20150428-IMG_8191-Edit

Tańczący z Peltierami

Przyszły do mnie ogniwa peltiera. Zabrałem się więc za testy i eksperymenty. Wyniki są ciekawe i czasami – nieoczekiwane.

Na początek stanowisko pomiarowo-eksperymentalne. Do zasilania mam zasilacz ATX wydłubany z szafy, znalazłem też dwa jakieś radiatory, multimetry, pasty termoprzewodzące – no i oczywiście dwa ogniwa TEC1-12706.

20150428-IMG_8191-Edit

Zasilacz ATX nie odpali tak po prostu, trzeba zewrzeć zielony przewód z masą.

20150428-IMG_8193-Edit

 

20150428-IMG_8194-Edit

Zasilacz daje 12.95V i spokojnie da radę wyprodukować  20A. Zrobiłem kilkanaście różnych pomiarów, w różnych konfiguracjach chłodzenia. Ogniwa pewnymi efektami mnie zaskoczyły.

Mają bardzo małe ciepło właściwe. Rozgrzewają się i chłodzą błyskawicznie. Po stronie ciepłej zawsze dawałem radiator, po zimnej różnie. Bez radiatora, w ciągu 2 sekund temperatura spada z 24ºC do -7ºC! Przypuszczam, że gdyby nie dać radiatora, do w kilka sekund ciepła strona przekroczy 125ºC i uszkodzi ogniwo.

Peltier też błyskawicznie przewodzi ciepło. Gdy odłączamy prąd, temperatura skacze z -7ºC do 34ºC  w ciągu 10 sekund. To duża wada w lodówce, konieczne jest zastosowanie czegoś, co zapewni przewodzenie tylko w jedną stronę.

20150428-IMG_8197-Edit

Gdy do zimnej strony ogniwa dałem prowizoryczny radiator, to cały układ się grzał. Strona zimna pozowstawała na 24ºC, a ciepła błyskawicznie się zagrzewała. Taki radiator bierze „z powietrza” po prostu więcej ciepła, niż peltier jest w stanie przepompować.

20150428-IMG_8199-Edit

Pompowanie do nieruchomej wody nie jest wystarczająco efektywne. Scianka ma ponad 70ºC, a woda dopiero się zagrzewa. W efekcie układ nie chłodzi.

20150428-IMG_8201-Edit

Ze względu na małe ciepło właściwe bardzo ważne jest, żeby ciepło odprowadzić z całej powierzchni ciepłej. Radiator poniżej nie dostawał do krańców ogniwa i jego rogi po stronie zimnej były gorące, a środek lodowaty. Z tego powodu odpuściłem sobie testowanie eksperymentalnego termosyfonu – nie odebrałby i tak ciepła z całej powierzchni.

20150428-IMG_8203-Edit

 

Ciekawostka – mimo zasilania prawie 13V ogniwo pobiera na starcie 4.5A, które szybko spada do 3.5A. Poniżej próba zagrzania 10 ml wody – po dwóch minutach zaczęła wrzeć. Niestety, to nie dość ciepła, by schłodzić kroplę połączoną ze stroną zimną.

20150428-IMG_8207-Edit

 

Druga próba odprowadzenia ciepła do zbiornika wody (tym razem aluminiowego) też nie zakończyła się powodzeniem.  Denko jest gorące, woda się ledwo nagrzewa.

20150428-IMG_8208-Edit

Podsumowując:

  • Termosyfon lub inny mechanizm odprowadzenia ciepła trzeba skonstruować tak, by objął całą powierzchnię ogniwa.
  • Konieczny jest mechanizm jednostronnego przewodzenia ciepła, inaczej ogniwo świetnie ogrzeje wnętrze lodówki.
  • Seryjny radiator komputerowy, nawet bez wentylatora, radził sobie świetnie. To dobry plan awaryjny – jak cudownie z termosyfonami się nie powiedzie, można za 70zł kupić seryjny cooler z wentylatorem, który da sobie spokojnie radę.
  • Ogniwo pobiera mniej prądu, niż się spodziewałem.
  • Ogniwo bardzo szybko się grzeje, konieczne jest zastosowanie pasty termoprzewodzącej.
  • Nie mam miarodajnych pomiarów ilości przepompowanego ciepła, bowiem nie miałem wystarczająco wydajnego chłodzenia pod ręką.

Do przetestowania:

  • Jak będzie wyglądać oddawanie ciepła do sporego kawałka blachy aluminiowej. Został mi po boksie, ale nie chciało mi się już wieczorem po garażach latać. Być może uda się zrobić z tego promiennik.
  • Wypróbować wydajne radiatory komputerowe z wentylatorem. Ten co mam niestesty wymaga sterowania elektronicznego, ale są również „głupie”.
  • Wypróbować ewaporacyjne chłodzenie strony ciepłej, przez radiator.
  • Sprawdzić, czy ogniwo może pracować bezpośrednio zanurzone w wodzie (powinno). Jeśli może, to chłodzenie cieczą powinno  być dobrą alternatywą.

 

 

Dodaj komentarz