Наверняка каждый из Вас знает, что нагрев помещений от систем центрального отопления осуществляется при помощи радиаторов путем конвекции и теплового излучения. Также многим из Вас известен термоэлектрический элемент Пельтье, на основе которого создают небольшие автомобильные холодильники, системы охлаждения компьютерных процессоров, и другие устройства.
Кроме того, что этот модуль может создавать разность температур на противоположных его поверхностях при подаче на него напряжения, эффект Пельтье работает и в обратную сторону. То-есть, при создании разницы температур, он преобразует тепловую энергию в электрическую.
В данной статье Игорь, автор одноименного YouTube канала «Игорь Белецкий», расскажет Вам как можно получить немного электричества от системы отопления.
Этот проект очень прост в изготовлении, и может быть повторен в домашних условиях.
Материалы, необходимые для самоделки.
— Термоэлектрические модули Пельтье TEC1-127xx
— Модуль Пельтье с радиатором и вентилятором
— Повышающий модуль 0,9 В ~ 5 В USB разъем
— USB светильник с сенсорным выключателем
— Термопаста, алюминиевая фольга, припой
— П-образный алюминиевый профиль, полоса, болты, саморезы
— Старый радиатор от компьютерного процессора.
Инструменты, использованные автором.
— Шуруповерт, сверла по металлу
— Электрический паяльник с регулируемой температурой
— Цифровой инфракрасный термометр
— Отвертка с набором бит.
Процесс изготовления.
Первым делом нужно закрепить на трубе отопления своеобразный хомут, имеющий с одной стороны плоскую площадку размерами не менее 50X50 мм. Для этого прекрасно подойдет П-образный алюминиевый профиль.
Для того, чтобы тепло хорошо передавалось к площадке, мастер уплотнил соединение стальной трубы отопления с профилем при помощи бытовой алюминиевой фольги. При этом нужно постараться, чтобы в таком уплотнении было минимальное количество пустот — они будут препятствовать передаче тепла.
Данная конструкция не должна нарушить целостность трубы, тем более, если Вы будете устанавливать ее на систему центрального отопления.
Игорь использовал один из самых распространенных термоэлектрических модулей Пельтье TEC1-12705. Этот полупроводниковый элемент представляет собой две керамические пластины, между которыми заключены 127 полупроводниковых «столбиков» (отсюда и первые три цифры в модели).
Последняя пара цифр означает максимальный ток, потребляемый элементом в режиме холодильника от источника 12В. TEC1-12705 потребляет до 4,3-4.6A (номинальный при 12 В), максимальный ток 5.8A - при напряжении 15В в момент запуска.
Размеры таких модулей составляют 40X40 мм, а толщина — от 3,2 до 4,0 мм.
Перед установкой модуля нужно определить его горячую и холодную поверхности, подав на него питание. Модуль нужно устанавливать на теплопроводе «холодной» стороной.
Вторую сторону модуля необходимо охлаждать при помощи обычного пассивного радиатора. Для этих целей отлично подходят старые радиаторы от компьютерных процессоров. Они весьма компактны, и обеспечат достаточную для генерации электроэнергии разницу температур.
На обе стороны модуля необходимо нанести термопасту для обеспечения наилучшей теплопередачи между элементами устройства.
Компьютерный радиатор прикручивается к алюминиевому профилю на пару саморезов по металлу. В итоге модуль весьма плотно фиксируется между ними. Необходимости в электрическом изолировании модуля от радиаторов нет, ведь его поверхности керамические, однако не следует допускать попадание внутрь модуля влаги или проводящей термопасты.
Для нормальной работы устройства необходима достаточно большая разность температур. Трубы отопления должны иметь температуру в 55 и более градусов, а воздух в помещении — около 21.
Измерять температуру различных объектов бесконтактным способом очень удобно при помощи цифрового инфракрасного термометра. В случае автора, батареи прогреты до 60 градусов.
Все же, данной разницы температур недостаточно для получения напряжения более 1,2 В. Поэтому необходимо использовать специальный DС-DC повышающий модуль. Он начинает работать при напряжении 0,8-0,9 В на входе. При этом на выходе получается 5В постоянного тока.
Эта модель преобразователя имеет USB порт, к которому удобно подключать различные устройства, в том числе заряжать телефоны.
Игорь создавал этот проект для обеспечения питанием небольших светодиодных светильников, которые послужат фоновой подсветкой в ночное время, либо как аварийные. Такая подсветка будет хорошим дополнением для темного осенне-зимнего периода.
К преобразователю можно подключить вот такой USB светильник с сенсорным выключателем.
В итоге от установленного устройства хорошо работает светодиодный светильник, а радиатор рассеивает немного дополнительного тепла, прошедшего через модуль Пельтье.
Конечно, можно установить несколько таких модулей, и подключить их последовательно. Тогда напряжение на выходе цепи будет выше. При этом можно использовать как раздельные радиаторы, так и один общий, больших размеров.
Вместо светильника можно попробовать подключить компьютерный вентилятор, которым будет обдуваться радиатор. Такое решение может немного увеличить теплоотдачу от системы отопления, но никак не сравнится с установкой дополнительной батареи.
Эффективнее всего можно использовать возможности элемента Пельтье в тандеме с буржуйкой или другими похожими устройствами, ведь разность температур в этом случае будет намного больше.
Кстати, на али есть уже готовые сборки Пельтье с радиатором и вентилятором.
Благодарю Игоря за интересный способ получения электроэнергии от тепла системы отопления.
Всем хорошего настроения, крепкого здоровья, и интересных идей!
Авторское видео можно найти здесь.
0 Комментарии