હવા ઠંડક માટે રેફ્રિજરેશન સાધનો અને સંકુલ એ રોજિંદા જીવનમાં અનિવાર્ય તત્વો છે. જો કે, રેફ્રિજરેટર પર આધારિત પ્રમાણભૂત વોલ્યુમેટ્રિક ડિઝાઇન મોબાઇલ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય નથી, ઉદાહરણ તરીકે રેફ્રિજરેટર બેગમાં. આવા કિસ્સાઓમાં, પેલ્ટિયર અસર પર આધારિત ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેની અમે આ સામગ્રીમાં વિગતવાર ચર્ચા કરીશું.
પેલ્ટિયર એલિમેન્ટ અથવા થર્મોઇલેક્ટ્રિક કૂલર p- અને n-પ્રકારની વાહકતાવાળા બે ઘટકોના થર્મોકોલ પર આધારિત છે, જે કોમ્યુટેશન કોપર પ્લેટ દ્વારા જોડાયેલા છે. ભાગો મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં બિસ્મથ, ટેલુરિયમ, એન્ટિમોની અને સેલેનિયમના બનેલા હોય છે. આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ ઘરેલું એપ્લિકેશન માટે ઠંડક પ્રણાલીમાં થાય છે, અને તેઓ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે.
સામગ્રી
આ શુ છે
ઘટના અને શબ્દ પેલ્ટિયર 1834 માં ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક જીન-ચાર્લ્સ પેલ્ટિયર દ્વારા કરવામાં આવેલી શોધ સૂચવે છે. શોધનો સાર એ છે કે જે વિસ્તારમાં બે અલગ-અલગ નિર્દેશિત વાહક વચ્ચે સંપર્ક હોય છે ત્યાં ગરમી સતત મુક્ત થાય છે અથવા શોષાય છે, જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે.
ક્લાસિકલ થિયરી આ ઘટનાને આ રીતે સમજાવે છે: ઇલેક્ટ્રોન ધાતુઓ વચ્ચે વિદ્યુત પ્રવાહના માધ્યમથી ટ્રાન્સફર થાય છે, વાહકતાના વિવિધ સ્તરો સાથે મેટલ વાહક પરના સંપર્ક સંભવિત તફાવતને આધારે, વેગ અથવા ધીમો પડી જાય છે. પેલ્ટિયર તત્વો આમ ગતિ ઊર્જાને થર્મલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં ફાળો આપે છે.
બીજા વાહક પર, વિપરીત અસર થાય છે, જ્યાં ભૌતિકશાસ્ત્રના મૂળભૂત કાયદાના આધારે ઊર્જાની ભરપાઈ જરૂરી છે. આ પરિસ્થિતિ થર્મલ ઓસિલેશનની પ્રક્રિયાને કારણે થાય છે, જેના પરિણામે બીજા વાહકની ધાતુ ઠંડુ થાય છે.
આધુનિક તકનીકની મદદથી મહત્તમ થર્મોઇલેક્ટ્રિક અસર સાથે પેલ્ટિયર મોડ્યુલનું ઉત્પાદન કરવું શક્ય છે.
ડિઝાઇન અને ઓપરેશન સિદ્ધાંત
આધુનિક પેલ્ટિયર મોડ્યુલ્સ એ બે ઇન્સ્યુલેટર પ્લેટો સાથેનું બાંધકામ છે, જેમાં થર્મોકોપલ્સ તેમની વચ્ચે કડક ક્રમમાં જોડાયેલા હોય છે. આ તત્વની કામગીરીને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે તેની પ્રમાણભૂત રેખાકૃતિ આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે.
ડિઝાઇનના ઘટકોનું હોદ્દો:
- એ - સંપર્કો, જેના દ્વારા વીજ પુરવઠો સાથે જોડાણ કરવામાં આવે છે;
- બી - ગરમ સપાટી;
- સી - ઠંડા બાજુ;
- ડી - કોપર વાહક;
- ઇ - પી-જંકશન સેમિકન્ડક્ટર;
- F - n-પ્રકાર સેમિકન્ડક્ટર.
ધ્રુવીયતાના આધારે બંને સપાટીઓ p-n અથવા n-p જંકશનના સંપર્કમાં રહે તે રીતે તત્વ બનાવવામાં આવે છે. p-n સંપર્કો ગરમ થાય છે અને n-p તાપમાન ઘટે છે. પરિણામ એ તત્વના છેડે ડીટીનો તાપમાન તફાવત છે. આ અસરનો અર્થ એ છે કે થર્મલ ઉર્જા, જે મોડ્યુલના તત્વો વચ્ચે ફરે છે, ધ્રુવીયતાના આધારે તાપમાન શાસનને નિયંત્રિત કરે છે. તે પણ નોંધવું જોઈએ કે જો ધ્રુવીયતા ઉલટાવી દેવામાં આવે છે, તો ગરમ અને ઠંડી સપાટીઓ બદલાય છે.
તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ
પેલ્ટિયર તત્વના તકનીકી પરિમાણો નીચેના મૂલ્યોને ધારે છે:
- ઠંડક ક્ષમતા (Qmax) - વર્તમાન મર્યાદા અને મોડ્યુલના છેડા વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતના આધારે ગણવામાં આવે છે. માપનું એકમ વોટ છે;
- તાપમાન તફાવત મર્યાદા (DTmax) - ડિગ્રીમાં માપવામાં આવે છે, આ લાક્ષણિકતા શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ માટે આપવામાં આવે છે;
- Imax - વધુ તાપમાન તફાવત પ્રદાન કરવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની મર્યાદિત શક્તિ;
- Umax - મહત્તમ તાપમાન તફાવત DTmax હાંસલ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન Imax માટે જરૂરી મર્યાદિત વોલ્ટેજ;
- પ્રતિકાર - ઉપકરણની આંતરિક પ્રતિકાર, ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે;
- COP એ કાર્યક્ષમતા પરિબળ અથવા પેલ્ટિયર મોડ્યુલ કાર્યક્ષમતા છે, જે ઠંડક શક્તિ અને વપરાશ શક્તિના ગુણોત્તરને પ્રતિબિંબિત કરે છે. ઉપકરણની વિશેષતાઓ પર આધાર રાખીને, સસ્તા ઉપકરણો માટે આકૃતિ 0.3-0.35 ની રેન્જમાં છે, વધુ ખર્ચાળ મોડલ્સ માટે તે 0.5 સુધી બદલાય છે.
મોબાઇલ પેલ્ટિયર તત્વના ફાયદાઓ તેનું નાનું કદ, પ્રક્રિયાની ઉલટાવી શકાય તેવું તેમજ તેને પોર્ટેબલ પાવર જનરેટર અથવા રેફ્રિજરેટર તરીકે ઉપયોગ કરવાની શક્યતા છે.
મોડ્યુલના ગેરફાયદામાં ઊંચી કિંમત, 3% ની અંદર ઓછી કાર્યક્ષમતા, ઉચ્ચ પાવર વપરાશ અને તાપમાનના તફાવતને સતત જાળવી રાખવાની જરૂરિયાત છે.
અરજી
ઓછી કાર્યક્ષમતા પરિબળને ધ્યાનમાં રાખીને પણ, પેલ્ટિયર મોડ્યુલની પ્લેટોનો વ્યાપકપણે માપન, કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો તેમજ પોર્ટેબલ ઘરગથ્થુ ઉપકરણોમાં ઉપયોગ થાય છે. અહીં ઉપકરણોની સૂચિ છે જેમાં મોડેલો એક અભિન્ન ભાગ છે:
- પોર્ટેબલ રેફ્રિજરેશન એકમો;
- નાના પાવર જનરેટર;
- પીસી અને લેપટોપમાં ઠંડક સંકુલ;
- પીવાના પાણીને ગરમ કરવા અને ઠંડક આપવા માટે કૂલર્સ;
- dehumidifiers.
કેવી રીતે કનેક્ટ કરવું
તમે પેલ્ટિયર મોડ્યુલને જાતે કનેક્ટ કરી શકો છો, તેને વધુ સમય અને પ્રયત્નોની જરૂર નથી. તમારે આઉટપુટના સંપર્કો પર ડીસી વોલ્ટેજ લાગુ કરવાની જરૂર છે, જે ઉપકરણના સૂચના માર્ગદર્શિકામાં ઉલ્લેખિત છે. લાલ વાયર વત્તા સાથે જોડાયેલ છે, અને કાળો - બાદબાકી સાથે.નોંધ કરો કે ધ્રુવીયતાને ઉલટાવી દેવાથી ગરમ અને ઠંડી સપાટીઓ ઉલટી થશે.
કનેક્ટ કરતા પહેલા, તત્વની કામગીરી તપાસવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. ઉપકરણને ચકાસવાની એક સરળ અને વિશ્વસનીય રીત સ્પર્શેન્દ્રિય પદ્ધતિ છે: આ કરવા માટે, ઉપકરણને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના સ્ત્રોત સાથે કનેક્ટ કરો અને વિવિધ સંપર્કોને સ્પર્શ કરો. યોગ્ય રીતે કાર્યરત એકમમાં ગરમ સંપર્કો અને ઠંડા સંપર્કો હશે.
તમે મલ્ટિમીટર અને લાઇટર વડે પણ ચેક કરી શકો છો. આ કરવા માટે, પ્રોબ્સને ઉપકરણના સંપર્કો સાથે જોડો, હળવાને એક બાજુ પકડી રાખો અને મલ્ટિમીટર રીડિંગનું અવલોકન કરો. જો પેલ્ટિયર તત્વ સ્ટાન્ડર્ડ મોડમાં કામ કરે છે, તો હીટિંગ પ્રક્રિયા એક બાજુ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરશે અને મલ્ટિમીટરની સ્ક્રીન પર વોલ્ટેજ રીડિંગ પ્રદર્શિત થશે.
તમારા પોતાના હાથથી પેલ્ટિયર તત્વ કેવી રીતે બનાવવું
ઓછી કિંમત અને કાર્યક્ષમ તત્વ બનાવવા માટે વિશેષ જ્ઞાનની જરૂરિયાતને કારણે પેલ્ટિયર તત્વ ઘરે બનાવવું અયોગ્ય છે. જો કે, તમારા પોતાના હાથથી તમે અસરકારક મોબાઇલ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટરને એસેમ્બલ કરી શકો છો, જે દેશના ઘરમાં અથવા કેમ્પિંગ ટ્રિપ પર કામમાં આવશે.
ઇલેક્ટ્રિક વોલ્ટેજને સ્થિર કરવા માટે તમારે તમારી જાતને IC ચિપ L6920 પર પ્રમાણભૂત કન્વર્ટર બનાવવાની જરૂર પડશે. ઉપકરણના ઇનપુટ માટે 0.8-5.5 V નો વોલ્ટેજ સપ્લાય કરવો જરૂરી છે, અને આઉટપુટ પર તે 5 V ઉત્પન્ન કરશે, આ મૂલ્ય મોબાઇલ ઉપકરણોની બેટરીને માનક મોડમાં ચાર્જ કરવા માટે પૂરતું છે. જો પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોનિક પેલ્ટિયર ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો પછી ગરમ સપાટીની તાપમાન મર્યાદાને 150 ડિગ્રી સુધી મર્યાદિત કરવી જરૂરી રહેશે. તાપમાન નિયંત્રણની સરળતા માટે, ઉકળતા પાણીના પોટનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે, પછી મોડેલને 100 ડિગ્રીથી વધુ ગરમ કરવામાં આવશે નહીં.
આધુનિક ઘરગથ્થુ ઉપકરણોને ઠંડુ કરવા માટે પેલ્ટિયર પ્લેટોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, એર કંડિશનરમાં, ઉપકરણની અસરકારકતા ખાસ કરીને થર્મલ શાસનને સ્થિર કરવા અને શક્તિશાળી પ્રોસેસરને ઠંડુ કરવા માટે સાબિત થઈ છે.પેલ્ટિયર તત્વ પર આધારિત, કાર્યક્ષમ મોબાઇલ રેફ્રિજરેટર્સ ઘણીવાર ઉનાળાના કોટેજ અથવા કાર માટે ઘરે બનાવવામાં આવે છે, જે રેડિયેટરને પાવર કરે છે. પ્રક્રિયાની ઉલટાવી શકાય તેવું હોવાને કારણે, ઘરેલું તત્વોનો ઉપયોગ વીજળીના સ્ત્રોત વિનાના વિસ્તારોમાં મોબાઇલ નાના પાવર પ્લાન્ટની ભૂમિકામાં થાય છે.
સંબંધિત લેખો:
