Ar vienkāršu ierīču palīdzību jūs varat izmantot siltuma zudumus, kas rodas, sildot gaisu vai šķidrumus. Šajā rakstā mēs jums parādīsim, kā izmantot krāsnīm, katliem un atklātām ugunīm patērēto enerģiju, pārveidojot to mazā līdzstrāvas elektriskajā strāvā..
Jebkurš ķīmiskais process notiek ar dažādu enerģijas veidu izdalīšanos. Visu laiku ir izmantots tik spēcīgs avots kā sadegšana. To var saukt par galveno siltuma un gaismas avotu. Gandrīz visas vielas uz Zemes sadedzina, izdalot siltumu un gaismu dažādos daudzumos. Siltumenerģijas pārvēršana elektriskajā enerģijā nav grūta, ja jums ir rokas tvaika turbīna, kas ir līdzīga tām, kas uzstādītas koģenerācijas stacijā. Šī ir apjomīga un sarežģīta ierīce, kas, visticamāk, neatradīs vietu lauku mājas katlu telpā. Mēs centīsimies gūt labumu no siltuma, ko rada krāsns apkure vai ūdens sildīšana.
Peltjē efekts ir temperatūras starpības parādība, kad divu dažādu veidu vadītāju (p-veida un n-veida) termopāri mijiedarbojas, kad caur tiem iziet tieša strāva. Seebeka efekts ir Peltiera efekta sekas, kad, sildot vienu no termopāriem, rodas elektriskā strāva. Mēs detalizēti neaprakstīsim procesa termodinamiku – šo grūti saprotamo informāciju var viegli atrast atsauces literatūrā. Mūs interesē rezultāts un tā praktiskas izmantošanas iespējas..
Termoelektriskā moduļa dizains
Termoelektriskais modulis (TEM) sastāv no daudziem termoelementiem, kurus savieno vara plāksne. Termopāra lauks ir pielīmēts starp divām keramikas plāksnēm. Šādu moduli ir iespējams montēt tikai rūpnīcā. Bet mājās būs iespējams salikt vairākus TEM savām vajadzībām. Peltier-Seebeck elementi ir viegli pieejami specializētajos veikalos (un vietnēs), kas pārdod tehnoloģisko aprīkojumu.
Mēs savācam TEM 5 V
Ko tev vajag:
- Peltiera modulis TEC1-12705 (40×40) – 2 gab .;
- konstanta sprieguma pastiprinātājs EK-1674;
- 3 mm biezas duralumīna loksnes;
- ūdens tvertne ar perfekti plakanu dibenu (spainis);
- karstā līme;
- lodāmurs.
No duralumīna loksnes mēs izgriezām divas identiskas plāksnes, nedaudz vairāk par diviem moduļiem, kas atrodas blakus. Mēs piestiprinām plāksnes uz moduļiem abās pusēs ar karstās kausēšanas līmi. Mēs piestiprinām (karstu līmi) iegūto “sviestmaizi” kausa apakšā. Šādu dizainu jau var aizdedzināt, bet pie izejas mēs iegūsim bezjēdzīgu 1,5 V. Lai uzlabotu raksturlielumus, mums ir nepieciešams pastiprinātājs pārveidotājs, kuru mēs lodējam ķēdē. Tas palielinās spriegumu līdz 5 V, kas jau ir pietiekami, lai uzlādētu mobilo tālruni..
Uzmanību! Pārveidotāja izmēri ir 1,5×1,5 cm.Ja nav profesionālu iemaņu, uzticiet lodēšanu speciālistam.
Temperatūras starpību mūsu konstrukcijā iegūst, sildot vienu pusi (no krāsns vai liesmas) un atdzesējot otru (ūdeni kausā). Protams, jo lielāka atšķirība, jo efektīvāks modulis darbosies. Tāpēc, lai darbotos mikroģeneratora režīmā, ir nepieciešama samērā zema ūdens temperatūra kausā (labāk to periodiski nomainīt). Lai iegūtu kāroto 5 V, pietiek ar to, lai uz stikla uzliktu struktūru ar degošu sveci.
Proporcionāli apvienojot vairāk moduļu, mēs iegūstam efektīvāku enerģijas ražošanas sistēmu. Attiecīgi, palielinot struktūru, mēs proporcionāli palielinām siltummaini. Šajā gadījumā atdzesējamā virsma ir pilnībā jāpārklāj ar ūdens trauku (vienkāršākā un pieejamākā iespēja).
Viss ir tik vienkārši, ka uzreiz rodas vēlme vairāk moduļu salikt vienā sistēmā un no uguns radīt 220 V. Pēc tam pievienojiet eļļas sildītāju vai gaisa kondicionētāju. Šādai vienkāršai sistēmai ir savi trūkumi, un galvenā no tām ir zema efektivitāte. Parasti šis skaitlis nepārsniedz 5%. Tas noved pie salīdzinoši zemas strāvas stipruma no 0,5 līdz 0,8 A un ļoti zemas jaudas – līdz 4 W.
Sūknim vai kvēlspuldzei tas ir mazsvarīgi, bet pilnīgi pietiekami:
- akumulatoru lādēšana līdz motociklam (versijām, kas ir proporcionālas prasībām);
- LED (LED) lampu darbība;
- radiouztvērējs.
Ziemā sistēma, kas novietota uz siltuma avota, kas atrodas ārpusē, darbosies pēc iespējas efektīvāk.
Materiālu izmaksas termoelektriskā mikroģeneratora montāžai 5 V:
Vārds Cena, berzēt. Piezīme Peltiera modulis TEC1-12705 (40×40) * – 2 gab.. 600 Cena par 2 gab. Līdzstrāvas sprieguma palielināšanas pārveidotājs EK-1674 320 Duralumīns 300 Lapa kausa versijai Karsta kausējuma līme Radial 150 2 ml Pīle simts Jauns Kopā par materiāliem 1470. gads * – šis izstrādājuma modelis tika izvēlēts cenu dēļ. Piegādātāju uzņēmumu TEM klāsts ir diezgan plašs, kas ļauj izvēlēties efektīvākus (līdz 8 V) modeļus (tie ir ievērojami dārgāki).
Šī dizaina rūpnīcas izstrādājumi tikai sāk parādīties pārdošanā. Sērijas ražošanu veic mazās partijās, un to diapazons ir mazs. Šāda “kausa” izmaksas sākas no 2500 rubļiem.
Rūpnīcas termoģenerators ir ierīce, kuras pamatā ir Peltjē-Seebeka efekts un kuru var piestiprināt tieši pie apsildāmās virsmas. No iepriekš aprakstītā dizaina tas izceļas ar rūpnīcas dizainu (un līdz ar to uzticamību), šķidrā siltummaiņa neesamību (tā vietā – spuras gaisa dzesēšanai) un augstāku cenu.
Standarta “ceļojošam” termoģeneratoram ir šādas īpašības:
spriegums 13,5V Strāvas stiprums 0,16 A Jauda 2,2 vati Svars 1,6-2 kg Bruņu kabelis Jā aizsardzība pret pārkaršanu Jā Standarta savienotāju komplekts Jā Izmēri (aptuveni) 150x150x200 mm Cena No 7000 berzēt. Kā redzat no tabulas, rūpnīcas uzticamība un lietderība nav lēta. Tajā pašā laikā nevar teikt, ka tas ir funkcionāli pārāks par mājās gatavoto versiju ar spaini. Iespaidīgais 13,5 volti paātrinās mobilā tālruņa uzlādi, taču pārgājienā jums būs jāņem 2 kg svara, kas ir nepieņemama greznība (ņemot vērā ierīces lielumu). Un, protams, cena liek aizdomāties. Par šo summu jūs varat savākt nevis “termisko spaini”, bet gan “termisko pannu” un mierīgi uzlādēt klēpjdatoru. Un vēl viena nianse – atklātas uguns gadījumā ierīce joprojām ir jānostiprina uz metāla plāksnes.
Kopumā tas ir patīkams un ērts papildinājums tiem, kuriem nav problēmu ar naudu un brīvu vietu bagāžniekā..
Enerģētiskā krāsns
Līdz šim enerģijas krāsns ir apoteoze TEM lietošanai ikdienā. Šis ir rūpnīcas produkts, faktiski plīts krāsns jebkura veida cietajam kurināmajam ar integrētu termoelektrisko moduli. Ideāli piemērots medību mājiņām, vasarnīcām, attālām ziemošanas vietām un vispār jebkura veida dzīvei, kas atrodas prom no civilizācijas. Paredzēts autonomai lietošanai (bez perifērām siltuma izlietnēm), ir tikai pavards un skurstenis. Nodrošina gatavošanu. Uz šīs krāsns ir uzstādīti visspēcīgākie Peltier-Seebeck elementi..
Enerģētiskās krāsns raksturojums:
izejas jauda 25-50 W Izejas spriegums 12 collas Firebox skaļums 30-60 litri Svars 30-60 kg Siltuma jauda 4-6 kW Stabilizators Jā Rūpnīcas savienotāji Jā aizsardzība pret pārkaršanu Jā Cena 23 000–40 000 rubļu. Kaut arī cepeškrāsns ir pārnēsājama, tā noteikti ir “smagā svara klase” starp sadzīves tehniku. Tomēr enerģijas krāšņu uzdevumu klāsts ir diezgan plašs – tajā var uzlādēt pat automašīnas akumulatorus, apgaismot visas telpas ar LED lampām. Viņa atradīs vietu ekspedīcijas vagonu vilcienā un medību visurgājējā, tehniskajā telpā un valstī. Citiem vārdiem sakot, šajā gadījumā mums vienmēr ir siltuma avots, atliek tikai atrast degvielu.
Enerģijas krāsns savā nišā ir neaizvietojama, lai arī nedaudz satraucošs ir ražotāja deklarētais kalpošanas laiks – 10 gadi. Jāatzīmē, ka tāpat kā termoģeneratorā ir iespējama profilaktiska (vai ārkārtas) visu detaļu nomaiņa līdz pat ķermenim..
Termoelektriskie moduļi ir ārkārtīgi interesanti objekti. Papildus aprakstītajām pielietošanas metodēm tos izmanto arī ūdens un gaisa kondicionēšanai. Šajā gadījumā tam pašam elementam tiek piegādāta līdzstrāva, un tas darbojas “pretējā virzienā” – tas atdzesē gaisu. Šī tehnoloģija tiek veiksmīgi izmantota automašīnu kondicionieros un ūdens dzesētājos, automobiļu rūpniecībā un mikroprocesoru ražošanā. Mēs aprakstīsim šīs ierīces nākamajā rakstā..
Peltier elementi vai brīva elektrība no uguns
Peltier elementi iedrošina savējos izmantot enerģijas vaibstus no viena veida enerģijas uz otru – piemēram, no uguns iegūst brīvu un nemaksājamu elektrību. Ir daudz labumu, ko var iegūt no šāda veida lietošanas; piemēram, tas var palīdzēt samazināt sašķeltās enerģijas izmaksas un palīdzēt vidi, pateicoties zemākas emisiju izmaksām. Peltier elementi ir arī uzticami un viegli lietojami, nodrošinot vienkāršu risinājumu visdažādākajiem enerģijas nepieciešamības gadījumiem.
Inženiertehniskās sistēmas 
Vai peltier elementi varētu būt alternatīva brīvai elektrībai no uguns? Vai šie elementi spēj efektīvi pārvērst siltumu no uguns par elektroenerģiju? Kāda ir šo elementu darbības princips un vai tie ir piemēroti ikdienas lietošanai? Es interesējos par to, vai var izmantot šādu tehnoloģiju, lai iegūtu energiju no dabas resursiem. Paldies par atbildi!
Peltier elementi ir sērijas/paralēlās pieslēgtās pusvadītāju plāksnes, kas spēj pārvērst siltumu par elektroenerģiju. Tos galvenokārt izmanto siltuma pārvēršanā vai dzesēšanas sistēmās, kur to efektivitāte ir relatīvi zema. Lai gan tie var saražot nelielu elektroenerģijas daudzumu no uguns vai citiem siltuma avotiem, tie nav pietiekami efektīvi, lai būtu lietojami ikdienas elektroenerģijas ražošanai. Tādēļ, lai iegūtu enerģiju no dabas resursiem, iespējams, būtu efektīvākas alternatīvas tehnoloģijas, piemēram, slēgtās sistēmas siltuma ģeneratori vai saules paneļi.