پروژه های آردوینو

المان خنک کننده یا TEC چیست؟

المان خنک کننده

قطعه ای که در شکل فوق می بینید یک المان خنک کننده است .المان های خنک کننده یا TEC یا صفحات Peltier قطعاتی هستند که با اعمال ولتاژ به دو سر آن ها با عبور جریان الکتریکی باعث ایجاد یک اختلاف دمای نسبتا بالا بین دو صفحه آن می شود.به طوری که گرما از یک سمت به سمت دیگر منتقل می شود.

المان خنک کننده

تاریخچه:

درسال 1834 شخصی به نام چارلز پلتیر کشف کرد که عبور جریان اکتریکی از بین اتصال دو فلز با جنس مخالف می تواند منجر به تغییرات دمایی شود. این پدیده به “اثر پلتیر” شهرت یافت .بعد ها دانشمندی به نام EMIL LENZ دریافت که عبور جریان از اتصال دو فلز  بیسموت-آنیموان می تواند تغییرات دمایی در حد یخ زدن آب به وجود بیاورد.و همچنین تغییر جهت جریان می تواند یخ به وجود آمده را ذوب کند . اما تجاری سازی این پدیده تا قبل از یک دهه پیش امکان پذیر نبود. امروزه این تکنولوژی در قالب ماژول های TEC در ابعاد و اندازه های مختلف در بازار یافت می شود .

موارد استفاده از المان های خنک کننده یا صفحات TE

از صفحات TEC یا پلتیر در ساخت تجهیزات خنک کننده ، دستگاه های تهویه هوا ، خنک کردن آب ، تجهیزات پزشکی ، نگهداری مواد غذایی ، ساخت یخچال برای اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد.

نگاهی به ساختمان داخلی صفحات TEC :

المان های خنک کننده یا پلتیر در در فرم ها و شکل های مختلفی تولید می شوند.به طور معمولا این ماژول ها از یک آرایه از قطعات نیمه هادی تشکیل شده اند که به ترتیب در بین دو صفحه سرامیکی قرار گرفته اند . ماژول های TEC دو سیم دارند که وقتی ولتاژ به دو سر آن ها اعمال می شود باعث ایجاد اختلاف دما بین دو صفحه ماژول می شود به طوری که یک طرف به شدت سرد و طرف دیگر کاملا گرم می شود .اگر پلاریته ولتاژ بین این دو سیم برعکس شود اختلاف دما نیز برعکس می شود . یعنی صفحه ای که سرد بود گرم و صفحه ای که گرم بود سرد می شود.

المان خنک کننده

مزایای استفاده از المان های خنک کننده :

  • دستکاههایی که با ماژول های TEC سرما تولید می کنند نسبت به یخچال ها نیاز به کمپرسور ندارند به همین دلیل کم حجم هستند و وزن پایینی دارند.
  • برخلاف دیگر دستگاه های سرمایشی صفحات پلتیر ( PELTIER ) خالی از گاز های مخربی مانند فریون هستند به همین دلیل کاملا سازگار با محیط زیست هستند.
  • چون هیچ بخش مکانیکی متحرک ندارند تولید سرما با ماژول های سرد کننده کاملا بدون صدا و ایجاد نویز است.
  • در صورت استفاده از کنترلر دما برای المان های سرد کننده می توان توان به دمای دقیق و سرعت پاسخ دهی بالا دست پیدا کرد.

معایب ماژول های TEC :

  • مصرف انرژی بالا و اتلاف زیاد المان های سرد کننده بزرگترین مشکل آن هاست . به همین دلیل راندمان این قطعات پایین است.
  • المان های سرد کننده توانایی محدودی در تبدیل گرما دارند به همین دلیل ممکن است در مکان های با گرمای بالا نتوان به نتیجه مطلوب دست یافت .
  • تکنولوژی ساخت المان های خنک کننده نوپا و کاملا جدید است به همین خاطر هنوز در ابتدای راه خود قرار دارند.

پارامترهای مهم هنگام خرید المان خنک کننده

اگر به نوشته روی ماژول های TEC توجه کنید عبارتی شبیه زیر می بینید.

المان خنک کننده

علاوه بر موارد فوق هنگام خرید یک ماژول TEC باید به چند پارامتر مهم توجه کنید :

  • حداکثر اختلاف دمای ایجاد کننده توسط TEC یا Tmax∆ : این پارامتر حداکثر اختلاف دمای ایجاد شده توسط ماژول را بیان می کند . این مقدار را می توانید در دیتاشیت المان خنک کننده مشاهده کنید. فرض کنید این مقدار برای TEC1-12706 برابر 70C باشد. آیا این بدان معنی است که اگر یک صفحه پلتیر را در یک محیط گرم روشن کنیم اختلاف دمای 70C درجه بین دو طرف آن ایجاد می شود ؟ خیر ، این برای شرایط ایده آل است و در عمل تقریبا امکان پذیر نیست.برای به وجود آوردن همچین شرایطی فاکتورهای گوناگونی تاثیر گذار است.حداکثر اختلاف دما زمانی ایجاد می شود که هیچ گرمایی از سمت گرم به سمت سرد منتقل یا نشت نشود که این کار در عمل تقریبا امکان پذیر نیست .اما می توان با استفاده از هیت سینک HEAT SINK مناسب و فن های بهتر با خروج گرما از قسمت گرم به شرایط ایده آل نزدیک شد .
المان خنک کننده
  • حداکثر ولتاژ اعمالی به المان سرد کننده (Vmax) : این پارامتر حداکثر ولتاژ قابل اتصال به ماژول را نشان می دهد این مقدار معمولا 12v است . توجه داشته باشید که اعمال ولتاژ بالاتر باعث آسیب دیدن المان خنک کننده می شود.
  • حداکثر جریان مصرفی یا Imax : این پارامتر حداکثر جریان مصرفی المان خنک کننده را نشان می دهد .ماژول های موجود در بازار رنج جریان مصرفی متفاوتی دارند که معمولا بین ۴ تا ۲۰ آمپر یا بیشتر متغییر است . در ضمن این ماژول ها را بر حسب توان مصرفی نیز دسته بندی می کنند. طبق رابطه P=VxI با قرار دادن ۱۲ ولت به جای V و توان مصرفی به جای P می توان به جریان مصرفی TEC پی برد و یا اینکه از طریق پارت نامپر آن مانند آنچه در تصویر بالاتر توضیح داده شد می توان جریان مصرفی TEC را محاسبه نمود . جریان مصرفی یک ماژول TEC بسیار مهم است .چرا که براساس این پارامتر باید منبع تغذیه با جریان دهی مناسب را انتخاب نمود. اتصال ماژول به منابع تغذیه با توان خروجی پایین باعث افت ولتاژ در منبع تغذیه می شود که نتیجه اختلاف دما مطلوب نخواهد بود.




32 دیدگاه

  • سلام من یه آب سرد کن درست کردم ۲ سال پیش از دو عدد المان ۱۵ آمپر با رادیات آبی گرماش رو میگیره خودم درست کردم اما بعد از حدود ۲۰ روز یکی از المان ها میسوزه عوض میکنم ۲۰ روز دیگه اون یکی میسوزه تا به حال ۷،۸ تا المان عوض کردم علتش چی میتونه باشه،توضیح اینکه پاور سوییچینگ ۳۰ آمپر ۱۳ ولته،خودشم اتوماتیک کردم با ماژول ترموستات که دمای به ۱۰ درجه میرسه قطع میکنه حجم آب سرک کنم ۱۵ لیتر خواهشن بگین ایراد کجاست،،ممنون??????

    • با سلام
      اگر نتوانی گرمای بوجود آمده در طرف دیگر بطور مناسب دفع کنی باعث سوختن المان میشود

  • سلام وقتتون بخیر. ببخشید دمای این المانهای رو میشه کنترل کرد یا تغییر داد؟ اگه میشه چجوری؟ مثلا با پتانسیومتر و..

    • برای کنترل دمای TEC باید از کنترلر مخصوص اون استفاده کرد که متاسفانه توی ایران موجود نیست . اما تیم طراحی فارس الکترونیک اقدام به ساخت یک کنترلر حرفه ای برای این المان ها نموده است که به زودی روی سایت قرار خواهد گرفت

  • سلام من یک رطوبت گیر با دو پلتیر 15 آمپر ساختم منبع 12 ولت 40 امپر دارم و فن قسمت گرمش هم 25 سانتی 2800 دور خیلی قویه . هیت سینک گرم 15*12 و هیت سینک قسمت سردش 4*4 هستش مشکل من اینه که در قسمت سرد برفک میزنه و فک میکنم این باعث کم شدن راندمان میشه میشه بگید باید چیکار کنم که تقطیر بیشتر داشته باشم ؟ ممنون

    • سلام
      رطوبت موجود در هوا همیشه به سمت جای سرد میرود. مثل فریزر که وقتی در آن را باز می کنید باعث جذب رطوبت و تولید برفک می شود . اما فریزهای بدون برفک مکانیزمی دارند که باغث می شود در زمان های خاصی عمل سرد کردن متوقف و با فعال کردن هیترهایی برفک موجود را ذوب و ار محفظه خارج می کنند . برای پلتیر نیز شما باید همچین کاری را انجام دهید و زمانی که برفک زیاد شد دستگاه را خاموش و برفک را خارج کنید .

    • سلام
      یه تایمر بزار برای تغییر پلاریته با یه ترمودیسک سری بکن(ترمودیسک بخاطر این باید باشه که درصورت وجود برفک اجازه تغییر پلاریته رو بده)
      اصطلاحا میشه دیفراست کردن سیستم، البته باید مسیر درین آب ناشی ازذوب شدن برفک هم تعبیه شده باشه
      خوش باشی

  • سلام … من یه المان tec-12710خریدم … میخام یه آبسردکن درست کنم… آداپتور دوازده ولت 10 آمپرم گرفتم
    حالا میخام ببینم اگه برای دفع گرماش از یه منبع دیگه که با آب پر شده استفاده کنم مشکلی پیش نمیاد؟
    ینی به جای اینکه کلی کار برای دفع گرماش مثلن گذاشتن هیت سینک بکنم…. یه اپشن به وسیلم اضافه کنم… ینی با یه تیر دو نشون بزنوم.. هم گرماشو دفع کنم هم اب گرم درست شه D:
    به نظر شما گرماش خوب دفع میشه ؟؟؟ المانم نسوزه 😐

    • سلام
      فکر خوبیه فقط باید آب به صورت دائم در قسمت گرم در گردش باشه و اینکه به طور مستقیم با المان در تماس نباشه . درست مثله رادیاتور ماشین.

  • سلام،دوست و استاد عزیز.من میخوام هم از طرف سرد المان سرما بگیرم و هم با تغییر جریان از طرف گرمش گرما بگیرم،لطفا بفرمایید امکانه اینکه با تغییر جریان در حالتی که به دوطرف المان هیت سینک و فن متصل کنم میتونم تو یه فضای بسته سرما بگیرم و هر وقت خواستم جریان رو برعکس کنم و تو همون فضای بسته گرما داشته باشم؟یچیزی مثه یخجال،که هر وقت میخوام سرد بشه و هر وقت میخوام گرم بشه.و اینکه این المان ها حداکثر دمایی که میتونن تحمل کنن چند درجه هست؟ممنون

    • سلام
      با تغییر جهت جریان صفحه سرد و گرم هم عوض میشه. برای تولید گرما روش های بهتری هست مثل المنت. به نظرمن پیشنهاد خوبی نیست.

  • خسته نباشید دوست عزیز این ماژول کنترلری که گفتید طراحی کردید الان اناده فروش دارید و ویژگی های چیه

  • سلام خسته نباشید
    من قصد دارم که یک یخچال کوچیک خونگی درست کنم
    یک المان خنک کننده ۱۲ ولت ۱۵ آمپری خریدم
    می خواستم بدونم اندازه هیت سینک چقد مهمه و اگه هر دو طرف رو هیت سینک یه اندازه بکار ببرم چه تفاوتی می کنه چون وقتی به فیلم ها نگاه می کنم یه هیت سینک رو کوچیک می زارن یکی رو بزرگ بعد از اون می خواستم بدونم هیت سینک هر چقد بزرگتر باشه بهتره ؟

    • سلام
      بله هر چه هیت سینک بزرگتر باشه بهتره و راندمان المان رو بالا می بره . هم در قسمت گرم و هم در قسمت سرد.

  • خیلی ممنون
    ببخشید بازم سوال داشتم
    می خواستم بدونم فن باید باد رو به داخل هیت سینک بفرسته یا برعکس ؟
    بعدش خمیر سیلیکون استفاده ازش واجبه یا نه ؟

    ممنون

  • ببخشید من متوجه نشدم
    فن باید باد رو به داخل هیت سینک بفرسته یا بر عکس ؟
    یعنی سمتی که فن باد رو با فشار از خودش خارج میکنه روی هیت سینک قرار بگیره ؟

    ممنون میشم اگه جواب بدید

  • ممنون از مطالب مفیدتون

    یه سوالی برام پیش اومد
    اگه سیم مثبت المان که قرمزه رو به اون قسمت مثبت اداپتور و منفی رو هم به منفی متصل کنیم
    کدوم طرف المان سرد میشه ؟ سمتی که روش عدد نوشته یا سمتی که خالیه ؟
    شما سایت خاصی رو براش فروش هیت سینک و همین چیز ها سراغ ندارید؟

    ممنون

    • سلام
      با اعمال ولتاژ به سیم قرمز و مشکی متوجه می شوید کدوم سمت سرد می شود. اگر ولتاژ رو برعکس کنید صفحه سرد و گرم جابه جا می شود.
      به زودی فروشگاه تجهیزات خنک کننده در سایت فارس الکترونیک راه اندازی حواهد شد.

  • از نظر بنده اسم این قطعه خنک کننده است و لزوما برای خنک کردن .گرمای ناشی از ان نیز بر اثر کار کرده اونه که حتما باید اونم به یه نحوی ترجیحا با هیتسینگ و فن خنک کنی.🤔

  • سلام نمونه12715 قابلیت این رو داره در فضای باز که دمای محیط 45 درجست ، دمای اب رو به 25 درجه برسونه ؟ با ترموستات 24 ساعت دمای آب همون 25 درجه بمونه
    از چه منبع تغذیه ایی باید استفاده کرد 15 آمپر یا 20 ؟

    • سلام
      بله این قابلیت رو داره . البته به حجم محیط نیز بستگی دار .
      برای این ماژول می تونید از یک منبع تغذیه 12 ولت 20 آمپر سویچینگ استفاده نمایید.

      • فضای باز حیاطه و 150 لیتر آب (حوض ماهی) ، جوابگو هست ؟ اگر نیست یه راهکار بهم بگید
        برای خنک کردن قسمت گرم میخوام از فن cpu استفاده کنم (DeepCool ICE EDGE MINI FS V2)

        ممنونم

  • سلام ممنون از مطلب مفیدتون میخواستم ببینم میشه با گذاشتن یدونه هیت سینک به قسمت سرد المان گرمای بیشتری از صرف گرم تر بگیرم ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟المان نسوزه

  • سلام من یه المان ۱۲۷۰۶ دادم هرکاری میکنم دمای قسمت سرد ازمثبت ۵ درجه کمتر نمیشه
    میخوام واسه ماشین یخچال درست کنم
    راهنمایی کنید لطفا

    • با توجه به مدل پلتیر شما من هم یک مینی یخچال با دو عدد ۱۲۷۰۶ ساختم و میتوانست روی ۱۰ درجه دما رو نگه داره پس شما باید مدل های قوی تر با بازدهی بیشتر تهیه کنید و حداقل دمای طرف گرمش رو به ۲۵ درجه برسونید تا طرف سرد پلتیر یخ بزند و برای یخچال پلتیر ۱۲۷۱۵ رو پیشنهاد میکنم …

دیدگاهتان را بنویسید

5 × پنج =