Chłodnica termoelektryczna Peltiera. 
Zasada działania została zapożyczona z sieci: Działanie elementów Peltiera opiera się na kontakcie dwóch materiałów przewodzących o różnych poziomach energii elektronów w paśmie przewodnictwa. Kiedy prąd przepływa przez kontakt takich materiałów, elektron musi pozyskać energię, aby przejść do wyższego pasma przewodnictwa energetycznego innego półprzewodnika. Kiedy ta energia jest pochłaniana, punkt styku półprzewodników jest chłodzony. Gdy prąd płynie w przeciwnym kierunku, punkt styku półprzewodników jest podgrzewany, oprócz zwykłego efektu cieplnego.
W przypadku kontaktu metali efekt Peltiera jest tak mały, że jest niewidoczny na tle zjawiska nagrzewania omowego i przewodzenia ciepła. Dlatego w zastosowaniach praktycznych wykorzystuje się styk dwóch półprzewodników.
Wygląd elementu Peltiera. Kiedy przepływa prąd, ciepło jest przenoszone z jednej strony na drugą.Element Peltiera składa się z jednej lub więcej par małych półprzewodnikowych równoległościanów - jednej pary typu n i jednego typu p (zwykle tellurku bizmutu, Bi2Te3 i krzemu). german), które łączy się parami za pomocą metalowych zworek. Zworki metalowe służą jednocześnie jako styki termiczne i są izolowane nieprzewodzącą folią lub płytą ceramiczną. Pary równoległościanów są połączone w taki sposób, że powstaje szeregowe połączenie wielu par półprzewodników o różnych typach przewodności, tak że na górze występuje jedna sekwencja połączeń (n->p), a na dole są one przeciwnie (p->n). Prąd elektryczny przepływa sekwencyjnie przez wszystkie równoległościany. W zależności od kierunku prądu górne styki są chłodzone, a dolne podgrzewane - lub odwrotnie. W ten sposób prąd elektryczny przenosi ciepło z jednej strony elementu Peltiera na przeciwną i tworzy różnicę temperatur.
Jeśli strona grzewcza elementu Peltiera jest chłodzona, na przykład za pomocą grzejnika i wentylatora, temperatura strony zimnej staje się jeszcze niższa. W ogniwach jednostopniowych, w zależności od rodzaju ogniwa i wielkości prądu, różnica temperatur może wynosić do ok. 70 K/
Opis
Element Peltiera jest konwerterem termoelektrycznym, który po przyłożeniu napięcia jest w stanie wytworzyć różnicę temperatur na płytach, czyli pompować ciepło lub zimno. Prezentowany element Peltiera służy do chłodzenia płyt komputerowych (podlega sprawnemu odprowadzaniu ciepła), do chłodzenia lub podgrzewania wody. Elementy Peltiera znajdują również zastosowanie w lodówkach przenośnych i samochodowych.
Element Peltiera zasilany napięciem 12 woltów.
Do ogrzewania wystarczy odwrócić polaryzację.
Wymiary płyty Peltiera: 40 x 40 x 4 mm.
Zakres temperatur pracy: od -30 do +70?..
Napięcie robocze: 9-15 woltów.
Pobór prądu: 0,5-6 A.
Maksymalny pobór mocy: 60W.
Śmieszne maleństwo podłączamy 12v+ - chłodzi, zmieniamy polaryzację, grzeje. Używany w wielu lodówkach samochodowych, przynajmniej mam jedną. Do schowka możesz dołączyć kompaktowy schemat, aby czekolada nie rozpuściła się latem! Do użytkowania i efektywnego użytkowania trzeba zastosować chłodnicę - jako test użyłem chłodnicy od procesora komputerowego, jest to możliwe z chłodnicą. Im lepsze chłodzenie, tym silniejszy i wydajniejszy efekt Peltiera. Po podłączeniu do akumulatora samochodowego o napięciu 12 V pobór prądu wynosił 5 amperów. Jednym słowem, żywioł jest żarłoczny. Ponieważ nie zmontowałem jeszcze całego obwodu, a jedynie wykonałem próby próbne, bez instrumentalnych pomiarów temperatury. Tak więc w trybie chłodzenia przez 10 minut pojawił się lekki mróz. W trybie grzania woda w metalowym kubku zagotowała się. Wydajność tej chłodnicy jest oczywiście niska, ale cena urządzenia i możliwość eksperymentowania sprawiają, że zakup jest uzasadniony. Reszta jest na zdjęciu 
Najlepiej zrobić lodówkę samochodową własnymi rękami na elementach Peltiera. Urządzenie takiej lodówki jest znacznie prostsze niż urządzenie, do którego jesteśmy przyzwyczajeni ze sprężarką i freonem jako czynnikiem chłodniczym. Pomimo tego, że lodówka kompresorowa ma wyższą wydajność niż ta oparta na efekcie Peltiera, ta ostatnia jest preferowana w samochodach. Ponieważ ma inne ważne zalety: mniejsze wymiary i cichą pracę.
Technologia klimatyzacji kompresorowej jest nadal stosowana w samochodach, na przykład w klimatyzacji. Wyjaśnia to fakt, że klimatyzator chłodzi dużą objętość i nie można go wykonać w oparciu o efekt Peltiera. Ponadto klimatyzator musi odprowadzać ciepło z kabiny pasażerskiej dalej, niż pozwala na to konstrukcja elementu Peltiera. Jeśli masz stary klimatyzator domowy, nie spiesz się z radością, ponieważ prawdopodobnie nie będziesz w stanie zrobić z niego lodówki samochodowej.
Efekt Peltiera polega na tym, że gdy prąd elektryczny przepływa przez styk dwóch półprzewodników o różnych typach przewodności (złącze p-n), w zależności od kierunku prądu, albo się on ochładza, albo nagrzewa. Wyjaśnia to oddziaływanie elektronów z drganiami termicznymi atomów sieci krystalicznej. A kiedy prąd przepływa przez złącza połączone szeregowo, energia cieplna pochłonięta przez jedno złącze p-n jest uwalniana na innym.
Jeśli umieścisz element Peltiera tak, aby jedno złącze p-n znajdowało się w pojemniku z dobrą izolacją termiczną, a drugie na zewnątrz, otrzymasz małą lodówkę, która ma wystarczającą moc z zapalniczki samochodowej. Kolejną lodówką, która działa bez kompresora, jest lodówka absorpcyjna. Z tak starej jednostki można zrobić lodówkę w samochodzie. Ale w tym przypadku projekt będzie zależał od tego, co masz, więc na pewno będziesz musiał zmienić grzejniki i termostaty na 12-woltowe.
Do produkcji obudowy potrzebne będą materiały:
Jeden element Peltiera nie będzie w stanie znacząco schłodzić dużej objętości, dlatego dla jednego elementu termoelektrycznego nie rób obudowy większej niż 40×40×30 cm.
Do cięcia płyty pilśniowej użyj wyrzynarki elektrycznej lub piły tarczowej, ale jeśli nie masz ich w swoim arsenale, wystarczy zwykła piła do metalu z drobnym zębem. Z arkuszy MDF, za pomocą narożników i nitów, złóż pudełko, które będzie korpusem Twojej minilodówki. Umieść rogi od wewnątrz, aby nity były pewniej trzymane. Wszystkie ubytki w połączeniach pomiędzy elementami konstrukcyjnymi wypełnić szczeliwem. Po wyschnięciu szczeliwa przyklej wewnętrzną powierzchnię powstałego pudełka grzałką. Użyj do tego "płynnych paznokci".
Przyklej uszczelkę piankową na górnych końcach ścian. MDF jest bardzo higroskopijny, dlatego przed wklejeniem korpusu należy go zagruntować. Zamiast podkładu rozcieńczyć trochę PVA wodą (dodaj 2 części płynu do 1 części kleju). Zalej obudowę, pozostaw do wyschnięcia i przykryj ceratą. Nie naklejaj drzwi, ponieważ są to grzejniki, a wklejanie wpłynie negatywnie na przenoszenie ciepła.
Do tego będziesz potrzebować:
Najpierw musisz wykonać dwa grzejniki z aluminium, zamontować między nimi element chłodzący i oddzielić je od siebie arkuszem izolacji termicznej. Ten projekt będzie drzwiami lodówki w niepełnym wymiarze godzin. Przy wymiarach zewnętrznych obudowy 40x40x30 cm górny grzejnik powinien mieć wymiary 40x40 cm, ponieważ zakryje pudełko, a dolny 38x38 cm, ponieważ musi wejść do środka. Z płyty izolacyjnej wyciąć kwadrat 38×38 cm, wyciąć w jego środku otwór zgodnie z rozmiarem elementu chłodzącego i przykleić go do mniejszego grzejnika „płynnymi gwoździami”. Przylutuj przewody zasilające do zacisków elementu (musisz zastosować „+” do wyjścia czerwonego, a „masę” do czarnego).
Powstałe drzwi przymocuj do zawiasów, a do obudowy w taki sposób, aby po ich zamknięciu mniejszy grzejnik dostał się do wnętrza obudowy. Aby wyciągnąć przewody z obudowy, nałóż na nie kawałek gumowej rurki o odpowiedniej średnicy. 
Wywierć otwór nieco mniejszy niż zewnętrzna średnica rury w płycie górnej obok styków przyłącza zasilania chłodnicy. Przeciągnij przez nią druty, pozostawiając rurkę w otworze, aby drut nie ocierał się o jego krawędzie. Przymocuj wentylator do drzwi, przodem do nich, i podłącz go do tej samej pary przewodów. Pozostaje założyć zatrzask i jakiś uchwyt do przenoszenia urządzenia i generator zimna jest gotowy.
Aby dowiedzieć się, jaki prąd pobiera wbudowany klimatyzator, dodaj prąd znamionowy wentylatora z tym samym parametrem elementu chłodzącego. Następnie pozostaje tylko wybrać z katalogu sekcję drutu odpowiadającą temu prądowi. Poniżej znajduje się fragment podręcznika wystarczający do podjęcia decyzji w tej sprawie. Dla długości połączenia do 2 m:
Przy długości połączenia 3 m:
Jeśli klimatyzator pobiera więcej prądu niż bezpiecznik zapalniczki, należy podłączyć go do zacisków akumulatora za pomocą własnego bezpiecznika. Ale zaoszczędzisz na złączu do podłączenia do gniazda zapalniczki.
Przekrój drutu jednożyłowego S po zmierzeniu jego średnicy d można obliczyć według wzoru - S \u003d π * (d / 2) 2. Aby określić przekrój drutu skręconego, należy policzyć liczbę żył pod izolacją, obliczyć przekrój jednego i pomnożyć przez ich liczbę.
Jeśli nie masz suwmiarki, możesz określić średnicę pełnego drutu za pomocą zwykłej linijki. Aby to zrobić, nawiń 10 zwojów drutu dookoła śrubokrętem i zmierz długość powstałego uzwojenia za pomocą linijki. Podziel wynik przez 10, aby uzyskać średnicę drutu.
Zasilanie urządzenia musi być napięciem prądu stałego nie większym niż 15 V. Małe tętnienia nie zakłócają pracy. Oznacza to, że klimatyzator domowej roboty nie wymaga specjalnych warunków i można go po prostu podłączyć do sieci pokładowej samochodu z osprzętem elektrycznym 12 V. Właścicielom pojazdów o napięciu sieci pokładowej 24 V zaleca się szeregowe połączenie dwóch elementów chłodzących.
Termoelektryczny klimatyzator chłodniczy oparty na efekcie Peltiera ma następujące zalety: 
Wady chłodnic Peltiera:
Lodówka własnej roboty oczywiście nie zauważy klimatyzacji ani klimatyzacji, ale w każdym razie ułatwi podróżowanie w czasie upałów.
Mistrz, który zbudował tę lodówkę, jest inżynierem elektronikiem z szerokim zakresem zainteresowań, od historii po sport, od prawa po podróże. Ostatnim hobby mistrza jest robienie wina w domu. Tutaj przydaje się jego wiedza inżynierska. Nie do robienia wina, do przechowywania go.
Wino musi być przechowywane w niskich temperaturach, maksymalnie od 10 do 18°C, a lodówki są drogie, aby je prawidłowo przechowywać. Wtedy mistrz postanowił sam zrobić taką lodówkę.
Krok drugi: projekt kadłuba
Zadając pytanie, z czego zrobić ciało, mistrz zdecydował się na piankę. Mistrz tłumaczy swój wybór materiału jego niską przewodnością cieplną, odpornością na wilgoć, wytrzymałością i łatwością obróbki.
W lodówce mistrz zastosował płyty o grubości 4 cm.Wymiary wewnętrzne lodówki to 380 x 360 x 320 mm. W takiej lodówce umieszczone są cztery pięciolitrowe butelki wina.
Mistrz podkreśla, że element Peltiera pracuje nieprzerwanie, tylko z inną mocą. Taki schemat pozwoli elementowi pracować znacznie dłużej. Schemat kontrolera znajduje się poniżej i możesz uzyskać bardziej szczegółowe informacje
Można to uznać za luksus. Ale to całkiem przydatna rzecz. Tutaj możesz umieścić lody, wodę gazowaną, przetransportować mrożonki i wiele więcej. W sklepie na takie urządzenie będą wymagały znacznej ilości, więc sensowne jest złożenie lodówki samochodowej własnymi rękami. W dodatku jest ciekawa, prosta i kilkakrotnie tańsza. Możesz również wykonać lodówkę o dowolnym kształcie i rozmiarze tak, aby wygodnie mieściła się w przygotowanym miejscu w samochodzie. Według autora koszt takiego domowego produktu wynosi 1000 rubli.
Jako element chłodzący stosuje się element Peltiera (jest to płyta, która po przyłożeniu do niej napięcia nagrzewa się z jednej strony, a schładza z drugiej). Potrzebna będzie również jedna lub więcej (w zależności od wielkości lodówki) lodówek komputerowych z radiatorami. Można je również uzyskać za darmo, jeśli istnieją komputery, które nie są potrzebne.
Materiały i narzędzia do domowej roboty:
- ekstrudowana pianka polistyrenowa;
- linijka;
- długopis, pisak lub inny przyrząd do pisania;
- nóż biurowy;
- Elementy Peltiera (można kupić, nie są drogie);
- chłodnice komputerowe z chłodnicami;
- pianka poliuretanowa;
- przewód ze złączem do zapalniczki;
- płytka termostatu;
- lutownica, nożyczki i inne.
Proces produkcji lodówki:
Krok pierwszy. Produkcja kontenerów
Ogólnie rzecz biorąc, początkowo autor chciał zrobić pojemnik na termos, który utrzymałby w środku chłód. Oznacza to, że do transportu schłodzonych produktów na krótkie odległości. Ale potem pojemnik zamienił się w pełnoprawną lodówkę.
Pojemnik składany jest ze styropianu, jako kleju stosowana jest pianka poliuretanowa. To dobrze, ponieważ pianka hermetycznie uszczelnia wszystkie pęknięcia. Najważniejszą rzeczą w projekcie jest dobra izolacja termiczna, im lepiej utrzymywane jest zimno, tym bardziej wydajna i oszczędna będzie lodówka.
Możesz wybrać dowolne wymiary, według własnych potrzeb, do montażu autor potrzebował arkusza styropianu o wymiarach 1200x600 mm i grubości 50 mm. Arkusz jest po prostu wycinany zgodnie z szablonem, a następnie wklejany w drogocenne pudełko za pomocą pianki montażowej.
Do klejenia nakłada się piankę i odczeka 1 minutę, następnie należy dociskać części przez 5 minut i jednocześnie upewnić się, że się nie poruszają. W rezultacie zbędny będzie tylko mały kawałek styropianu, zaznaczony na schemacie na szaro.
Krok drugi. Instalacja elementu chłodzącego
Aby zrobić pełnoprawną lodówkę, potrzebny jest element chłodzący, tutaj jest elektryczny - to jest element Peltiera. Osobliwością tego urządzenia jest to, że po przyłożeniu do niego napięcia jedna strona staje się bardzo zimna, podczas gdy druga się nagrzewa. Aby więc element Peltiera się nie wypalił, należy odprowadzić ciepło z jego gorącej strony. Chłodnica od komputera z chłodnicą, która chłodzi procesor, świetnie spisuje się z tym zadaniem.
Najmocniejszy element Peltiera będzie kosztował około 130-150 rubli (moc 60 W).
Teraz stopień zimna w lodówce będzie kontrolowany przez elektronikę, co również zmniejszy straty energii.
Krok trzeci. Montaż konstrukcji
W pokrywie lodówki należy wykonać otwór, aby zainstalować chłodziarkę. Kształt otworu powinien być taki sam jak na zdjęciu. Następnie szwy są smarowane uszczelniaczem i instalowana jest konstrukcja grzejników. Ważne jest, aby nie pomylić, gdzie jest zimna strona, a gdzie jest gorąca. Pokrycie można wstępnie pomalować, co zwiększa sztywność styropianu.
Podczas walki o przyjazność dla środowiska i przyzwoitą egzystencję zwraca się uwagę na najdrobniejsze szczegóły. Zmęczony ciągłym hałasem chłodnicy w procesorze - pamiętaj, urządzenie wymaga chłodzenia, w przeciwnym razie BIOS po prostu odetnie jednostkę systemową wraz z systemem operacyjnym. A w upale chcesz ciszy i spokoju. Znaleziono rozwiązanie. Mówili, że lodówki żyją nie tylko ze sprężarkami, powstały alternatywne modele. Zastanówmy się, może uda nam się złożyć lodówkę własnymi rękami.
Wspomniane w recenzjach o lodówkach adsorpcyjnych działających na niebieskim paliwie. Spalanie gazu powoduje cyrkulację czynnika chłodniczego i chłodzenie komór. Niewątpliwą zaletą konstrukcji jest cisza. Słychać delikatny syk od spalania paliwa, przepływ cieczy przez rurki. Ale rozwiązanie nie jest jedyne. Pisali, że drogie lodówki samochodowe działają na innej zasadzie – na elementach Peltiera.
W 1834 r. ustalono, że gdy prąd stały przepływa przez przewodniki i półprzewodniki, ciepło jest uwalniane lub pochłaniane. Efektu tego nie przypisywano prawu Joule'a-Lenza: w tym drugim przypadku wydzielano ciepło, ale chłodzenie pozostawało nieosiągalne. Nikt nie podał naukowego wyjaśnienia, ale okazało się, że gdy prąd przepływa w jednym kierunku, ciepło jest pochłaniane, w drugim jest uwalniane!
Znany jest przypadek, kiedy uczeń zgłosił się do nauczyciela na temat technologii cyfrowych, komputery nie nabrały jeszcze dzisiejszej siły. Procesory Pentium II właśnie pojawiły się na rynku rosyjskim, choć w USA były oczywiście już czwarte. Sprowadzało się to do zasilania mózgu komputera, do chęci ciągłego obniżania napięcia.
Zauważyliśmy, że procesor zużywa 75 watów. Jednocześnie napięcie zasilania utrzymywało się w okolicach 3 V. Okazuje się, że mały kryształek pobierał prąd… 25 A. Żaden akumulator podczas ładowania nie jest do tego zdolny. Nauczyciel mówił, ale nie do końca miał rację.
Przy określonym niskim napięciu procesor faktycznie pobiera gigantyczny prąd, część mocy zużywana jest na potrzeby użytkowe, a ciepło jest nieuchronnie uwalniane do otoczenia. I namacalne! Bez chłodnicy procesor mógłby osiągnąć temperaturę wrzenia, rozgrzewałby się dalej, ale systemy zabezpieczające wcześniej wyłączą zasilanie. Okazuje się, że procesor pobiera bardzo dużo energii. Ostatnio na rynku pojawiły się elementy Peltiera, które mają chłodzić szalejący mózg. Pewien użytkownik zauważył, że procesor ostygł… do minus 10 stopni Celsjusza. Robi wrażenie?
Elementów Peltiera nie można nazwać tanimi. Jak na ich podstawie zbudować domową lodówkę: umieść ją równolegle w izolowanym termicznie pojemniku, w którym temperatura będzie stopniowo spadać. Ale moc zamrażania lodówek nie jest mierzona w watach, jest obliczana na podstawie ilości (w kilogramach) produktów, których temperaturę można obniżyć do z góry określonej. Nie wiemy, co oznacza stwierdzenie, że moc elementu Peltiera to 77 watów. Przy cenie 300 rubli za sztukę warto spróbować obliczyć koszt domowej lodówki, korelując wskazane parametry. Proponujemy inną ścieżkę.
Pamiętaj, w recenzjach podali metodologię określania wymaganej mocy ogrzewania pomieszczeń, a teraz używamy jej w odwrotnej kolejności. Etapy eksperymentu:
Wychodzimy z tego, że straty ciepła zależą liniowo od różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz domowej lodówki. Przechodzimy od prostych do złożonych:
Resztę wniosków czytelnicy wyciągną sami: domowa lodówka da 2 stopnie ciepła w skali Celsjusza, jeśli urządzenie będzie wyposażone w trzy elementy Peltiera z chłodnicami. Dopuszczalne jest uogólnienie doświadczenia, wybór optymalnej izolacji, zmiana warunków. Na przykład chłodnice należy usunąć, aby nie hałasowały i nie marnowały energii. To uprości projekt. Ale chcemy ostudzić zapał wynalazców: w prawdziwych, nie domowych lodówkach, używane są dwa wentylatory, do obiegu zimnego i gorącego. Eksperyment.
Lodówka będzie tolerować zasilanie komputera. Pamiętaj, ile procesor zużywa! Element Peltiera jest daleki od głównej rzeczy w środku. Napięcie jest już regulowane z góry, nie musisz szukać rzadkich części. Kupujesz trzy elementy Peltiera do samodzielnego wykonania lodówki, pobierasz zasilacz ze starego komputera, budujesz pudełko z dwoma chłodnicami i otrzymujesz gotowy produkt. Co więcej, może być zasilany z akumulatorów samochodowych.
Zasada działania lodówki jest tak oczywista, że zrozumiała dla dzieci. Gdy zmienia się kierunek prądu, elementy Peltiera pracują nagrzewając się. Dobrze jest mieć pod ręką ciepłe jedzenie, gdy w pobliżu nie ma podgrzewacza. W tym drugim przypadku prawo działa w przeciwnym kierunku. Trzy elementy Peltiera w domowej lodówce zapewniają temperaturę o 18 ºС wyższą niż temperatura otoczenia. Jeśli w aucie jest ich 25, w polu pojawi się 43. Wystarczy jeść i nie narzekać. Okazuje się, że już dwa urządzenia w jednej osobie.
Dziękujemy autorowi filmu na YouTube za świetny pomysł na samodzielne wykonanie lodówki. Niech pomysł nie odniesie sukcesu, ale tylko dlatego, że wolumen jest duży. Elementy procesora Peltiera nie są tak wydajne, aby samemu pokonać dużą objętość, która nie jest w pełni ukończona.
