Схема элемента пельтье

Холодильное оборудование настолько прочно вошло в нашу жизнь, что даже трудно представить, как можно было без него обходиться. Но классические конструкции на хладагентах не подходят для мобильного использования, например, в качестве походной сумки-холодильника. Для этой цели используются установки, в которых принцип работы построен на эффекте Пельтье. Кратко расскажем об этом явлении. Суть эффекта заключается в выделении или поглощении тепла в зоне, где контактируют разнородные проводники, по которым проходит электрический ток. В соответствии с классической теорией существует следующее объяснение явления: электрический ток переносит между металлами электроны, которые могут ускорять или замедлять свое движение, в зависимости от контактной разности потенциалов в проводниках, сделанных из различных материалов.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Блок питания для элемента пельтье

Что можно сделать из элементов Пельтье?


Тема охлаждения компонентов ПК волнует многих пользователей. Большинство из них ограничиваются стандартными воздушными кулерами, отдельные энтузиасты собирают СВО. А что же дальше? Наверняка те, кто серьезно интересовался разгоном, слышали о модулях Пельтье или термоэлектрических модулях, далее по тексту — ТЭМ; английский вариант — TEC, Thermoelectric Cooler и их применении в качестве тепло-отводов для сильно-греющихся элементов компьютера.

Однако зачастую даже базовую информацию по правильному использованию этих удивительных устройств найти трудно, отсюда — многочисленные ошибки тех, кто впервые с ними сталкивается. К слову, производители систем охлаждения также экспериментируют с модулями Пельтье, порой представляя на суд публики весьма любопытные концепты. Как работают ТЭМ, действительно ли они так уж небходимы в СО компьютера, как самостоятельно собрать нехитрые кулеры и избежать простейших ошибок, достаточно характерных для новичков, — обо всем этом мы расскажем в данном материале.

Чем же на самом деле являются модули Пельтье? В базовом определении это термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, открытом в далеком году. Суть данного процесса заключается в возникновении разности температур в месте контакта материалов при протекании сквозь них электрического тока.

Мы не станем вдаваться в подробности истории открытия и научного обоснования специфики работы ТЭМ, поскольку этой теме можно посвятить целую диссертацию. Однако общие понятия упомянем. Элементы Пельтье состоят из двух токопроводящих материалов полупроводников с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. Физика протекания тока через подобные вещества такова, что для перехода электронов им требуется определенная подпитка, получаемая в момент прохождения тока через спайку.

В таком случае возможно перемещение частиц в высокоэнергетическую зону проводимости от одного материала к другому. Место соприкосновения полупроводников в момент поглощения энергии охлаждается. Изменение направления тока или перемещение электронов из более энергетической зоны в менее насыщенную приводит к нагреву места контакта.

Помимо этого, в модулях Пельтье наблюдается тепловой эффект, характерный для любых веществ, сквозь которые пропускают электрический ток. Вообще процессы, присущие ТЭМ, проявляются и в месте контакта обычных металлов, однако определить их без сложных приборов почти нереально.

Поэтому основой для модулей служат полупроводники. Элемент Пельтье состоит из одной или более пар полупроводниковых параллелепипедов разных типов как в диодах или транзисторах, n- и p-типа. Современная индустрия для этих целей наиболее часто выбирает германид кремния и теллурид висмута. Полупроводники попарно соединяются металлическими перемычками из легкоплавких веществ.

Последние выполняют роль термоконтактов и напрямую соприкасаются с керамической пластинкой или подставкой. Пары полупроводников соединены последовательно, разные виды проводимости контактируют друг с другом. Течение тока вызывает охлаждение и нагревание противоположных групп контактов. Поэтому можно говорить о переносе током тепловой энергии с одной стороны модуля Пельтье на другую и, как следствие, возникновении разности температур на пластинке.

Правильное применение модулей позволяет извлечь некоторые выгоды для промышленных, в том числе компьютерных СО. В то же время ТЭМ обладают рядом недостатков, существенно сдерживающих их повсеместное практическое применение. Среди них следующие:. Однако, невзирая на негативные характеристики модулей Пельтье, они нашли свое применение в ряде продуктов. ТЭМ выгодны в первую очередь там, где энергетическая эффективность охладителя некритична, чем меньше — тем лучше.

Элементы служат для охлаждения устройств с зарядовой связью в цифровых фотокамерах, позволяющих добиться заметного уменьшения теплового шума при длительных экспозициях. Модули Пельтье часто применяются для охлаждения и термостатирования диодных лазеров с целью стабилизации длины волны их излучения.

Возможно использование нескольких ТЭМ, составленных последовательно в виде каскадов холодная сторона одного охлаждает горячую другого , благодаря чему реально достичь очень низких температур для устройств, обладающих малым тепловыделением. Элементы Пельтье — основа компактных холодильников, в первую очередь автомобильных.

Их применяют и в миниатюрных сувенирах из области компьютерной периферии, и в производительных СО в качестве основных или вспомогательных компонентов. Именно о последнем варианте мы и поговорим более подробно. При переходе к практической реализации СО на базе ТЭМ нужно сделать несколько оговорок, которые позволят правильно подобрать параметры итоговых конструкций. Причины зачастую кроются в неправильном расчете или построении СО наугад.

Таким образом, полезная нагрузка модуля лежит в пределах от 0 до 66 Вт, в идеале — чем меньше — тем лучше и тем большую разницу температур обеспечит ТЭМ. В то же время любой модуль имеет другую характеристику — максимальную потребляемую мощность, которую тоже нужно отвести от него с помощью системы охлаждения. Следовательно, при указанных параметрах имеем энергопотребление ,8 Вт, что, согласитесь, немало. Примерный КПД такой системы можете вычислить сами — при полезной составляющей в — Вт приблизительно столько выделяют современные разогнанные CPU для получения хоть каких-то видимых результатов придется затратить не менее — Вт электрической мощности и отвести не менее киловатта тепловой.

Именно поэтому производительные СО на базе модулей Пельтье не получили широкого распространения. Впрочем, прецеденты сравнительно успешной реализации гибридных кулеров известны, а мы попытаемся создать свои — маломощный и оптимальный.

К слову, оптимальный режим эксплуатации элементов Пельтье обеспечивается при пониженных напряжении и потребляемом токе. Приближение этих параметров к максимальным существенно повышает тепловую отдачу пластины, однако не так ощутимо — полезную составляющую.

Модули подключались напрямую к компьютерному БП в вольтовую цепь. Применение киловаттного be quiet! Понятно, что вода в таком виде является главным врагом пользователя, и ее выделение необходимо предупредить. Делается это путем тщательной теплоизоляции любых поверхностей частей РСВ, околосокетного пространства с обеих сторон платы, собственно ТЭМ, теплораспределителя процессора и GPU материалами, не пропускающими воздух.

Лучше всего для этих целей подходит стандартный теплоизоляционный материал для труб водоснабжения на основании вспененного каучука , специальные замазки, отдельные виды поролона, поставляемого в комплекте с компонентами ПК, на худой конец термопаста и бумажные салфетки. В последнем случае допустима эксплуатация ПК лишь для проведения кратковременных бенчинг-сессий. Теплоизоляция обеспечит повышение общего КПД установки. Итоговые температуры, полученные в различных режимах работы компонентов, их сравнение с показателями, обеспечиваемыми исключительно системой водяного охлаждения, приведены в диаграмме.

Как видите, модули Пельтье позволили понизить температуру компонентов ощутимо ниже комнатной в зависимости от загрузки. В таких условиях не составило особого труда разогнать процессор до частоты 4,3 ГГц с повышением напряжения питания до 1,35 В, а GPU заставить функционировать на МГц штатное значение — МГц.

В то же время мы получили ощутимый нагрев СО тестового стенда в корпусе ситуация усугубилась бы более существенно и резкий рост уровня энергопотребления ПК собственно, вся конструкция потребляет больше, чем отдельно взятый компьютер на базе компонентов тестового стенда. Подобное решение однозначно пригодится в зимнюю пору, однако летом вряд ли порадует большинство пользователей.

Готовы ли вы на такие жертвы ради достижения сравнительно низких температур на компонентах ПК? Решайте сами, но помните о базовых советах, приведенных в этой части материала, — они помогут правильно применить модули Пельтье на практике. Использование систем охлаждения на основе ТЭМ разумно и оправданно в случае с маломощными компонентами чипсетами материнских плат, GPU низко- и среднеуровневых видеокарт. Не забывайте и о теплоизоляции охлаждаемых элементов — ведь конденсат является главным врагом системы во время экспериментов с ТЭМ.

На базе элементов Пельтье можно создавать различные самодельные охлаждающие и нагревающие устройства, существуют примеры успешной реализации маломощных генераторов.

Но прежде чем заниматься изготовлением подобных конструкций, ознакомьтесь все же с теоретической составляющей — предварительная подготовка избавит от ошибок и сэкономит время в момент практического воплощения проектов. ТЭМ заинтересуют в первую очередь оверклокеров, для которых любой выигрышный градус и каждый мегагерц важны. Рассматриваемые элементы — промежуточное звено между классическими системами водяного охлаждения и чиллерами или фреонками, работающими по принципу фазового перехода.

Модули Пельтье используются производителями систем охлаждения для ПК в качестве основных и вспомогательных компонентов кулеров. Порой из этого получаются эффектные действенные устройства, иногда все выходит не так гладко, как изначально задумывалось. Мы решили вспомнить об основных СО, применяющих ТЭМ, которым прочили роль революционеров своего времени. Однако невысокий запас прочности, значительное по тем временам энергопотребление, громоздкость конструкции и шумность в работе не позволили ему закрепиться на рынке.

Появись эта модель на год-два раньше — возможно, все обернулось бы иначе. Titan Elena Суперкулер для видеокарт, построенный по тому же принципу, что и Titan Amanda: одна половина радиатора работает непосредственно на отвод тепла от GPU, другая охлаждает горячую сторону ТЭМ. В свое время оказался одним из лучших во время тестирования СО для графических адаптеров. Представляет собой производительный водоблок, отводящий тепло от ТЭМ около Вт потребляемой электрической мощности , который, в свою очередь, создает оптимальный температурный режим процессора.

Swiftech MCWT Аналогично процессорному решению представляет собой высокопроизводительный водоблок для графического адаптера, дополненный модулем Пельтье. В зависимости от TDP видеочипа способно удерживать его температуру на уровне комнатной или ниже.

Подход достаточно интересный и правильный, применение модулей позволяет сбить пару-тройку градусов на процессоре. Однако экономическая целесообразность такого хода — под большим вопросом, ввиду того что V10 при существенной цене не в состоянии обогнать лучшие воздушные суперкулеры. Скорее всего, виноваты особенности конструкции и недостаточная мощность ТЭМ. Titan Amanda Серия достаточно современных процессорных суперкулеров на тепловых трубках, использующих термоэлектрический модуль — гг.

Часть радиатора отводила тепло непосредственно от ТЭМ, тогда как другая половина охлаждала греющийся компонент. Подобный подход к проектированию позволяет избежать резкой перегрузки СО вследствие превышения лимитов тепловыделения модуля Пельтье. Кулеры линейки Amanda демонстрировали отличные результаты с процессорами, обладающими сравнительно невысоким TDP.

Владельцев СВО и тех, кто собирается обзавестись жидкостными системами, могут заинтересовать так называемые чиллеры на базе элементов Пельтье. В зависимости от типа подключения ТЭМ в контур они позволят немного понизить температуру теплоносителя, а при создании мощных СО даже обеспечат температуру хладагента, близкую к нулевой. Известный нашим читателям энтузиаст Wehr-Wolf давно интересовался затронутой темой эффективного охлаждения компонентов ПК и их дальнейшего экстремального разгона.

Однако заброшенные на длительное время задумки удалось реализовать лишь совместно с автором данного материала, в середине этого года запустив энтузиастский проект XtremeLabs.

Принцип работы системы достаточно прост: модули Пельтье 8 ТЭМ с максимальной потребляемой мощностью Вт каждый охлаждают с двух сторон большой медный водоблок, а сами, в свою очередь, охлаждаются аналогичными водоблоками.

Однако даже такой СВО оказалось недостаточно, и радиаторы пришлось продувать высокопроизводительными промышленными вентиляторами.

С одной стороны, полученные результаты действительно впечатляют — подобные температуры при таких нагрузках способны обеспечить разве что чиллеры на основе систем фазового перехода, с другой — а стоит ли овчинка выделки?

Project, на данный момент находящимся в стадии доработки. Обзоры Модули Пельтье в ПК: теория и практика. UA ITC. Поделитесь в соцсетях: Нажмите, чтобы поделиться на Twitter Открывается в новом окне Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook.

Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться в Telegram Открывается в новом окне. Первый пуск ТЭМ-чиллера в полевых условиях. Сообщить об опечатке Текст, который будет отправлен нашим редакторам:.


Что такое элемент Пельтье, его устройство, принцип работы и практическое применение

В английском языке термин упоминается как ТЕС — термоэлектрический охладитель. Элемент пельтье своими руками представляет собой температурно электрический преобразователь, который работает по принципу возникновения разницы температур в момент подачи электрического тока. Возможно ли собрать его самостоятельно и какое применение ему найти? Изготовить устройство в домашних условиях практически невозможно, тем более это не имеет особого смысла, учитывая его невысокую рыночную стоимость. Но большинство умельцев все же предпочитает мастерить элемент пельтье своими руками, ссылаясь на ряд его достоинств:.

Элемент Пельтье TEC - Элемент Пельтье ТЕС - компактный охлаждающий элемент. материалы. Схема элемента Пельтье.

Полупроводниковые холодильники Пельтье

Показать все фотографии. Минимальное количество для заказа: 1 От 10 шт. От шт. Хочу 10! Хочу ! Оптовые скидки Количество Скидка Цена 10 10,00 руб. Скидка действует ещё : Более штук в наличии. Внимание: ограниченное количество товара в наличии! Ожидается поступление не позднее:. При пропускании через термопару тока, происходит поглощение тепла на контакте n-p и выделение тепла на p-n контакте.

Элемент Пельтье

Схема элемента пельтье

В последнее время развелось огромное количество различных электронных устройств, которые я не прочь взять с собой в велопоход. Это и GPS-навигатор, и сотовый телефон а лучше смартфон или КПК , и фотоаппарат, и велофара - она же стояночный фонарь. У кого-то этот список короче, а у кого-то ещё длиннее. В любом случае каждое их этих устройств при работе поглощает электрическую энергию, которую надо либо возить с собой в виде химических источников тока в простонародье батарейках и аккумуляторах , либо вырабатывать в пути. Изучая данный вопрос, я наткнулся на довольно оригинальный способ получить электричество из тепла не применяя сложных механических устройств.

Элементы Пельтье — казалось бы, давно уже не новость, однако многие не полностью представляют принцип их работы, и не знают, что можно сделать из модулей и зачем они нужны. Изобретатель Игорь Белецкий покажет несколько наглядных экспериментов, чтобы у вас сложилось понимание того, на что способны эти пластинки.

Генератор на элементе Пельтье.

Термогенератор на элементе Пельтье В общем нужна помощь с проектом, делаю мобильный термогенератор на элементе пельтье, планирую, что Схема сравнивающего устройства с использованием мультиплексора Всем доброго дня, вечера или ночи, уважаемые специалисты. Возникли некоторые сложности с Питание светодиода от элемента Пельтье Доброго времени суток. Есть задача запитать светодиод от модуля Пельтье, таким образом, чтобы КПД холодильника на элементе Пельтье.

Эффект и элемент Пельтье – установка своими руками и термоэлектрические процессы

By Кон , April 21, in Дайте схему! Всем доброго времени суток. У кого нибудь есть электрическая функциональная схема холодильников использующих элементы Пельтье. С системой управления и обратной связью. Или какую нибудь похожую схему, в которой можно использовать таким же образом. Облазил интернет нечего дельного не нашлось, везде только фото отчеты о том как сделать холодильники, но не каких электрических схем нет. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.

Впервые я столкнулся с элементами Пельтье (далее - ЭП) несколько лет назад, Радиоэлектроника, схемы, статьи и программы для радиолюбителей.

Сделать элементы Пельтье своими руками

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация.

Полупроводниковые холодильники Пельтье

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Термоэлектрический холодильник

В настоящий момент сложно найти человека, не пользующегося теми или иными видами холодильного оборудования, будь то стационарный холодильник, имеющийся на кухне практически у каждого или же переносной вариант сумки, в которой можно безбоязненно хранить и переносить продукты без опасения их порчи. И хотя обычный холодильник и сумка, сохраняющая холод, выполняют одни и те же функции, их устройство имеет принципиальные отличия. Обычные стационарные холодильники, широко распространенные как в квартирах, так и частных домах, имеют охлаждающую систему на основе циркуляции хладагента от испарителя к конденсатору и обратно и оснащены одним или двумя компрессорами. В отличие от стандартной конструкции, работа сумки-холодильника основывается на совершенно иных принципах, в них отсутствуют как основные элементы, так и фреон, обеспечивающий отбор тепла. В сумках-холодильниках процесс охлаждения базируется на принципе работы элемента Пельтье , который и обеспечивает требуемое охлаждение.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация!

Ко мне поступает много вопросов об увеличении мощности контроллера элемента Пельтье. В этой статье я расскажу о моем видении этого вопроса, дам рекомендации по выбору компонентов устройства. Речь идет о контроллере элемента Пельтье версии 2. Программное обеспечение менять не надо. В контроллере существуют измерительные коэффициенты для выходных параметров: тока, напряжения, мощности. Эти коэффициенты учитывают передаточные характеристики измерителей контроллера.

Все вы знаете, что с помощью электрического тока можно нагревать какие-либо предметы. Это может быть паяльник, электрочайник, утюг, фен, различного рода обогревашки и тд. Но слышали ли вы, что с помощью электрического тока можно охлаждать?




Комментарии 2
Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий

  1. Мстислава

    Извините, ничем не могу помочь. Но уверен, что Вы найдёте правильное решение.

  2. Влада

    Бесподобная тема, мне очень нравится :)