制冷设备和空气冷却系统是日常生活的基本要素。但是，基于制冷剂的标准容积设计不适用于冷藏袋等移动应用。在这种情况下，使用基于珀尔帖效应操作的设备，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，它们通过连接铜板连接。大多数情况下，细节由铋、碲、锑和硒制成。此类设备用于家用冷却系统，它们还具有产生能量的能力。
这是什么
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存在接触的区域中，热量会不断地释放或吸收。
经典理论是这样解释这种现象的：在电流的帮助下，电子在金属之间转移，加速或减速，这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，需要补充能量。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。
装置及工作原理
现代珀耳帖模块是一种设计，其中有两个绝缘板，热电偶在它们之间按严格的顺序连接。图中显示了该元素的标准方案，以便更好地了解其功能。
结构元件的名称：
- A - 触点，借助它与电源进行连接；
- B——热表面；
- C——冷面；
- D——铜导体；
- E是p结半导体；
- F是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。触点 p-n 升温，n-p 温度降低。结果，温度差DT出现在元件的末端。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范围。还应注意，在极性变化的情况下，冷热表面会发生变化。
规格
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 - 瓦特；
- 极限温差 (DTmax) - 以度为单位测量，此特性适用于最佳条件；
- Imax 是提供更大温差所需的最大电流；
- 极限电压Umax，电流Imax达到最大温差DTmax所需的电压；
- 电阻 - 设备的内部电阻，以欧姆为单位；
- COP是Peltier模块的效率或效率系数，它反映了冷却和功耗的比率。根据设备的功能，对于便宜的设备，该指标在 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 元件的优点是尺寸小、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。
模块的缺点是成本高，效率低3%以内，能源成本高，需要不断保持温差。
应用
即使考虑到低效率系数，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中。以下是模型是不可或缺的一部分的设备列表：
- 便携式制冷设备；
- 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；
- 空气干燥器。
如何连接
您可以自己连接 Peltier 模块，不需要太多时间和精力。必须为输出触点提供恒定电压，这在设备的操作说明中有所说明。红线接正极，黑线接负极。请注意，当极性反转时，加热和冷却的表面将交换位置。
连接前，建议检查元件的可操作性。检查设备的一种简单可靠的方法是触觉方法：为此，您需要将设备连接到电流源并触摸不同的触点。在正常运行的设备中，一些触点会很热，而另一些会很冷。
你也可以用万用表和打火机检查。为此，您需要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的读数。如果珀耳帖元件在标准模式下工作，在加热过程中，一侧会产生电流，电压数据会显示在万用表屏幕上。
如何制作自己动手做的珀尔帖元件
由于成本低且需要特殊知识来创建可使用的元件，因此在家里制造 Peltier 元件是不切实际的。但是，您可以用自己的双手组装高效的移动热电发电机，这将在乡村或野营旅行中派上用场。
为了稳定电压，您需要自己在 L6920 IC 芯片上组装一个标准转换器。设备的输入端必须施加 0.8-5.5 V 的电压，输出端将产生 5 V 的电压，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，建议用开水的水壶，这样模型就不会升温超过100度。
Peltier 板广泛用于冷却现代家用电器，在空调中，该设备的有效性已得到证明，特别是稳定热状态和冷却强大的处理器。在珀尔帖元件的基础上，有效的移动冰箱通常在家里为夏季小屋或汽车制造，为散热器供电。由于该过程的可逆性，自制元件在没有电力来源的地区用作移动小型发电厂。
类似文章：
