Ремонт термоэлектрического холодильника своими руками

Термоэлектрические холодильники

Сущность термоэлектрического охлаждения заключается в том, что при прохождении постоянного тока через термобатарею, составленную из последовательно соединенных двух различных материалов (термоэлементов), одни спаи этой батареи охлаждаются, а другие — нагреваются. Таким образом, роль рабочего вещества — переносчика тепла — здесь выполняет постоянный электрический ток. Это в значительной степени упрощает схему термоэлектрического холодильника. Поместив холодные спаи термобатареи в охлаждаемую среду, представляется возможным легко обеспечить передачу тепла из холодильной камеры в более теплую среду, окружающую горячие спаи.

Преимущества термоэлектрического охлаждения — отсутствие движущихся и трущихся частей, бесшумность работы, возможность точного регулирования температуры и надежность.

Термоэлектрические холодильники типа ХАТЭ предназначены для охлаждения и кратковременного (не более 48 ч) хранения пищевых продуктов во время движения автомобиля, на стоянках в зонах отдыха и других местах. Холодильник устанавливается в кабине автомобиля и может выполнять роль подлокотника. Выпускаются холодильники двух модификаций (ХАТЭ-12 и ХАТЭ-24), работающие от бортовой сети 12 В или 24 В. В местах стоянок холодильник можно подключать к сети 220 В или 127 В только через зарядно-выпрямительное устройство, которое надевают на вилку соединительного шнура.

Аппарат термоэлектрического охлаждения представляет собой батарею (рис. 140, а), состоящую из отдельных, последовательно спаянных между собой полупроводниковых термоэлементов.

Термоэлемент (рис. 140, б) имеет два полупроводника, которые изготовлены в виде прямоугольных или цилиндрических брусков. Один из полупроводников сделан из сплава свинца и теллура, другой — из сплава теллура я сурьмы. Применяются также сплавы висмута и селена. Полупроводники последовательно соединены спаянными с ними медными пластинками. При прохождении постоянного тока через спаи одни из них (верхние или нижние в зависимости от направления тока) будут поглощать, а другие выделять некоторое количество тепла. Таким образом, тепло переносится электрическим током, т. е. движущимися электронами.

Термоэлектрический холодильник действует бесшумно. Холодильник не требует жидкого или газового охладителя, а также сложных соединительных труб, компрессора или другого охлаждающего механизма.

С обратной стороны холодильной камеры расположены термоэлектрические батареи и вентилятор. При включении холодильника в электросеть ток проходит через термоэлектрические батареи, состоящие из термоэлементов, нагревает одну сторону, а другую охлаждает. Под дейетвием вентилятора термоэлементы термоэлектрических батарей начинают охлаждаться и увеличивают отбор тепла из продуктов, находящихся в холодильнике.

ХОЛОДИЛЬНИК ХАТЭ-12М. Состоит из корпуса 1 (рис. 141, а), крышки 2 и соединительного шнура 10. Для подключения холодильника к источникам электроэнергии автомашин различных марок применяют переходное устройство, которое надевают на вилку соединительного шнура. В крышке вмонтированы вентилятор и термоохлаждающий агрегат 6, состоящий из радиатора 7 тепла и радиатора 9 холода. Вентилятор состоит из электродвигателя 5, на концах которого закреплены крыльчатки 3 и 8.

С помощью переключателя 11, расположенного на крышке холодильника, меняют один режим на другой: в одном случае напряжение подается через резистор 4 (сопротивление), а в другом — термоагрегат непосредственно присоединяется к источнику питания.

Термоэлектрическая батарея, включенная в электросеть постоянного тока напряжением 12 В, создает перепад температур между рабочими поверхностями. Крыльчатка 3 (при включенном электродвигателе) охлаждает радиатор тепла, а крыльчатка 8 перемешивает воздух в холодильной камере.

Электрическая схема холодильника показана на рис. 141, б. В КОРЙ-плект подставки холодильника входят: две загрузочные сетки; два ключа; переходное устройство.

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК ХАТЭ-24 У4. Холодильник устанавливается в кабине грузовых автомобилей и предназначен для охлаждения и краткосрочного хранения пищевых продуктов и напитков.

Наружный корпус холодильника выполнен из листовой стали и покрыт искусственной кожей черного цвета. Внутренний корпус из пищевого алюминия. Теплоизоляция — формованный пенополи-стирол. Крышка холодильника может служить подлокотником.

Холодильник Пельтье

Так выглядит небольшой переносной Пельтье холодильник.




Питается он от 12 Вольт и имеет разъём для подключения к прикуривателю автомобиля. Потребляемая мощность: 48 Вт. В домашних условиях можно подключить от компьютера. Например, на случай разморозки домашнего холодильника.

Самое интересное находится в верхней крышке, впрочем единственной.

Крышка, вид сверху.


Крышка, вид снизу.


Открутим два винта, что держат радиатор и снимем его.


Здесь алюминиевая таблетка, уберём её.


Под ней виден элемент Пельтье. Открутим шурупы по краям и снимем пластиковый кожух.


Внутри пенопластовая теплоизоляция.

А сам термоэлектрический элемент расположен прямо на верхнем радиаторе.


Термоэлектрический элемент Пельтье:




Как видим, устройство холодильника простое: элемент Пельтье охлаждает нижний радиатор и нагревает верхний (то есть гонит тепло изнутри наружу), а два вентилятора, приводимые в движение единственным мотором, отводят тепло с верхнего радиатора и уносят холодный воздух от внутреннего радиатора.

За ночь работы такого холодильника нижний радиатор весь покрывается льдом.

Чуть чуть теории.

Единичным элементом термоэлектрического модуля (ТЭМ) является термопара, состоящая из двух разнородных элементов с p- и n- типом проводимости. Элементы соединяются между собой при помощи коммутационной пластины из меди. В качестве материала элементов традиционно используются полупроводники на основе висмута, теллура, сурьмы и селена.

Термоэлектрический модуль (Элемент Пельтье) представляет собой совокупность термопар, электрически соединенных, как правило, последовательно. В стандартном термоэлектрическом модуле термопары помещаются между двух плоских керамических пластин на основе оксида или нитрида алюминия. Количество термопар может изменяться в широких пределах - от единиц до сотен пар, что позволяет создавать ТЭМ практически любой холодильной мощности - от десятых долей до сотен ватт.

При прохождении через термоэлектрический модуль постоянного электрического тока между его сторонами образуется перепад температур -одна сторона (холодная) охлаждается, а другая (горячая) нагревается. Если с горячей стороны ТЭМ обеспечить эффективный отвод тепла, например, с помощью радиатора, то на холодной стороне можно получить температуру, которая будет на десятки градусов ниже температуры окружающей среды. Степень охлаждения будет пропорциональной величине тока. При смене полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами.

Элементы Пельте широко используются в системах охлаждения. Но не многие знают об их другом свойстве – вырабатывать энергию. Изучению этих их возможностей и посвящена данная лабораторная работа.

50*50 мм элемент, установлен между двумя алюминиевыми брусками. Предварительно их поверхности притёрты и смазаны пастой КПТ. В одном из брусков просверлены сквозные отверстия, через которые пропущена медная трубка, для водяного охлаждения. Вот, что получилось:

Подключаем воду к охладителю к одной стороне элемента Пельтье. а другую ставим на конфорку. К выходу элемента подключаем 10Вт 6 вольтовою лампочку. Результат - наш генератор работает !

Опыт доказывает, что элемент Пельтье хорошо вырабатывает электричество. Лампочка горит достаточно ярко, напряжение около 4.5 вольта.

Нагрев до 160 градусов оказался не оптималенлен, при 120 градусах результат был хуже всего на 10%.

Температура охлаждающей жидкости на выходе десять градусов, на входе на один градус меньше. Судя по таким результатам, вода, для охлаждения, не так уж необходима…

При помощи элементов Пельтье можно добывать электричество в экспедиции, в турпоходе, на охотничьем зимовье, словом в любом месте, где это может понадобиться. Естественно, при наличии дров или яркого солнца, ну и обязательно смекалки.

Использование термоэлектрического модуля.

Такой термоэлектрический генератор прекрасно помнят те, кто помнит советские совхозы и колхозы. Говорят, в войну немцы не могли понять, как партизаны могут подолгу вести радиопередачи из осажденного леса.

Да, как говорится - если бы нашим ученым платили деньги, то они бы iphone ещё в `85 изобрели бы. -)

Источники: http://bibliotekar.ru/spravochnik-1/63.htm, http://ru.full-repair.com/how-to-disassemble/mobile-devices/peltier-fridge/, http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/290-ehlement_pelte_on_zhe_termoehlektricheskij_modul.html

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения