Элементы пельтье в автомобиле

Элементы пельтье в автомобиле

В связи с большим количеством мнений за/против, разрабатываю методику расчета и построения для всех желающих. Для проверки, всё испытаю на себе. Только инженерный подход, только хардкор!
Для желающих скопировать — не запрещаю. Но, пожалуйста, указывайте источник — эту страницу.
Спасибо Вам за продуктивные комментарии!

Условия:
— горячий промежуточный контур низкого давления с расширительным бачком и "мокрой" помпой;
— теплоноситель промежуточного контура: тосол (предполагается несъемная установка);
— элементы Пельтье типа TEC1-12706, 4 шт.;
— первичный теплообменник: алюминиевый водоблок 80х40х12 мм, штуцеры d=8мм;
— "холодные" радиаторы — тип О221-60, 4 шт. или О161-80, 2 шт.;
— вентиляторы 120мм, 1000rpm.

1,005 кДж/кг*К [кВт*с/кг*К]
— Средняя производительность 120мм вентилятора от ПК 70 м3/ч

20 дм3/сек (где-то указывают больше, но кое-где и поменьше).
Найдем массовую производительность вентилятора:
— при норм.условиях (0С, атм.давление) 29 гр воздуха = 22,4 дм3;
— при стд.условиях (20С, атм.давление) 29 гр воздуха = 22,4*0,932

24 дм3=0,024 м3;
таким образом, массовая производительность вентилятора mt=24,2 гр/сек=0,0242 кг/сек.

Таким образом, перепад температуры составляет дTв=P/(mt*Cm)

5 градусов.
Подобным образом можно рассчитать, что в предельно возможном режиме работы элементов возможен максимальный перепад температуры в целых 9,5 градусов. Прекрасно, салон автомобиля объемом 7,5 м3 в среднем режиме охладится на 10 градусов за

2. Расчет перепада температуры (нагрева) теплоностителя на водоблоке
— максимальная температура элементов TEC1 — не более 80гр.С (из референса и здравого смысла);
— плотность тосола при 80гр.С ро=1050 кг/м3;
— теплоемкость тосола при 80гр.С cm=3.500 кДж/кг*К;
— производительность бесщеточной "мокрой" 12V-помпы Vfr=250 л/час

Массовый расход через водоблок составляет Mt=0,07*1050=0,073 кг/сек.
дTт=P/(Mt*сm)

0,5 градусов.
Хмммм… В принципе, результаты вполне коррелируют с изученным материалом.
Но этот результат верен при 100% КПД элементов (сколько забираем из воздуха, столько и отдаем в теплоноситель). В реальных условиях (вангую) КПД элементов составит не более 30-40%, что дает нагрев теплоносителя на 2-2,5 градуса. Тоже норм, можно считать дальше.

3. Расчет перепада температуры на радиаторе охлаждения
Чуть выше производительность 120мм вентилятора от ПК 70 м3/ч

Читайте также:  Матрица lc420due sf u1

20 дм3/сек
При сечении воздушного канала S

15*15=225см2=2,25дм2, скорость воздушного потока составит Vв=20/2,25=8,88м/с. (позже чертеж выложу)
Для радиаторов типа О161-80 (возьмем в качестве легкодоступного варианта пока такие) указано тепловое сопротивление RQ=0,36 C/Вт для скорости Vв=6м/с. Принимаем для дальнейшего расчета это значение.
Максимальная мощность теплорассеяния для радиаторов этого типа dP=80Вт.
Для наших 2х штук максимальных 160 Вт — вполне достаточная величина.

Продолжение теории следует.

Практика
Приобретено:
— Помпа, водоблок, 4шт элементов ТЕС1-12706;
— два CPU-радиатора: GlacialTech Igloo 7200 для s754/939/AM2 и сток-Intel s478;
— термоклей Stars-922 (5гр/тюбик)
Отковыриваем вентиляторы, они пригодятся позже.
Отмываем с мылом поверхности.
Склеиваем!
Прижимаем грузом на 12 часов.

У автора канала “Cars and Upgrade” в машине нет кондиционера. Поэтому он решил сделать для своего авто на основе 3 элементов пельтье кондиционер, или охладитель с вентилятором. О принципах работы Пельтье и о том, где его дешево продают, читайте тут. Чтобы хотя бы прохладный воздух создать в салоне. Он не испытывал больших надежд на успешный результат своего проекта, но решил провести хотя бы экспериментальную проверку идеи. Использовал радиатор от водяного охлаждения компьютеры. Изготовил металлический контейнер для воды.

Элементы пельтье по 6 ампер каждый. Кулеры и радиаторы. Насос качает воду, перегоняет по кругу, охлаждает радиатор. Он должен был стоять в салоне, где фильтр для воздуха. Казалось бы, должно всё было бы работать. Термоэлементы пельтье не справляются. Есть некоторые охлаждение воды, на 10-15 градусов. Воздух охлаждается не так заметно. А для небольшого помещения внутри дома это неплохо, но в машине не будет чувствоваться эффект прохлады. Блок питания на 30 ампер. Он уже нагрелся. 6 ампер берёт один элемент пельтье. Умножить на 3 будет 18 ампер. Плюс кулера. Так что нагрузка на генератор будет очень большая. Это неэффективно.

Эксперимент проводится дома. Если температура в помещении 28 градусов, воздух выдувается из кондиционера не меньше 15 градусов. Дует прохладный воздух, но всё равно это недостаточно. Если всю конструкцию установить под капот автомобиля, поскольку происходит нагрев, всё равно, мощности для обеспечения комфорта в салоне автомобиля недостаточно.

Читайте также:  Учет посещаемости занятий учащимися таблица

Автор видео уже просмотрела некоторые ролики и послушал комментарии мастеров, которые уже изготавливали кондиционеры для своих машин. Некоторые из них говорят, что у них ничего не получилось. Другие утверждают, что кондиционер на элементах пельтье нормально работает в машине. Но опыт показывает, что даже 4 элемента пельтье не дают нужный режим. Мало мощности и слишком большой расход. Мастер предполагает, что есть установить 10-12 элементов, используя данную систему, может быть какой-то эффект охлаждения автомобиля. Ну возможно, придется менять конструкцию, меняя генератор или другие части. Это связано с большим расходом электроэнергии на их функционирования. Мастер предполагает, что дешевле и эффективнее будет поставить нормальный машинный кондиционер.
Далее смотрите ролик про устройство, работающее на двух Пельтье.

Еще одна установка для охлаждения, которую автор назвал прототипом кондиционера на 2 элементах пельтье. Видео снято на канале Hurrygun Tank. Технические характеристики, которые необходимо учитывать при изготовлении таких устройств. Один элемент пельтье потребляет 5 ампер. Напряжение питания 12 вольт. Соответственно, два элемента будут забирать 10 ампер. При этом разница температур, которые можно получить в салоне автомобиля составляет 4 градуса цельсия. Так показал опыт автора видеоролика. Можно сделать вывод, что нецелесообразно использоватьтермоэлементы пельтье для создания портативных кондиционеров для авто.

В связи с большим количеством мнений за/против, разрабатываю методику расчета и построения для всех желающих. Для проверки, всё испытаю на себе. Только инженерный подход, только хардкор!
Для желающих скопировать — не запрещаю. Но, пожалуйста, указывайте источник — эту страницу.
Спасибо Вам за продуктивные комментарии!

Условия:
— горячий промежуточный контур низкого давления с расширительным бачком и "мокрой" помпой;
— теплоноситель промежуточного контура: тосол (предполагается несъемная установка);
— элементы Пельтье типа TEC1-12706, 4 шт.;
— первичный теплообменник: алюминиевый водоблок 80х40х12 мм, штуцеры d=8мм;
— "холодные" радиаторы — тип О221-60, 4 шт. или О161-80, 2 шт.;
— вентиляторы 120мм, 1000rpm.

1,005 кДж/кг*К [кВт*с/кг*К]
— Средняя производительность 120мм вентилятора от ПК 70 м3/ч

Читайте также:  Перевести ккал в гигакалории

20 дм3/сек (где-то указывают больше, но кое-где и поменьше).
Найдем массовую производительность вентилятора:
— при норм.условиях (0С, атм.давление) 29 гр воздуха = 22,4 дм3;
— при стд.условиях (20С, атм.давление) 29 гр воздуха = 22,4*0,932

24 дм3=0,024 м3;
таким образом, массовая производительность вентилятора mt=24,2 гр/сек=0,0242 кг/сек.

Таким образом, перепад температуры составляет дTв=P/(mt*Cm)

5 градусов.
Подобным образом можно рассчитать, что в предельно возможном режиме работы элементов возможен максимальный перепад температуры в целых 9,5 градусов. Прекрасно, салон автомобиля объемом 7,5 м3 в среднем режиме охладится на 10 градусов за

2. Расчет перепада температуры (нагрева) теплоностителя на водоблоке
— максимальная температура элементов TEC1 — не более 80гр.С (из референса и здравого смысла);
— плотность тосола при 80гр.С ро=1050 кг/м3;
— теплоемкость тосола при 80гр.С cm=3.500 кДж/кг*К;
— производительность бесщеточной "мокрой" 12V-помпы Vfr=250 л/час

Массовый расход через водоблок составляет Mt=0,07*1050=0,073 кг/сек.
дTт=P/(Mt*сm)

0,5 градусов.
Хмммм… В принципе, результаты вполне коррелируют с изученным материалом.
Но этот результат верен при 100% КПД элементов (сколько забираем из воздуха, столько и отдаем в теплоноситель). В реальных условиях (вангую) КПД элементов составит не более 30-40%, что дает нагрев теплоносителя на 2-2,5 градуса. Тоже норм, можно считать дальше.

3. Расчет перепада температуры на радиаторе охлаждения
Чуть выше производительность 120мм вентилятора от ПК 70 м3/ч

20 дм3/сек
При сечении воздушного канала S

15*15=225см2=2,25дм2, скорость воздушного потока составит Vв=20/2,25=8,88м/с. (позже чертеж выложу)
Для радиаторов типа О161-80 (возьмем в качестве легкодоступного варианта пока такие) указано тепловое сопротивление RQ=0,36 C/Вт для скорости Vв=6м/с. Принимаем для дальнейшего расчета это значение.
Максимальная мощность теплорассеяния для радиаторов этого типа dP=80Вт.
Для наших 2х штук максимальных 160 Вт — вполне достаточная величина.

Продолжение теории следует.

Практика
Приобретено:
— Помпа, водоблок, 4шт элементов ТЕС1-12706;
— два CPU-радиатора: GlacialTech Igloo 7200 для s754/939/AM2 и сток-Intel s478;
— термоклей Stars-922 (5гр/тюбик)
Отковыриваем вентиляторы, они пригодятся позже.
Отмываем с мылом поверхности.
Склеиваем!
Прижимаем грузом на 12 часов.

Ссылка на основную публикацию
Что такое секретный режим
Режим инкогнито — приватный режим работы браузера, при работе в браузере не сохраняются данные о посещенных сайтах, поисковых запросах, другие...
Через какое время отключают сим карту мегафон
Часто можно слышать, что некоторые люди вместо одной сим-карты предпочитают пользоваться двумя или сразу несколькими. Это объясняется лояльной политикой компании...
Через прямую l провести плоскость перпендикулярно данной
Не будет преувеличением утверждать, что построение взаимно перпендикулярных прямых и плоскостей наряду с определением расстояния между двумя точками являются основными...
Что такое сенсорный экран на телефоне
Сначала тачскрины (сенсорные экраны) встречались достаточно редко. Их возможно было найти, только лишь в некоторых КПК, PDA (карманных компьютерах). Как...
Adblock detector