रेफ्रिजरेशन उपकरणे आणि एअर कूलिंगसाठी कॉम्प्लेक्स हे रोजच्या जीवनातील अपरिहार्य घटक आहेत. तथापि, रेफ्रिजरंट्सवर आधारित मानक व्हॉल्यूमेट्रिक डिझाइन मोबाइल अनुप्रयोगांसाठी योग्य नाहीत, उदाहरणार्थ रेफ्रिजरेटर बॅगमध्ये. अशा परिस्थितीत, पेल्टियर प्रभावावर आधारित उपकरणे वापरली जातात, ज्याची आम्ही या सामग्रीमध्ये तपशीलवार चर्चा करू.
पेल्टियर घटक किंवा थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर हे p- आणि n-प्रकार चालकता असलेल्या दोन घटकांच्या थर्मोकूपलवर आधारित आहे, जे कम्युटेशन कॉपर प्लेटद्वारे जोडलेले आहेत. भाग बहुतेक प्रकरणांमध्ये बिस्मथ, टेल्यूरियम, अँटीमोनी आणि सेलेनियमचे बनलेले असतात. अशी उपकरणे घरगुती वापरासाठी शीतकरण प्रणालीमध्ये वापरली जातात आणि त्यांच्याकडे ऊर्जा निर्माण करण्याची क्षमता देखील असते.
सामग्री
हे काय आहे
इंद्रियगोचर आणि पेल्टियर हा शब्द 1834 मध्ये फ्रेंच शास्त्रज्ञ जीन-चार्ल्स पेल्टियरने केलेला शोध सूचित करतो. शोधाचा सार असा आहे की उष्णता सतत सोडली जाते किंवा शोषली जाते जेथे दोन भिन्न दिशानिर्देशित कंडक्टरमध्ये संपर्क असतो, ज्याद्वारे विद्युत प्रवाह वाहतो.
शास्त्रीय सिद्धांत या घटनेचे अशा प्रकारे स्पष्टीकरण देते: इलेक्ट्रॉन्स विद्युत प्रवाहाच्या माध्यमाने धातूंमध्ये हस्तांतरित केले जातात, वेग वाढवतात किंवा कमी होतात, विविध स्तरांच्या चालकता असलेल्या धातूच्या कंडक्टरवरील संपर्क संभाव्य फरकावर अवलंबून असतात. पेल्टियर घटक अशा प्रकारे गतीज ऊर्जेचे थर्मल उर्जेमध्ये रूपांतर करण्यास हातभार लावतात.
दुसऱ्या कंडक्टरवर, उलट परिणाम होतो, जेथे भौतिकशास्त्राच्या मूलभूत कायद्याच्या आधारे ऊर्जा पुन्हा भरणे आवश्यक असते. ही परिस्थिती थर्मल ऑसिलेशनच्या प्रक्रियेमुळे उद्भवते, परिणामी दुसऱ्या कंडक्टरची धातू थंड होते.
आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या मदतीने जास्तीत जास्त थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभावासह पेल्टियर मॉड्यूल तयार करणे शक्य आहे.
डिझाइन आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत
आधुनिक पेल्टियर मॉड्युल्स हे दोन इन्सुलेटर प्लेट्स असलेले एक बांधकाम आहे, ज्यामध्ये थर्मोकूपल्स कठोर क्रमाने जोडलेले आहेत. या घटकाचे कार्य अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी त्याचे मानक आकृती आकृतीमध्ये दर्शविले आहे.
डिझाइनच्या घटकांचे पदनाम:
- ए - संपर्क, ज्याद्वारे वीज पुरवठ्याचे कनेक्शन केले जाते;
- बी - गरम पृष्ठभाग;
- सी - थंड बाजू;
- डी - तांबे कंडक्टर;
- ई - पी-जंक्शन सेमीकंडक्टर;
- F - n-प्रकार अर्धसंवाहक.
ध्रुवीयतेवर आधारित दोन्ही पृष्ठभाग p-n किंवा n-p जंक्शन्सच्या संपर्कात असावेत म्हणून घटक तयार केला जातो. p-n संपर्क गरम केले जातात आणि n-p तापमान कमी होते. परिणामी घटकाच्या टोकाला डीटी तापमानाचा फरक आहे. या प्रभावाचा अर्थ असा आहे की औष्णिक ऊर्जा, जी मॉड्यूलच्या घटकांमध्ये फिरते, ध्रुवीयतेवर अवलंबून तापमानाचे नियमन करते. हे देखील लक्षात घ्यावे की जर ध्रुवीयता उलट असेल तर गरम आणि थंड पृष्ठभाग बदलतात.
तांत्रिक वैशिष्ट्ये
पेल्टियर घटकाचे तांत्रिक मापदंड खालील मूल्ये गृहीत धरतात:
- कूलिंग क्षमता (क्यूमॅक्स) - वर्तमान मर्यादा आणि मॉड्यूलच्या टोकांमधील तापमानाच्या फरकाच्या आधारावर गणना केली जाते. मोजण्याचे एकक वॅट आहे;
- तापमान फरक मर्यादा (डीटीमॅक्स) - अंशांमध्ये मोजली जाते, हे वैशिष्ट्य इष्टतम परिस्थितीसाठी दिले जाते;
- Imax - जास्त तापमान फरक प्रदान करण्यासाठी आवश्यक विद्युत प्रवाहाची मर्यादित शक्ती;
- Umax - कमाल तापमान फरक DTmax प्राप्त करण्यासाठी विद्युत प्रवाह Imax साठी आवश्यक असलेले मर्यादित व्होल्टेज;
- प्रतिकार - यंत्राचा अंतर्गत प्रतिकार, ohms मध्ये मोजला जातो;
- COP हे कार्यक्षमता घटक किंवा पेल्टियर मॉड्यूल कार्यक्षमता आहे, जे कूलिंग पॉवर आणि वापरलेल्या शक्तीचे गुणोत्तर दर्शवते. डिव्हाइसच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून, स्वस्त उपकरणांसाठी आकृती 0.3-0.35 च्या श्रेणीत आहे, अधिक महाग मॉडेलसाठी ते 0.5 पर्यंत बदलते.
मोबाईल पेल्टियर एलिमेंटचे फायदे म्हणजे त्याचा लहान आकार, प्रक्रियेची उलटता, तसेच पोर्टेबल पॉवर जनरेटर किंवा रेफ्रिजरेटर म्हणून वापरण्याची शक्यता.
मॉड्यूलचे तोटे म्हणजे उच्च किंमत, 3% च्या आत कमी कार्यक्षमता, उच्च उर्जा वापर आणि तापमानातील फरक सतत राखण्याची गरज.
अर्ज
कमी कार्यक्षमतेचा घटक विचारात घेऊनही, पेल्टियर मॉड्यूलमधील प्लेट्सचा वापर मोठ्या प्रमाणावर मोजमाप, संगणकीय उपकरणे तसेच पोर्टेबल घरगुती उपकरणांमध्ये केला जातो. येथे अशा उपकरणांची सूची आहे ज्यात मॉडेल अविभाज्य भाग आहेत:
- पोर्टेबल रेफ्रिजरेशन युनिट्स;
- लहान पॉवर जनरेटर;
- पीसी आणि लॅपटॉपमध्ये कूलिंग कॉम्प्लेक्स;
- पिण्याचे पाणी गरम करण्यासाठी आणि थंड करण्यासाठी कूलर;
- dehumidifiers.
कसे कनेक्ट करावे
आपण पेल्टियर मॉड्यूल स्वतः कनेक्ट करू शकता, यासाठी जास्त वेळ आणि प्रयत्नांची आवश्यकता नाही. आपल्याला आउटपुटच्या संपर्कांवर डीसी व्होल्टेज लागू करणे आवश्यक आहे, जे डिव्हाइसच्या सूचना मॅन्युअलमध्ये निर्दिष्ट केले आहे. लाल वायर प्लसशी जोडलेली आहे, आणि काळा - वजाशी.लक्षात घ्या की ध्रुवीयता उलट केल्याने गरम झालेले आणि थंड झालेले पृष्ठभाग उलटे होतील.
कनेक्ट करण्यापूर्वी, घटकाचे ऑपरेशन तपासण्याची शिफारस केली जाते. डिव्हाइसची चाचणी करण्याचा एक सोपा आणि विश्वासार्ह मार्ग म्हणजे स्पर्श पद्धत: हे करण्यासाठी, डिव्हाइसला विद्युत प्रवाहाच्या स्त्रोताशी कनेक्ट करा आणि भिन्न संपर्कांना स्पर्श करा. योग्यरित्या कार्यरत युनिटमध्ये उबदार संपर्क आणि थंड संपर्क असतील.
आपण मल्टीमीटर आणि लाइटरसह देखील तपासू शकता. हे करण्यासाठी, प्रोबला डिव्हाइसच्या संपर्कांशी कनेक्ट करा, एका बाजूला लाइटर धरा आणि मल्टीमीटर रीडिंगचे निरीक्षण करा. जर पेल्टियर घटक मानक मोडमध्ये कार्य करत असेल तर, हीटिंग प्रक्रियेमुळे एका बाजूला विद्युत प्रवाह निर्माण होईल आणि व्होल्टेज रीडिंग मल्टीमीटरच्या स्क्रीनवर प्रदर्शित होईल.
आपल्या स्वत: च्या हातांनी पेल्टियर घटक कसा बनवायचा
पेल्टियर घटक कमी खर्चामुळे आणि कार्यक्षम घटक तयार करण्यासाठी विशेष ज्ञानाची आवश्यकता असल्यामुळे घरी बनवणे अयोग्य आहे. तथापि, आपल्या स्वत: च्या हातांनी आपण एक प्रभावी मोबाइल थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर एकत्र करू शकता, जो देशाच्या घरात किंवा कॅम्पिंग ट्रिपमध्ये उपयुक्त ठरेल.
इलेक्ट्रिक व्होल्टेज स्थिर करण्यासाठी तुम्हाला IC चिप L6920 वर स्वतःला एक मानक कनवर्टर तयार करणे आवश्यक आहे. डिव्हाइसच्या इनपुटला 0.8-5.5 V चा व्होल्टेज पुरवणे आवश्यक आहे आणि आउटपुटवर ते 5 V तयार करेल, हे मूल्य मोबाइल डिव्हाइसची बॅटरी मानक मोडमध्ये चार्ज करण्यासाठी पुरेसे आहे. जर मानक इलेक्ट्रॉनिक पेल्टियर डिव्हाइस वापरले असेल तर गरम पृष्ठभागाची तापमान मर्यादा 150 अंशांपर्यंत मर्यादित करणे आवश्यक आहे. तापमान नियंत्रण सुलभतेसाठी, उकळत्या पाण्याचे भांडे वापरण्याचा सल्ला दिला जातो, नंतर मॉडेल 100 अंशांपेक्षा जास्त गरम केले जाणार नाही.
आधुनिक घरगुती उपकरणे थंड करण्यासाठी पेल्टियर प्लेट्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, एअर कंडिशनर्समध्ये, थर्मल शासन स्थिर करण्यासाठी आणि शक्तिशाली प्रोसेसर थंड करण्यासाठी डिव्हाइसची प्रभावीता विशेषतः सिद्ध झाली आहे.पेल्टियर घटकावर आधारित, उन्हाळ्यातील कॉटेज किंवा कारसाठी कार्यक्षम मोबाइल रेफ्रिजरेटर्स घरी बनवले जातात, रेडिएटरला शक्ती देतात. प्रक्रियेच्या उलटक्षमतेमुळे, वीज स्त्रोत नसलेल्या भागात मोबाइल लहान पॉवर प्लांटच्या भूमिकेत घरगुती घटक वापरले जातात.
संबंधित लेख:
