антифриза".... 

Плюс ОБЪЁМ этих - уже ДВУХ конструкций. Подожду до ночи. Приснится что как и куда разместить - ОК. Нет - подожду, продолжу впихивать невпихуемое, там - глядь и торкнет. 

18 часов назад, Lexter сказал:

чем вас не устраивает готовый

Бестолковостью. 

Если под мои желания есть с нормальным внутренним объёмом, то или ценник конский или общие габариты от фонаря. Никуда и никак не вписывающиеся. 

Все эти холодильники под пивных или кокакольных алкоголиков, потребятелей алюминиевых банок. Или другой, "изобретательской" ерунды.

Мне алюминиевые банки с залитым в них фуфлом охлаждать приспичит лишь после моей смерти. 

А вот, пару-тройку лотков, +баклажку с минералкой и/или пакет с молоком-соком - да. 

Да и "своё" всегда работает лучше. 

Изменено 24 апреля, 2020 пользователем Крашер

[malenich]

В жару, на природе, для этих целей гут как подходит огнетушитель. Быстро и дёшево.....а на что дуть - это уж на вкус каждого

[Крашер]

И да, мне не нужен "чисто" автомобильный.

На работе и розетки 220 присутствуют. 

А на природе - хоть от костра, хоть от ручья. 

2 минуты назад, malenich сказал:

гут как подходит огнетушитель

Особенно порошковый!   

[Lexter]

2 часа назад, Крашер сказал:

плюс термоизолированные трубки, плюс дополнительные радиаторы для второго - "холодного" радиатора

Трубки любые. Они же через слой термоизолятора внутрь камеры идут. Нигде дополнительная термоизоляция не требуется. А радиаторы нужны вовсе не "дополнительные". Чтоб тепло из камеры отнималось, радиатор с холодной стороны и так должен быть в любом случае. Итого, та же конструкция - два радиатора (на "горячей" стороне разрезан пополам), между ними элемент Пельтье. Только не "бутербродом, а разнесено.

2 часа назад, Крашер сказал:

ОБЪЁМ этих - уже ДВУХ конструкций.

увеличивается ровно на ёмкости для жидкости, помпу и трубки. Остальное всё то же самое. Да и на медные стержни или плоскую шину заменить можно. Или вообще на толстую алюминиевую пластину. Тут ведь далеко или по сложной траектории тянуть не надо. Всего-то - по прямой толщину стенки пройти.

1 час назад, Крашер сказал:

хоть от костра, хоть от ручья

Ну про 220 понятно - плюс блочок питания. А с костром не понял. Пельтье же ток нужен.

Изменено 24 апреля, 2020 пользователем Lexter

[Крашер]

24 минуты назад, Lexter сказал:

с костром не понял. Пельтье же ток нужен

Или разность температур.

Они могут и как источник электроэнергии работать. 

Причём, чем выше разность температур - тем эффективнее "источник". (в пределах разумного).

Их вон даже в Теслу пихают куда ни попадя.