用于空气冷却的制冷设备和综合体是日常生活中不可或缺的元素。然而，基于制冷剂的标准体积设计不适用于移动应用，例如冰箱袋。在这种情况下，将使用基于 Peltier 效应的设备，我们将在本材料中详细讨论。
Peltier 元件或热电冷却器基于具有 p 型和 n 型导电性的两个元件的热电偶，它们通过换向铜板连接。在大多数情况下，这些部件由铋、碲、锑和硒制成。此类设备用于家庭应用的冷却系统，并且它们还具有产生能量的能力。
它是什么
这一现象和 Peltier 一词暗示了法国科学家 Jean-Charles Peltier 在 1834 年的一项发现。这一发现的本质是，在电流流过的两个不同方向的导体之间接触的区域不断释放或吸收热量。
经典理论是这样解释这种现象的：电子通过电流在金属之间传递，加速或减速，取决于不同导电水平的金属导体上的接触电位差。因此，珀耳帖元件有助于将动能转化为热能。
在第二个导体上，会发生相反的效果，根据物理基本定律需要能量补充。这种情况是由于热振荡过程而发生的，结果是第二导体的金属被冷却。
在现代技术的帮助下，可以制造具有最大热电效应的 Peltier 模块。
设计和工作原理
现代 Peltier 模块是一种具有两个绝缘板的结构，热电偶在它们之间以严格的顺序连接。图中显示了该元素的标准图，以便更好地了解其功能。
设计元素的指定：
- A - 触点，通过它连接到电源;
- B——热表面；
- C——冷面；
- D——铜导体；
- E——p结半导体；
- F - n 型半导体。
根据极性，元件的两个表面都与 p-n 或 n-p 结接触。 p-n 触点被加热，n-p 温度降低。结果是元件末端的温度差 DT。这种效应意味着在模块元件之间移动的热能根据极性调节温度状态。还应注意，如果极性相反，冷热表面会发生变化。
技术特点
珀尔帖元件的技术参数采用以下值：
- 冷却能力 (Qmax) - 根据电流限制和模块末端之间的温差计算得出。计量单位是瓦特；
- 温差限制 (DTmax) - 以度为单位测量，此特性适用于最佳条件；
- Imax——提供更大温差所需的电流限制功率；
- Umax——电流Imax达到最大温差DTmax所需的限制电压；
- 电阻 - 设备的内部电阻，以欧姆为单位；
- COP是效率因子或Peltier模块效率，它反映了冷却功率与消耗功率的比率。根据设备的功能，对于便宜的设备，该数字在 0.3-0.35 的范围内，对于更昂贵的型号，它的变化范围高达 0.5。
移动式 Peltier 元件的优势在于其体积小、过程的可逆性以及将其用作便携式发电机或冰箱的可能性。
该模块的缺点是成本高，效率低3%以内，功耗大，需要不断保持温差。
应用
即使考虑到低效率因素，Peltier 模块中的板也广泛用于测量、计算设备以及便携式家用电器。以下是模型是不可或缺的一部分的设备列表：
- 便携式制冷装置；
- 小型发电机；
- 个人电脑和笔记本电脑中的冷却装置；
- 用于加热和冷却饮用水的冷却器；
- 除湿机。
如何连接
您可以自己连接 Peltier 模块，不需要太多时间和精力。您需要在输出的触点上施加直流电压，这在设备的使用说明书中有所规定。红线接正极，黑线接负极。请注意，反转极性将反转加热和冷却的表面。
连接前，建议检查元件的运行情况。测试设备的一种简单可靠的方法是触觉方法：为此，将设备连接到电流源并触摸不同的触点。正常运行的单元将具有热触点和冷触点。
你也可以用万用表和打火机检查。为此，请将探头连接到设备的触点，将打火机放在一侧并观察万用表读数。如果珀耳帖元件在标准模式下工作，加热过程会在一侧产生电流，电压读数将显示在万用表的屏幕上。
如何用自己的双手制作珀尔帖元件
由于成本低且需要特殊知识来创建可操作的元件，因此在家里制作 Peltier 元件并不方便。但是，您可以用自己的双手组装一个有效的移动热电发电机，这将在乡间别墅或野营旅行中派上用场。
为了稳定电压，您需要在 IC 芯片 L6920 上自己构建一个标准转换器。需要为设备的输入提供 0.8-5.5 V 的电压，在输出端会产生 5 V，该值足以在标准模式下为移动设备的电池充电。如果使用标准电子 Peltier 设备，则有必要将受热表面的温度限制限制在 150 度。为便于控温，建议用一锅开水，这样模型就不会被加热到100度以上。
Peltier 板广泛用于冷却现代家用电器，在空调中，该设备的有效性已被证明特别是稳定热状态和冷却强大的处理器。基于 Peltier 元素，高效的移动冰箱通常在家里为夏季别墅或汽车制造，为散热器供电。由于该过程的可逆性，自制元件被用于在没有电力来源的地区充当移动小型发电厂的角色。
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