Эксперименты с модулями пельтье - Страница 3

gbi67 · 25.09.2013, 16:46

Доброго дня!
Элементы Пельте это как бы тепловой насос и чем выше разность температур холодной и горячей сторон (именно самих поверхностей!) тем меньше он может прокачать тепла от холодной стороны к горячей. Я делал системы стабилизации температур для измерительной аппаратуры и тоже обжегся на непонимании некоторых моментов, позже переделал конструкцию Так вот 40 градусов что было получено это очень неплохой результат. 60 - 70 градусов это прокачка минимальной мощности - надо смотреть кривые в даташите. То есть вода охлаждается этой системой но и нагревается окружающими предметами и воздухом устанавливается равновесие, то есть Пельте откачивает тепло а окружающая среда добавляет и тоже чем больше разница температур тем эффективней. Плюс что очень важно и, что было подмечено выше - самонагрев. При большой разности температу тепло с горячей стороны проникает через сам элемент на холодную и подогревает её. получается круговорот тепла. к.п.д очень низкое что также подмечено выше. По моим прикидкам при мощности всех установленных элементов (реальной мощности, а она была меньше указанной номинальной то есть работало все в недогрузе) удалось прокачивать не более 20 Вт.Так что сами смотрите. Для охлаждения горячей стороны элементов Пельте мне еще пришлось сажать их на радиатор с водяным охлаждением! есть кое какие фотки если кому интересно выложу...
Я когда собрал первый вариант грешным делом боялся холодный ожег получить даже, типа мощь такая (8 элементов по 50 Вт!)!

gary2007 · 25.09.2013, 17:16

gbi67, выкладывайте, только чур, с комментариями.

gbi67 · 25.09.2013, 19:14

Собственно фоток где видны элементы Пельте нету. Задача была сделать станцию которая позволит проводить точные измерения находясь вблизи от тестируемых плат в климатической камере где температура от -40 до +85 и влажность до 100 %. Но измерительная техника должна быть защищена от такого жестокого обращения. Поэтому станция сделана в виде вложенных корпусов. Внутри алюминиевый к днищу которого прижаты 8 элементов . С другой стороны элементы прижаты радиатором с водяным охлаждением. Все это помещается во внешний корпус из текстолита. Промежуток заполнен полиуретановой ватой. Через отверстия в верхней панели проводами тестируемые платы подключены к NI DAQ что внутри алюминиевого бокса. Примерно по 12 подключений от каждой платы. Длина проводков не более 8-10 см. Нету фотки обратной стороны радиатора где 8 выступов в размер Элементов. В пространстве между элементами проложен специальный жутко дорогой термоизолирующий картон от Дюпона чтобы уменьшить возврат тепла. Не знаю смогу ли правильно расставить коменты но тут общий вид станции в климатической камере, станция воткрытом виде - там виден алюминиевый корпус и сам радиатор. Все отверстия входы кабелей залиты герметиком и проложены силиконовой резиной. Еще внутри силикогель. При колебаниях температуры в климатической камере от -40 до +60 удавалось поддерживать температуру внутри +30 с небольшими колебаниями(один полтора градуса). Соответственно тестируемые платы находились в этом безобразии, а измеритель - в комфортной и главное стабильной обстановке. Вот как то так...
P.S.кстати вспомнил точнее - приложенная к элементам мощность по более была до 500 вт! 24 вольта на 4 параллельные цепи по два Пельтье в последовательном включении. Токи прмерно ампер по 5 были в кажой цепи(номиналом считается 7.5 Ампер) да и пельтьешки были 70 ваттные, но естественно при таком включенни поменьше выдавали...

gary2007 · 25.09.2013, 19:45

Давайте начнем с первого вашего поста, вы написали:

Сообщение от gbi67

чем выше разность температур холодной и горячей сторон (именно самих поверхностей!) тем меньше он может прокачать тепла от холодной стороны к горячей

Т.е. идея, допустим, сложить два элемента пельтье вместе через термопасту, так чтобы один охлаждал другой и задать облегченный режим (перепад к примеру 30 градусов) плохая?

Поясню дополнительно.
Верхний элемент имеет радиатор с обдувом и температуру +60 и охлаждает второй элемент до +30. Второй уже охлаждает холодильник до 0 градусов (цифры примерные).

gbi67 · 25.09.2013, 20:15

А я разве сказал где то что идея плохая? Мало того есть уже готовые двухслойные (и даже вроде больше) элементы Пельтье.
Мое решение было связано с тем что я должен был как то выносить тепло за пределы климатическое камеры из ТЕРМОИЗОЛИРОВАННОГО обьема. Если бы горячая сторона "смотрела " бы внутрь камеры где и так до +85 градусов то элементы просто бы не работали.
Двухслойное решение возможно но там имеет место усиление недостатка саморазогрева, уж больно близко холодная и горячая сторона элементов. К тому же такие элементы очень дороги и номенклатура бедновата.Если помните я писал выше что обжегся.. Я тоже посчитал что нужные мне 30 в камере плюс 70 что дает пельтье даст 100! А в камере "всего" 85! То есть радиатор "спокойно" рассеит в такой "низкой" температуре все тепло. и сделал первую конструкцию просто с радиатором.Ан не вышло. Пельтешки разогревались сильно и шла утечка тепла "назад".
Так что пришлось ставить водовод и при температурах в камере от +60 до +85 еще и применять охлажденную воду (так вообще из под крана, а зимой я кидал на улицу шланг метров 30 , у нас тогда до 25 мороза было, или воду со льдом) чтобы эффективнее отводить тепло. Повышение разности температур непропорциональнго быстрее снижает эффективность именно из-за утечек тепла назад...

akegor · 25.09.2013, 20:15

Сообщение от gary2007

Т.е. идея, допустим, сложить два элемента пельтье вместе через термопасту, так чтобы один охлаждал другой и задать облегченный режим (перепад к примеру 30 градусов) плохая?

"Каскадирование" применяют.

Alex9797 · 25.09.2013, 20:24

Сообщение от gary2007

Т.е. идея, допустим, сложить два элемента пельтье вместе через термопасту, так чтобы один охлаждал другой и задать облегченный режим (перепад к примеру 30 градусов) плохая?

Идея правильная, только надо коэффициенты подкорректировать. Не два элемента, а пять. То есть, один охлаждает объект до желаемой температуры. А еще четыре - отводят тепло от первого.
Ведь надо учитывать кпд. Поэтому тем, кто снаружи, надо обеспечить отвод и полезной тепловой мощности, и вредной, которую произвел первый элемент. А вредная в несколько раз больше полезной.
Кстати, четырех может быть и маловато. Это я так, для круглой цифры назвал "четыре", потому что они образуют квадрат. А на самом деле может потребоваться больше - шесть, а то и восемь.

gary2007 · 25.09.2013, 20:55

Сообщение от Alex9797

надо коэффициенты подкорректировать

Вот оно как...
Т.е. если к примеру КПД окажется 10%, то девять на одного?

А в параллель они как... уживутся? Не получится так, что какой-то один будет "отдуваться" за всех?

Тут, кому интересно, четыре статьи из журнала КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ конца 2009 начала 2010 "Современные решения термоэлектрического охлаждения" в формате PDF
http://www.kryotherm.ru/ru/index.phtml?tid=70
Расширенная информация по модулям Пельтье.

gbi67 · 26.09.2013, 10:02

Сообщение от gary2007

Вот оно как...
Т.е. если к примеру КПД окажется 10%, то девять на одного?
А в параллель они как... уживутся? Не получится так, что какой-то один будет "отдуваться" за всех?

Неужели прямо так необходимы эти извраты? Или на принцип - всю квартиру Пельте заставлю, африканскую жару вокруг устрою но банку с пивом инеем покрою!
У Пельте есть достоинства но в очень узком спектре применения. Они могут охлаждать заданный объект ниже температуры окружающей среды, будучи компактными и легко управляемыми и при этом легко обратимыми! Я этим и пользовался. Мне вот надо было не только охлаждать но и подогревать. Все эти достоинства даются дико низким к.п.д и большой ценой на ватт холода, если так можно выразиться. Где то важно то что они могут. На первых поколениях полупроводниковых лазеров Пельте активно применялись (уже после того как прошла стадия жидкого азота), потом лазеры научили светить без таких приблуд. просто надо в даташите смотреть подробнее а то это чисто PR"50-100 вт!, 60-80 градусов!!" 50-100 ватт но при разнице температур 5 градусов и 50-60 градусов при мощности прокачки 1 ватт, вот и все. Устраивает ну и хорошо, нет - не обессудьте. Не стреляйте в пианиста, он играет как может , но и не надо салун пианистами заполнять которые играют не лучше, тока головной боли прибавиться... Я вот когда систему охлаждения саму гонял классно так было, легко внутреннюю температуру держал даже при внешней +85 , а вот нашпиговал электроникой и вдруг все просело, сразу как то не просек, а потом понял ведь даже маломощный DAQ какое никакое тепло производит, прикинул ну всего вся электроника ватт 6-8 давала а показатели работы станции сразу подсели ведь и эти ватты надо было выкачивать. Своих +85 я смог достичь но пришлось ледяной водой охлаждать пельтешки.. Так как то. Все удачи в изысканиях!

Alges · 26.09.2013, 10:42

Купил я в прошлом году эти элементы хотел сделать маленький холодильник так у меня это и все заглохло:
У элементов Пельте есть особенность их желательно питать стабильным током - при питании пульсирующим током у них пропускная способность ухудшается - сделайте эксперимент: за питайте напряжением 10 вольт без сглаживающего конденсатора и 7 вольт стабильным напряжением потом замерьте за какое время он сделает разницу между пластинами в 10 градусов!
При каскадном складывании то-же возникли проблемы - что бы отвести тепло с одного элемента при их КПД 15-25% требуется 4 элемента!!
При всех перечисленных недостатках я решил отказаться от такого холодильника - Высокая цена и низкий КПД - получается дорогущая мини печка ))))