Альтернативная энергетика

АльтИнфоЮг
Альтернативная энергетика и информация

  • Главная
  • О сайте
  • Интересные сайты
  • Сотрудничество
  • Контакты
  • Карта сайта
  1. Главная
  2. Наука и техника
  3. Холодильная техника
  4. Термоэлектрическое охлаждение
  • Изобретательство, патентование
    • Патенты
      • Холодильник не потребляющий энергию
      • Переносная ёмкость
      • Многофункциональное сигнально-осветительное устройство
      • Коллекция патентов
    • Изобретательство
      • Некоторые особенности патентования
      • Как заработать на интеллектуальной собственности
      • Взаимоотношения изобретателей, спонсоров, инвесторов
      • Планы на новые патенты
      • Изобретения Леонардо да Винчи
      • Предложение о сотрудничестве
  • Полезные устройства
    • Предлагаю
      • Прибор для проверки аккумуляторов
      • Автомобильный индикатор
      • Защита электродвигателя
      • Приспособление для проверки контактов
      • Утепление стен мансарды изнутри
    • Рекомендую
      • Солнечная нагревательная установка
      • Солнечное охлаждение
      • Экономичный электрический обогрев пола
      • Расчёт тёплого пола
      • Солнечная баня
      • Водяная мельница в Осетии
  • Наука и техника
    • Наука
      • Тень силиконовой долины
      • Новое противоопухолевое средство
    • Теоретические основы энергетики
      • Магнитокалорическое охлаждение
      • Охлаждение путем расширения газов
      • Холодильный цикл
      • Использование вихревого эффекта
      • Источники холода
    • Холодильная техника
      • Характеристики бытовых холодильников
      • Абсорбционные безнасосные холодильные машины
      • Абсорбционные холодильные машины периодического действия
      • Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной машины
      • Принцип действия абсорбционной холодильной машины
      • Пароэжекторные холодильные машины
      • Каскадные холодильные машины
      • Классификация и краткая характеристика хладагентов
      • Анализ работы абсорбционных холодильных машин
      • Термоэлектрическое охлаждение
      • Ледники и ледяные склады
    • Термодинамика
      • Основные понятия и определения
      • Внутренняя энергия
      • Первый закон термодинамики
      • Техническая работа
      • Теплоемкось и ее виды
      • Энтальпия
      • Второй закон термодинамики
      • Термодинамические процессы идеальных газов
      • Круговой процесс
      • Термический КПД цикла
      • Цикл Карно
      • Необратимые потери обратного цикла Карно
    • О технике
      • Классификация тепловых насосов
      • Оборудование использующее низкопотенциальные тепловые ресурсы
      • Газовый двигатель внутреннего сгорания
      • К вопросу о точности и производительности пазовырубных прессов
  • Справочники
    • Единицы измерения
      • Производные единицы измерения СИ
      • Старые русские единицы измерения
      • Единицы применяемые в Англии и США
      • Основные единицы измерения СИ
      • Обозначения и наименования произвольных единиц
      • Кратные и дольные единиц измерения
    • Соотношения единиц
      • Соотношения между единицами мощности
      • Соотношения между единицами силы
      • Соотношения между единицами скорости
      • Соотношения между единицами энергии
      • Соотношения между единицами давления
      • Соотношения между единицами времени
    • Электротехнические материалы
      • Электроизоляционные лаки
      • Электроизоляционные материалы
      • Характеристики металлических проводниковых материалов
      • Электроизоляционные лакоткани
      • Характеристика сплавов высокого удельного сопротивления
      • Классы по нагревостойкости электроизоляционных материалов
      • Величины токов плавления проволоки
    • Разные справки
      • Лампы накаливания
      • Свойства водного льда
    • Провода и кабели
      • Активные и реактивные сопротивления кабелей
      • Зависимость сечения жилы от тока
      • Характеристики кабеля по току КЗ
      • Классификация силовых кабелей
    • Тепловые, энергетические характеристики
      • Характеристики твёрдого топлива
      • Характеристики жидких топлив
      • Удельная теплота сгорания
      • Значения термо-э.д.с. металлов и сплавов
      • Удельная теплоёмкость
      • Удельная теплота плавления
      • Температура кипения различных веществ
  • Энергетика
    • Анализ
      • В пользу негодных технологий и концепций
      • Некоторые особенности альтернативной энергетики
      • Буферный режим заряда
      • Индукционная передача энергии
      • Высокочастотная передача энергии на расстояние
      • Использование естественного холода
      • Использование солнечной энергии
      • Предотвращение снижения плодородия почвы за счет использования возобновляемых источников энергии
      • Секреты бестопливных генераторов энергии
    • Природные ресурсы
      • Три дороги российской нефти
      • Страны с крупнейшими запасами нефти
      • Солнечная энергия
      • Гидроэнергетические ресурсы
      • Энергия ветра
      • Биогазовые установки
    • Системы альтернативного энергоснабжения
      • Экономичное альтернативное энергоснабжение
      • Нагрев воды солнцем
      • Механические накопители энергии
      • Стационарные супермаховики в энергосистемах
      • Режимы работы системы супермаховиков
      • Автономное и резервное электроснабжение
      • Альтернативная энергетика в Америке
    • Энергетическое оборудование
      • Ветродвигатели с вертикальной осью
      • Как экономить на оплате электричества
      • Выбор оборудования альтернативной энергетики
      • Кислотные аккумуляторы
      • Аналоговые зарядные устройства
      • Принцип работы импульсного преобразователя
      • Контроллер в альтернативной энергетике
      • Эксплуатация необслуживаемых аккумуляторов
      • Тепловые реле для защиты электродвигателей
      • Выбор двигателей-генераторов для супермаховиков
      • Водяной тепловой аккумулятор
      • Бензиновый электрогенератор
      • Сборка батареи из аккумуляторов
    • Энергоэффективные технологии
      • Светодиодные лампы преимущества и недостатки
      • Эффективное использование солнечной энергии
      • Особенности и виды светодиодных светильников для ЖКХ
      • Алгоритм работы современного гибридного автомобиля
      • Солнечная баня
      • Возможности комбинированных биогазовых установок
    • Реальное оборудование альтернативной энергетики
      • Мультиметр емкости аккумуляторов для сотовых телефонов
      • Приборы для измерения мощности и энергии
      • Светильники на солнечных батареях
      • Выбор панелей для солнечных батарей
      • Комплектование и испытания солнечных батарей
      • Нагрузочное сопротивление
      • Преобразователь LM2596
      • Цифровые приборы
  • Расчёты
    • Расчёт идей
      • Расчёт суперконденсаторов ё-мобиля
      • Расчёт систем - вечный двигатель
      • Получение водорода из алюминия
      • Расчёт электростанции на термоэлементах
      • Расчёт энергии молнии
    • Расчёт узлов
      • Пример расчёта кабеля и характеристик ветрогенератора
      • Расчёт крановых двигателей
      • Определение мощности счётчиком
      • Расчёт емкости аккумуляторов
      • Расчет аккумуляторов для солнечной электростанции
    • Экономические расчёты
      • Принципы расчёта эффективности альтернативной энергетики
      • Сравнительная оценка стоимости энергии
      • Стоимость нагрева воды
  • Политика и экономика
    • Политика
      • Европа заложник США на пути к мировому господству
      • О законе Димы Яковлева
    • Экономика
      • Коррупция, причины и последствия
      • Некоторые цифры и факты
      • Рыночная экономика, базарный вариант
      • Откуда дровишки в студёную пору
      • Развал строго по плану
  • Разное
    • Ещё одна версия гибели "Курска"
    • Испытание лекарственных средств в России
    • Анекдоты
    • Как разместить статью
    • Реальное и мифическое в пластиковых окнах
    • Мой видеоканал
    • Интересные сайты
  • Отзывы и комментарии
    • Отзывы на "Коррупция причины и последствия"
    • Отзывы на "Европа заложник США на пути к мировому господству"
    • Отзывы на "Развал строго по плану"
    • Отзывы на "Откуда дровишки в студеную пору"
    • Ещё отзывы на "Некоторые особенности альтернативной энергетики"
    • Отзывы на "Рыночная экономика базарный вариант"
    • Отзывы на "В пользу негодных технологий и концепций"
    • Отзывы на "Три дороги Российской нефти"
    • Отзывы на "Испытания лекарственных средств в России"
    • Отзывы на "Некоторые особенности альтернативной энергетики"
  • Впечатления от Америки

ЗДОРОВЬЕ И ДЕНЬГИ ЗДЕСЬ

как оставаться здоровым

Чтоб вы все были здоровы и богаты долгие годы. ЖМИ!

Термоэлектрическое охлаждение

применение темоэлементов

Зеебек в 1821 году установил, что в разомкнутой цепи, составленной из двух различных материалов, появляется электродвижущая сила, если спаи имеют разную температуру. В дальнейшем это явление использовалось при применении термоэлементов для нагрева и охлаждения, а также получения электрической энергии.

Из-за различной концентрации носителей зарядов, характерной для различных металлов, в спаях возникают электродвижущие силы e1 и e2, каждая из которых зависит от температуры спая, т.е. e1 = f(T1); e2 = f(T2). Суммарная э.д.с. Е = е1 – е2 ≠ 0 при Т1 ≠ Т2. При применении в качестве элементов цепи полупроводников соответственно с дырочной и электронной проводимостью Е = е1 + е2.

тармоэлектричество

Пельтье в 1834 году обнаружил, что при пропускании тока по замкнутой цепи, состоящей из двух различных проводников, один из спаев охлаждается (холодный спай), другой нагревается (горячий спай). В открытых Зеебеком и Пельтье эффектах меняются местами причинно-следственные связи. Изучение эффектов привело к выявлению следующих закономерностей:

Е = α(Т1 – Т2),

Q = ПI,

П = αТ,

Где α – коэффициент термоэлектрической движущей силы (коэффициент Зеебека), зависящий от вида проводников, образующих электрическую цепь;

П – коэффициент Пельтье;

Q – тепловой поток, поглощаемый холодным или выделяемый теплым спаем, Вт;

I – ток, А;

Т – температура, К.

Третий термоэлектрический эффект открыл Томсон и экспериментально в 1867 году подтвердил Леру. Суть открытого эффекта заключается в том, что при наличии градиента температур по длине проводника прохождение электрического тока вызывает поглощение или выделение теплоты, т.е.

Термоэлектрический эффект,

Где S – коэффициент Томсона.

При совпадении градиента температур и направления тока теплота Томсона выделяется, а при несовпадении – поглощается. Физическая сущность эффекта Томсона заключается в следующем. В проводниках концентрация и энергия свободных электронов пропорциональны температуре. При повышении температуры одного из концов проводника (или полупроводника с электронной проводимостью) в нем повышается концентрация и энергия свободных электронов. Вследствие этого формируется электронный поток (ток), направленный к холодному спаю. На холодном спае накапливается отрицательный заряд, а на горячем – некомпенсированный положительный. Эти явления имеют свои характерные параметры для каждого вида проводников и объясняют появление эффекта Зеебека. При совпадении по направлению температурного электронного потока и основного тока в цепи интенсифицируется выделение теплоты. Выделяемая теплота определяется суммой величины тока, и она больше теплоты Джоуля, рассчитанной по величине основного тока. Разность этих величин и объясняет эффект Томсона. При несовпадении градиента температур и направления основного тока электронный поток, обусловленный разностью температур, снижает суммарный ток и выделяемая теплота уменьшается.

Такой же характер процессов и в полупроводниках с дырочной проводимостью. Но на горячем спае накапливается отрицательный заряд, а на холодных – положительный. По этой причине в термоэлектрических преобразователях, составленных из полупроводников с электронной и дырочной проводимостью, коэффициенты Зеебека (α) имеют противоположные знаки.

Эффект Зеебека в настоящее время находит широкое применение в технике измерения температур с помощью термопар.

Преобразование тепловой энергии в электрическую и электрической в тепловую с помощью проводников из металлов не нашло применения ввиду малости коэффициентов α и П. Работы академика А.Ф. Иоффе и его учеников показали, что электротепловые преобразователи могут иметь практическое значение, если в качестве элементов цепи применять полупроводники. У полупроводников коэффициенты Зеебека (α) и Пельтье (П) значительно больше, чем металлов. С участием Ленинградского технологического института холодильной промышленности в институте полупроводников АН СССР (г. Ленинград) был создан холодильный шкаф, принцип действия которого основан на использовании эффекта Пельтье. Охлаждающие панели шкафа представляют собой набор последовательно соединенных полупроводниковых элементов с электронной (n) и дырочной (р) проводимостью. Соединение элементов в цепь осуществляется с помощью медных пластин. Цепь образует термоэлектрическую батарею. Некоторые примеры образования термоэлементов представлены на рис. 1.3. Термоэлементы в батареях могут образовывать последовательные и последовательно-параллельные электрические цепи.

Полупроводниковые термоэлементы

Рис.1.3 Полупроводниковые термоэлементы: а - плоский; б - кольцевой;

1 - медная пластина; 2,3 - полупроводники с n и р проводимостью

Место контакта медной пластины с каждым видом полупроводника определяет свое значение коэффициента Пельтье (П1 и П2). С учетом формул 1.3 – 1.5 можно записать, что холодопроизводительность элемента равна:

QП = (α1 – α2)ITx

Холодопроизводительность элемента будет большей, если α1 и α2 имеет различные знаки.

Разность температур Тг – Тх приводит к возникновению процесса передачи теплоты от горячего спая к холодному путем теплопроводности, т.е.

потери от теплопроводности

Где λ, F и l – соответственно коэффициент теплопроводности, площадь сечения и длина каждой ветви полупроводникового термоэлемента, а Тr, Tx – соответственно температура холодного и горячего спаев.

При прохождении тока в цепи выделяется тепло Джоуля (~I2R), которое тоже уменьшает охлаждающий эффект

выделение теплоты

Где σ – удельная электропроводность ветвей термоэлемента.

При этом теплота Джоуля (путем теплопроводности) будет подводиться к холодному и горячему спаям.

С учетом приведенных выше замечаний холодопроизводительность элемента составит:

Qдж = Qn – 0,5Qдж – Qm.

При определении структуры формулы 1.10 не учтен эффект Томсона, т.к. при одинаковом градиенте температур токи в ветвях имеют противоположное направление, что при равенстве (или близости) коэффициентов Томсона (формула 1.6) приводит к взаимокомпенсации выделяемой и поглощаемой теплоты. В одной ветви термоэлемента теплота выделяется, в другой поглощается.

Тепло поглощаемое холодным спаем, пропорционально току, а выделяемая «джоулева» теплота пропорциональна квадрату тока. При наличии двух противоположных по действию эффектов представляется возможность найти оптимальное значение тока (Iопт), при котором разность температур между горячим и холодным спаями (Тг – Тх) будет иметь максимальное значение (ΔТmax). После преобразований получено

оптимальное значение тока

максимальная разность температур

Параметр Z называется эффективностью термоэлемента, или коэффициентом добротности. Наибольшее значение Z имеют полупроводники, с помощью которых можно получить ΔТmax до 90 К и tx ≈ -50… -600С при температуре горячего спая в области окружающей среды. Применение многокаскадных термоэлектрических охладителей позволяет в настоящее время получить температуры до -2000С. Применение этого способа охлаждения, например, в тепловизорах, позволяет получить компактные и удобные в пользовании приборы.

Возможна оптимизация параметров термоэлементов по режиму максимальной холодопроизводительности о холодильного коэффициента. Сведения по выбору параметров термоэлементов с максимальной холодопроизводительностью или максимальным холодильным коэффициентом представлены в специальной литературе. Широкое использование этого способа охлаждения в быту и в промышленном производстве следует ожидать при получении веществ с более высокой эффективностью (Z → max), работа по созданию которых проводится в настоящее время. Термоэлектрические устройства не имеют рабочих веществ (масла, хладагенты), работают при полном отсутствии шума, обладают большой компактностью и малой массой, реверсивны. Изменение направления движения тока приводит к изменению направления переноса теплоты. Недостатки электротепловых преобразователей: низкая экономичность (на 20 – 50% ниже по сравнению с парокомпрессорными холодильными машинами) и высокая стоимость. Термоэлектрические охладители хорошо управляемы, могут использоваться в ограждениях для переноса теплоты от наружной среды к внутреннему воздуху, например, в переходные периоды года (весна, осень) и в качестве запирающего слоя, т.е. в качестве слоя, ограничивающего вынос теплоты из помещения в холодный период года.

Наиболее отработанные направления применения термоэлементов: охладители и подогреватели потоков жидкости и газов; небольшие бытовые и автотранспортные холодильники; охладители лазеров, приемников излучения, фотокатодов, электронно-оптических устройств, электронных схем; медицинские приборы для общей и местной гипотермии, криоскальпели, криоэкстракторы; охладители для систем искусственного кровообращения и пересадки органов и т.д.

Компонент комментариев CComment

Авторизация

Регистрация
  • Забыли логин?
  • Забыли пароль?

Самые читаемые

  • Контакты
  • Ложь и правда о патентовании
  • Предотвращение снижения плодородия почвы за счет использования возобновляемых источников энергии
  • Использование естественного холода
  • Выбор двигателей-генераторов для супермаховиков

Новое на сайте

Впечатления от Америки 03 марта 2020
Возможности комбинированных биогазовых установок 02 декабря 2019
BEVERLee Club в Таганроге 19 июня 2019
Ложь и правда о патентовании 24 июля 2018
Секреты бестопливных генераторов энергии 28 июня 2018

Copyright © 2018 Сергей Горенко | «Копирование и иное использование материалов без разрешения запрещено»

Анализ сайта altinfoyg.ru

  • Главная
  • О сайте
  • Интересные сайты
  • Сотрудничество
  • Контакты
  • Карта сайта