Чиллер на элементах пельтье

Чиллер на элементах пельтье

В связи с большим количеством мнений за/против, разрабатываю методику расчета и построения для всех желающих. Для проверки, всё испытаю на себе. Только инженерный подход, только хардкор!
Для желающих скопировать — не запрещаю. Но, пожалуйста, указывайте источник — эту страницу.
Спасибо Вам за продуктивные комментарии!

Условия:
— горячий промежуточный контур низкого давления с расширительным бачком и "мокрой" помпой;
— теплоноситель промежуточного контура: тосол (предполагается несъемная установка);
— элементы Пельтье типа TEC1-12706, 4 шт.;
— первичный теплообменник: алюминиевый водоблок 80х40х12 мм, штуцеры d=8мм;
— "холодные" радиаторы — тип О221-60, 4 шт. или О161-80, 2 шт.;
— вентиляторы 120мм, 1000rpm.

1,005 кДж/кг*К [кВт*с/кг*К]
— Средняя производительность 120мм вентилятора от ПК 70 м3/ч

20 дм3/сек (где-то указывают больше, но кое-где и поменьше).
Найдем массовую производительность вентилятора:
— при норм.условиях (0С, атм.давление) 29 гр воздуха = 22,4 дм3;
— при стд.условиях (20С, атм.давление) 29 гр воздуха = 22,4*0,932

24 дм3=0,024 м3;
таким образом, массовая производительность вентилятора mt=24,2 гр/сек=0,0242 кг/сек.

Таким образом, перепад температуры составляет дTв=P/(mt*Cm)

5 градусов.
Подобным образом можно рассчитать, что в предельно возможном режиме работы элементов возможен максимальный перепад температуры в целых 9,5 градусов. Прекрасно, салон автомобиля объемом 7,5 м3 в среднем режиме охладится на 10 градусов за

2. Расчет перепада температуры (нагрева) теплоностителя на водоблоке
— максимальная температура элементов TEC1 — не более 80гр.С (из референса и здравого смысла);
— плотность тосола при 80гр.С ро=1050 кг/м3;
— теплоемкость тосола при 80гр.С cm=3.500 кДж/кг*К;
— производительность бесщеточной "мокрой" 12V-помпы Vfr=250 л/час

Массовый расход через водоблок составляет Mt=0,07*1050=0,073 кг/сек.
дTт=P/(Mt*сm)

0,5 градусов.
Хмммм… В принципе, результаты вполне коррелируют с изученным материалом.
Но этот результат верен при 100% КПД элементов (сколько забираем из воздуха, столько и отдаем в теплоноситель). В реальных условиях (вангую) КПД элементов составит не более 30-40%, что дает нагрев теплоносителя на 2-2,5 градуса. Тоже норм, можно считать дальше.

Читайте также:  Apple iphone 8 plus 64gb обзор

3. Расчет перепада температуры на радиаторе охлаждения
Чуть выше производительность 120мм вентилятора от ПК 70 м3/ч

20 дм3/сек
При сечении воздушного канала S

15*15=225см2=2,25дм2, скорость воздушного потока составит Vв=20/2,25=8,88м/с. (позже чертеж выложу)
Для радиаторов типа О161-80 (возьмем в качестве легкодоступного варианта пока такие) указано тепловое сопротивление RQ=0,36 C/Вт для скорости Vв=6м/с. Принимаем для дальнейшего расчета это значение.
Максимальная мощность теплорассеяния для радиаторов этого типа dP=80Вт.
Для наших 2х штук максимальных 160 Вт — вполне достаточная величина.

Продолжение теории следует.

Практика
Приобретено:
— Помпа, водоблок, 4шт элементов ТЕС1-12706;
— два CPU-радиатора: GlacialTech Igloo 7200 для s754/939/AM2 и сток-Intel s478;
— термоклей Stars-922 (5гр/тюбик)
Отковыриваем вентиляторы, они пригодятся позже.
Отмываем с мылом поверхности.
Склеиваем!
Прижимаем грузом на 12 часов.

  • Цена: $4.98
  • Перейти в магазин

Термоэлектрический охладитель Пельтье.
Принцип действия заимствовал из нета: В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.

При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используются контакт двух полупроводников.

Внешний вид элемента Пельтье. При пропускании тока тепло переносится с одной стороны на другую.Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного n-типа и одного p-типа в паре (обычно теллурида висмута, Bi2Te3 и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (n->p), а снизу противоположные (p->n). Электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Читайте также:  Samsung кнопочный черный список

Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 К/

Описание
Элемент пельтье представляет из себя термоэлектрический преобразователь, который при подаче напряжения способен создать разность температур на пластинах, то есть перекачать тепло или холод. Представленный элемент Пельтье применяется при охлаждении компьютерных плат (при условии эффективного отведения тепла), для охлаждения или нагрева воды. Так же элементы Пельтье используются в переносных и автомобильных холодильниках.

Элемент Пельтье, работающий от 12 Вольт.

•Для нагрева необходимо просто поменять полярность.
•Размеры пластины Пельтье: 40 х 40 х 4 миллиметра.
•Рабочий диапазон температур: от -30 до +70.
•Рабочее напряжение: 9-15 Вольт.
•Потребляемая сила тока: 0.5-6 А.
•Максимальная потребляемая мощность: 60 Вт.
Забавная вещица, подключаем 12v +- холодит меняем полярность греет. Используется во многих авто холодильниках, во всяком случае у меня такой. Можно приделать компактную схему в бардачок что б летом шоколад не таял! Для использования и эффективного применения нужно использовать радиатор охлаждения — в качестве теста применил радиатор от компьютерного процессора, можно с куллером. Чем лучше охлаждение тем эффект Пельтье сильнее и эффективнее. При подключении к авто акб на 12v ток потребления составил 5 ампер. Одним словом элемент прожорлив. Так как еще не собрал всё схему, а провел лишь пробные тесты, без приборных замеров температур. Так при режиме охлаждения в течении 10ти минут появилась легкая изморозь. В режиме подогрева вода в металлической чашки закипела. Эффективность конечно же этого охладителя низка, но цена девайса и возможность по экспериментировать делают покупку оправданной. Остальное на фото

Читайте также:  Как сделать экран телефона ярче

Редакция сайта iXBT.com обращается к вам с просьбой отключить блокировку рекламы на нашем сайте.

Дело в том, что деньги, которые мы получаем от показа рекламных баннеров, позволяют нам писать статьи и новости, проводить тестирования, разрабатывать методики, закупать специализированное оборудование и поддерживать в рабочем состоянии серверы, чтобы форум и другие проекты работали быстро и без сбоев.

Мы никогда не размещали навязчивую рекламу и не просили вас кликать по баннерам. Вашей посильной помощью сайту может быть отсутствие блокировки рекламы.

Спасибо вам за поддержку!

Ссылка на основную публикацию
Чем мобильное приложение лучше сайта
Согласно последним данным, ежегодный прирост мобильной экономики составляет 10%, и уже около 20% всех продаж через ПК осуществляются после клика...
Футбольный менеджер без интернета
Да, уже четыре года назад Испания выиграла Евро 2012. С того времени много воды утекло и теперь у других команд...
Футбольный менеджер с реальными командами
Бесплатная онлайн игра. Только в нашем футбольном менеджере игры проходят в реальном времени и можно менять тактику непосредственно во время...
Чем можно заменить майл агент
Альтернативы Mail.Ru Агент Обзоры и новости о Mail.Ru Агент 2015. Mail.Ru Агент уступит место ICQ Оба популярных российских мессенджера Mail.ru...
Adblock detector