вопрос:
02028 приобрел ТЕС1-12706 как убедится в исправности, при включении на 12в в помещении греются обе стороны, а где же холод об,ясните

Конструкция и работа термоэлемента Пельтье

Как работает!

Экспресс-метод диагностики модулей Пельтье

Омметром (тестером) не касаясь проводяших частей (в т.ч. тела) замерить электрическое сопротивление между проводами термо модуля. Чаще всего, встречается в термомодуле встречается электрический обрыв, смотри конструкцию и материалы, из которых делается термомодуль Пельтье. На пределе измерения 2 килоома (2k) тестер DT9208A покажет не разрыв ("1"), а "ахинею" 0,2...1,4 килоома. Бегущие показания свидетельствуют об изменении разницы температур между горячей и холодной стороной термоэлемента (полупроводниковой "термопары").

Работа термоэлемента ТЕС1-12706

к
Генерация электричества: практические характеристики термоэлектрических модулей Пельтье и термопар.

02028 Приобрел ТЕС1-12706, как убедиться в исправности; при включении на 12в в помещении греются обе стороны, а где же холод? Объясните!

Работоспособность термоэлектрических модулей Пельтье

Термоэлектрический модуль Пельтье - это по-сути много полупроводниковых термопар, включенных последовательно, и термоэлектрический модуль Пельтье явлеется микросборкой полупроводниковых термопар (кусочков полупроводника с P и N проводимостью) на плате (как провило, керамической) с металлическими облуженными дорожками.

Термоэлемент (китайский) марки ТЕС1-12706 - по-заграничному - термомодуль Пелтье, или просто модуль Пелтье, или даже Пелтье, работает как обычное полупроводниковое устройство, с обратимостью функций:

• при пропускании электрического тока работает как тепловой насос - одна из пластин подложки (стороны, обкладки) - теплее, другая холоднее окружающей среды;
• при помещении одной стороны в тепло, а второй в холод термоэлемент работает как термэлектрический генератор постоянного электрического тока.

Пельтье ТЕС1-12706 всем хорош, кроме исполнения и надёжности и эксплуатационных характеристик термоэлемента:

• высокой теплопроводностью между обкладками;
• низким тепловым контактом сторон с источником тепла/холода;
• низкой механической, температурной и электрической прочностью термомодуля.

Из этого весьма вероятно предполагаю, что в термолементе ТЕС1-12706 нарушена физическая целостность, хотя как то странно.
Но рассмотрим подробно прочность модуля.

В Википедии (в русскоязычном варианте статья - убогая, поэтому читайте на Википедию английском языке):
Thermoelectric effect - Термоэлектрический эффект - Принцип работы термоэлектического модуля.

Хрупкие полупроводниковые "кристаллы" напаяны на хрупкую керамическую подложку с коммутирующим облученным припоем рисунком. Подложка 4х4 см (!) имеет толщину ок.1 мм, полупроводниковые кристаллы имеют размер ок. 1 мм (высота - 1 мм), плошадь контакта каждого кристалла с одной стороной - 1 мм квадратный. Всего в термоэлементе Пельтье ТЕС1-12706 128 полупроводниковых параллелипедов. Толщина металлических дорожек вместе с припоем облудки - 0, шишь десятых.

Щель между сторонами-пластинами, в которой полупроводниковые тела на металлических дорожках с припоем, заклеена (заполнена?) по краям силиконом. Силиконом же заполнено и вокруг подводящих двух проводов, припаянных к металлической дорожке пластины. Из материала "Генерация электричества: практические характеристики термоэлектрических модулей Пельтье и термопар" (линк выше) следует, что тепловой поток не столько генерирует электрический ток (соответственно, в режиме холодильника - не столько отбирает тепловую энергию), сколько проходит через полупроводиковые кристаллы, с низким КПД (коэффициентом полезного действия).

Поэтому - по конструкции термомодуля ТЕС1-12706 - это не столько генератор термо-электричества, сколько тепловой контакт (если рассмотривать электричество как побочный продукт) между горячим и холодным - смотри например теплообменники самодома - samodom.netnotebook.net и envirociety.org(простите за английский!).

Кто имел дело или разбирал микросхемы или транзисторы, диоды в металлических корпусах, тот ужаснется непрочности керамической конструкции ТЕС1-12706 площадью 1600 квадратных миллиметров при толщине 4 мм. Т.е. большая плошадь и маленькая толщина, и всё это - хрупкое керамическое!

Термопаста 40 мм Х 40 мм Х 2 стороны дает очень плохое прилегание или толстый слой с большим термическим сопротивлением, радиаторы типа

Если обеспечить температурное сопротивление холодная/горячая обкладка - радиатор (водный, жидкостный) много меньше, разность температур много больше - то есть обеспечить ВОЗМОЖНОСТЬ телового потока много больше, чем через сам термоэлемент (соответственно - тепловое сопротивление термоэлемента), то появляются условия для выработки электрической энергии. Что и делается в упомянутом самодоме - без всяких вращающихся турбин с воем и шумом, и механическими поломками.

Кто был в машзалах электростанций или наоборот - заводов или насосных станций, тот знает шум и вибрации генераторов / электродвигателей. Жизнь с этими звуками и трясками окрестностей несовместима, а значит и самодом в значительной степени становится безсмыленной затеей.

Какая сторона термомодуля нагревается, какая сторона термомодуля ТЕС1-12706 охлаждается? В режиме холодильника / нагревателя

При протекании тока под действием внешнего источника напряжения одна сторона отдает тепло "выше термической нормы", а вторая принимает это тепло. Ни точками, ни маркировкой, ни надписями горячая и холодная сторона термомодуля не обозначаются (как правило), а стороны термомодуля обозначаются цветом изоляции проводов-выводов - красный и черный провода.

• Красный провод вывода термоэлектрического модуля Пельтье - это плюс;
• Черный провод вывода термоэлектрического модуля Пельтье - это минус.

Расположите справа красный провод, слева черный; сверху получится холодная сторона элемента, снизу - горячая сторона.

Определение горячих и холодных сторон термомодуля на практике не так уж и важны, просто такая традиция.

Где плюс, где минус на термоэлементе в режиме генерации тока
(электричество)

На проводах термогенератора ТЕС1-12706: (и аналогичных моделей)
Расположите справа красный провод - плюс, слева черный - минус; наверу получится холодная сторона элемента, внизу - горячая сторона.

Электротехнические детали получения электричества из тепла и холода из электричества

Полная развязка - это когда электрическое сопротивление подложки-провод (выводной, любой) равно бесконечности; то есть, можно подключать термогенераторы "как заблагорассудится", назначив и подключив заземление (зануление) - синий провод - ноль, корпус; фаза - черный или коричневый, земля - желтый в зелёную полосочку. Такую расцветку проводов в кабеле или одиночных применяют, в частности, в европейском строительстве.

Керамические пластины термомодулей (и холодную, и горячую) делают с высокой точностью, низкой шершавостью поверхностей для плотного прилегания к радиаторам через термопасту (для хорошего теплового контакта с твердым телом), однако качественный тепловой контакт не получается, чему способствует отсутствие креплений (например, отверстий) на термомодуле.

Поэтому, тепловой контакт НЕПОСРЕДСТВЕННО жидкости с керамической (а значит - изолирующей!) пластиной обеспечивает несравнимо лучшие условия теплопередачи. Такую тепловую схему термоэлементов применяли в ядерных (радиоизотопных) космических аппаратах - для получения электроэнергии.

Но! Как учит партия, тела при нагревании терасширяются, а при охлаждении сужаются, то есть внутри термосборок возникают большие механические напряжения, которые отрывают ненадежно припаянные полупроводниковые элементы, рвут сами полупроводниковые "кристаллы", образуют микротрещины в керамических "сторонах" - одним словом, приводят к механическим разрушениям термоэлемента.

Сайт компании изготовителя термомодулей Пельтье TEC1-12706 (одного из?)

EVERREDtronics Ltd., производитель термомодулей и светодиодов; КНР.
Технические данные на продукцию.
everredtronics.com.

 
последние изменения статьи 02фев2015, 21мар2017