क्या पेल्टियर उपकरणों को कैस्केड किया जा सकता है?
जवाबों:
हां, और यह नियमित रूप से किया जाता है। हालांकि, व्यक्तिगत उपकरणों (न्यूनतम और अधिकतम तापमान) की सीमाओं और स्टैक के माध्यम से कुल थर्मल प्रतिरोध जैसे प्रभावों के आधार पर, आप क्या हासिल कर सकते हैं, इसकी सीमाएं हैं। आखिरकार आप उस बिंदु पर पहुंचते हैं जिस पर स्टैक के माध्यम से गर्मी का "रिवर्स लीकेज" होता है (जो अंत-से-अंत तापमान अंतर के साथ उगता है) गर्मी को हटाने के लिए स्टैक की क्षमता के बराबर होता है।
एक अन्य समस्या पेल्टियर उपकरणों की सापेक्ष अक्षमता है। आमतौर पर प्रत्येक उपकरण के गर्म पक्ष से निकलने वाली ऊष्मा का प्रवाह 3 से 5 गुना के क्रम में होता है, जो ठंडी तरफ जाता है। जब आप उपकरणों को स्टैक करते हैं, तो प्रत्येक को पिछले एक की तुलना में बहुत बड़ा होने की आवश्यकता होती है, जो कि सरासर आकार की समस्याओं की ओर जाता है (जो कि हीट लीकेज की समस्या से भी छुटकारा दिलाता है)।
ज़रूर, हालांकि दयनीय दक्षता के कारण यह बढ़ते हुए आकार में स्टैक करने के लिए विशिष्ट है, रॉकेट चरणों की तरह, इसलिए फेटेस्ट अन्य सभी से गर्मी के प्रवाह से निपट रहा है।
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उन्हें निश्चित रूप से कैस्केड किया जा सकता है, लेकिन समस्या यह है कि गर्म अवस्था में ठंड की तुलना में अधिक गर्मी हस्तांतरण क्षमता हो सकती है।
AFAIK सबसे प्रभावी थर्मोइलेक्ट्रिक्स में ~ 100% का ट्रांसफर फैक्टर है, इसका मतलब है कि वे ऊर्जा का उपभोग करते हैं और ठंडी तरफ से स्थानांतरित 1 डब्ल्यू प्रति 1 डब्ल्यू की गर्मी पैदा करते हैं (कंप्रेसर आधारित फ्रिज में लगभग 300% है, वे 3 डब्ल्यू गर्मी प्रति 1 डब्ल्यू शक्ति में स्थानांतरित करते हैं)।
कहें कि आपको डिवाइस से लगभग 1 डब्ल्यू गर्मी का हस्तांतरण करना है। तब सबसे ठंडा चरण अपने गर्म सिरे पर 2 W ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है, और इसकी सारी ऊष्मा अगले चरण द्वारा स्थानांतरित की जानी चाहिए। अगले चरण में 4 डब्ल्यू गर्मी का उत्पादन होगा। फिर 8 डब्ल्यू और इतने पर।
कैस्केड पेल्टर्स को इस तरह दिखना चाहिए:
हाँ। यदि आप बिजली और थर्मल प्रवाह के लिए उचित संबंध रखते हैं, तो आप कई एकल चरण पेल्टीयर को चरणबद्ध कर सकते हैं। आप देखेंगे कि मल्टीस्टेज डिवाइसों में आमतौर पर ठंडे चरणों के लिए भौतिक क्षेत्र कम होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि आपके पास प्रत्येक क्रमिक चरण में "कूल" की घटती मात्रा उपलब्ध है, क्योंकि इससे पहले कि उन्हें ठंडा चरणों से अधिक दोनों को ठंडा करना पड़ता है और साथ ही साथ ठंडा चरणों से विद्युत प्रतिरोधक नुकसान भी उठाना पड़ता है।
पेल्टियर कूलर की कम दक्षता के कारण इलेक्ट्रिकल इनपुट को एक ठंडा चरण काफी कम बिजली के इनपुट पर संचालित किया जाना चाहिए जो कि गर्म चरण है जो इसे ठंडा कर रहा है। ठंडी अवस्था में डीसी इनपुट से थर्मल ऊर्जा के साथ हॉट्टर चरण को स्वाइप करना आसान है और नेट कूलिंग बिल्कुल नहीं मिलता है।
सीधे स्टैकिंग पेल्टियर मॉड्यूल व्यवहार में समस्याग्रस्त है। गर्मी में डूबने के लिए पर्याप्त है। आप एक सिस्टम के भीतर एक पेल्टियर सीरियल एरे (स्टैक्ड) के बारे में सोच सकते हैं जो एक मशीन के रूप में होना चाहिए जो 'शुरू' होनी चाहिए।
यदि गर्मी में डूबना बहुत अधिक है, तो हीटिंग / कूलिंग शुरू करने में हमेशा के लिए लग जाता है। गर्मी सिंक के साथ एक प्रशंसक का उपयोग करके यह आसानी से भरपाई की जाती है, और फिर स्टार्टअप पर पंखे को कम फेंक दिया जाता है।
हालाँकि, मैं पेल्टियर आधारित हीटिंग के लाभ को समझने में विफल रहता हूं, एक प्रणाली के अलावा जो एक ही कार्य के लिए हीटिंग और कूलिंग के बीच स्विच करता है।
प्रतिरोधक तत्व हीटिंग के लिए पेल्टियर्स की तुलना में अधिक टिकाऊ और आसानी से नियंत्रित होते हैं, क्योंकि वे कई बार कठोर-चक्रित हो सकते हैं।
कई Peltier मॉड्यूल के लिए मैंने जो डिज़ाइन का उपयोग किया था, वह एक 12706 डिस्चार्ज साइड पर हीट सिंक / पंखे के बीच और डिस्चार्ज पर 12706 की चौड़ाई में दो बार तैयार कॉपर बार के बीच था।
कॉपर बार के दूसरी तरफ (2) 12706 समानांतर, यांत्रिक रूप से, और अंतिम निर्वहन पक्ष पर एक भारी, एल्यूमीनियम गर्मी सिंक / प्रशंसक थे।
व्यक्तिगत पेल्टियर (TEC) तत्वों को समानांतर में तार दिया गया था। मैंने अधिकतम 15ADC, 12VDC, RTD-अनुशासित, रैखिक PSU, निरंतर वोल्टेज के साथ 12706s के समानांतर सरणी को निकाल दिया।
रैखिक PSUs स्वयं के अकुशल हैं। तो, RTD- अनुशासित SMPS (> 90% दक्षता) एक अधिक कुशल विकल्प है।
यह प्रणाली शीतलन के लिए थी (कमरे-तापमान परिवेश में -12 सी प्राप्त), लेकिन यदि आप इसे उल्टा करते हैं, तो यह हीटिंग के लिए काम करेगा। उन्हें बनाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले सोल्डर के तापमान से ऊपर के पेल्टियर तत्वों को गर्म नहीं किया जाना चाहिए। लापरवाह या अनुभवहीन प्रयोग आसानी से इस बारे में ला सकता है।
आप बस (2) चीजें सुनिश्चित करना चाहते हैं: कि आप गर्म तरफ से बहुत अधिक गर्मी न डालें, क्योंकि गर्मी हस्तांतरण दो पक्षों के तापमान अंतर पर निर्भर करता है। TEC मॉड्यूल्स की उस संपत्ति में आइडिओसिंक्रेटिक सीमाएँ हैं।
यदि गर्म पक्ष पर्याप्त गर्म नहीं है, तो सिस्टम गर्मी को स्थानांतरित नहीं करेगा, और पावर ड्रॉ कम होगा। और यह भी कि गर्मी हस्तांतरण परजीवी को चालू नहीं करता है और ठंड पक्ष को बाहर करता है, इसलिए संपूर्ण सरणी सिर्फ एक हीटर है। यह टीईसी (पेल्टियर) मॉड्यूल में मिलाप को पिघला सकता है।
मैंने पाया कि TEC मॉड्यूल पर सबसे उपयोगी युक्ति गर्म और ठंडे पक्षों पर तापमान का इष्टतम रेटेड रेंज है। बाकी सब कुछ लेकिन विद्युत इनपुट प्रयोग द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। लेकिन अगर आप गलत उच्च और निम्न तापमान का उपयोग करके निर्दिष्ट डेल्टा प्राप्त करने का प्रयास करते हैं, तो आप मॉड्यूल की पूर्ण गर्मी-हस्तांतरण क्षमता प्राप्त नहीं कर सकते हैं।
उच्च गुणवत्ता वाले टीईसी मॉड्यूल के साथ प्राप्त लाभ का अधिकांश हिस्सा यह है कि वे रेटेड तापमान अंतर के साथ काम करते हैं। 66C डेल्टा 44C-100C, या 0C-66C हो सकता है।
सभी डेल्टा नहीं = = ६६ सी रेटेड टीईसी मॉड्यूल डेल्टा ० सी -६६ सी, या कम पर अच्छी तरह से काम करेंगे। वे डेल्टा 44C-100C में सबसे बड़ी गर्मी हस्तांतरण दे सकते हैं। कूलर की ठंड पक्ष को अधिक वांछनीय प्रणाली मिलती है, आमतौर पर।
यह भी आवश्यक है कि थर्मल-ट्रांसफर इंटरफेस कंपाउंड को टीईसी मॉड्यूल और वे किस इंटरफेस के बीच लागू किया जाए। कोई TEC मॉड्यूल सीधे वायुमंडल में हस्तक्षेप नहीं करता है। पेल्टियर मॉड्यूल के दोनों ओर हमेशा कुछ होता है।
मैं 12706 के गर्म पक्ष पर 12712 को सीधे ढेर करने के संतोषजनक परिणाम प्राप्त करने में 'असमर्थ' था।
2009 के आसपास मैंने एक ऐसे क्रायोकूलर को तैयार किया, जिसमें 3-स्टेज पेल्टियर स्टैक और 7 हीट-पाइप के साथ सबसे ज्यादा बिकने वाले एयर-कूल्ड पीसी वीडियोकार्ड कूलर का उपयोग किया गया (आप ROFLEX आयोडीन इंस्ट्रूमेंट के लिए प्रकाशन खोज सकते हैं)।
बाद में ग्राहक ने मेरे चारों ओर और अधिक प्रतियां बनाने की इच्छा जताई और पेल्टियर प्लेटों के कारखाने से पूछा कि उन्हें किस एयर कूलर का उपयोग करना चाहिए। उत्तर मुझे यह सुनकर गर्व हुआ - हमारे प्लेटलेट्स किसी भी प्रकार के एयर-कूलर का उपयोग करके पूरी तरह से कुछ भी ठंडा करना पूरी तरह से असंभव है। बस पेल्टियर में समस्या गर्मी प्रवाह के रूप में नहीं है, लेकिन रेडिएटर संपर्क स्थान-वर्ग सेंटीमीटर पर गर्मी प्रवाह की तीव्रता है। प्लेटलेट्स का आकार छोटा होता है, लगभग 4x4 या 2x2 सेमी, इस प्रकार 100W हीटफ्लो कहीं अधिक होता है।
दरअसल, मेरे मामले में 3-कैसकेड प्लेटलेट्स ने 116 सी अंतर बीट एंडप्लेट्स दिया, जो कि सैद्धांतिक बोर्डर के पास है, इस प्रकार मुझे उष्णकटिबंधीय जलवायु पर स्थिर माइनस 45 सी का उत्पादन करने के लिए मिला।
इस वर्ष मुझे और भी अधिक प्राप्त करने की आवश्यकता है, गैर-वाटर कूल्ड रेडिएटर द्वारा 1 सेमी 3 के लिए -100 सी जब + 50 सी हवा उस पर लक्ष्य होगा। कुछ समय के लिए मुझे यकीन नहीं है कि यह बिल्कुल संभव है।
Im यह लिखने के लिए आश्वासन देता हूं कि -45 C वास्तव में संभव है, लेकिन ज्यादा गहरा नहीं। थ्योरी कहती है कि तीन से अधिक 4-आरटी प्लेटलेट को बढ़ावा देने के बजाय प्रक्रिया को नुकसान पहुंचाएगा।
हां, छोटे उपकरण वास्तव में इस उद्देश्य के लिए बेचे जाते हैं। आप प्रत्येक चरण में उपयुक्त सामग्रियों के साथ तैयार किए गए स्टैक भी खरीद सकते हैं ताकि गर्मी संतृप्ति की समस्या को कम कर दिया जाए (यदि मुझे याद है कि वे बीटीई में एसबी को प्रतिस्थापित करके शीर्ष पर एक उच्च दक्षता प्रक्रिया का उपयोग करते हैं) मेरे पास कोशिश करने और शांत करने की योजना है SH21Pd97 का नमूना? क्रायोजेनिक तापमान के करीब दबाव में और देखें कि क्या प्रतिरोध अचानक कम हो जाता है, और द्वि-2223 के साथ एक ही प्रयोग को कुछ tweaks के साथ नियंत्रण के रूप में दोहराता है जो बाद में Tc को 20% तक बढ़ा सकता है । संभवतः आईआर लेजर के माध्यम से भी लेजर वृद्धि।