Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Mitronik
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

CMS 17 Wrz 2018 18:11 9267 42
  • Dzisiejszy artykuł będzie na swój sposób wyjątkowy, a to dlatego, że rozpoczyna nowy cykl, o roboczym tytule "Gadżety popularne na Allegro" i tak jak cykl "Gadżety popularne na Aliexpress" będą się na niego składać gadżety wyszukane przez Kamila na naszym rodzimym portalu aukcyjnym.

    Nie martwcie się, jednak. Ten nowy cykl nie oznacza zakończenia "starego". Artykuły o gadżetach od naszych "majfriendów", nadal będą się ukazywać, tyle, że przeplatane z tymi z nowego.

    Mam nadzieję, że dodatkowa seria recenzji zdobędzie wasze uznanie, tak samo jak poprzednia.

    Zacznijmy zatem tekst właściwy.

    Jak zwykle na początek, po kilku słowach wstępu zamieszczam screenshota z aukcji:
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Mamy zatem na tapecie Ogniwo Peltiera o symbolu TEC1-12706. No świetnie, ale co to właściwie jest? Zapewne duża część z was spotkała się przynajmniej z takim określeniem. Znajdą się też z pewnością tacy, którzy wiedzą, że ma to coś wspólnego z wymianą ciepła. Jeszcze mniejsza grupa, wie zapewne, że takiego ogniwa można użyć do wspomagania chłodzenia procesora. Moduły tego typu są dość powszechnie stosowane (z mniejszym lub bardzo małym skutkiem) w przeróżnych lodówkach turystycznych, zasilanych z instalacji samochodowej 12V, a droższe modele także z sieci 230V i na przykład w ciężarówkach z instalacją 24V, ale to już temat na inny artykuł.

    Skupmy się na tym co to jest Ogniwo Peltiera i co ono właściwie robi.

    Najprościej mówiąc, moduł tudzież ogniwo Peltiera, jest rodzajem tak zwanej pompy ciepła, zbudowanej z naprzemiennie ułożonych złącz N i P połączonych szeregowo. Całość jest sklejona w kanapkę typu "sandwich", w której za kromki chleba, robią płytki wykonane z ceramiki.




    Cała "magia" zaczyna się w momencie przepływu prądu. W tym momencie pozwolę sobie zacytować Wikipedię, bo prościej i krócej, nie potrafię tego opisać:

    Wikipedia napisał:

    W strukturze półprzewodnika p występuje niedostateczna liczba elektronów, aby w pełni obsadzić górny poziom energetyczny, natomiast w półprzewodniku n występuje nadmiar elektronów. W momencie przepływu prądu (elektrony płyną od półprzewodnika typu n do p) elektrony stają się ładunkami nadmiarowymi, więc muszą zwiększyć swoją energię kosztem energii cieplnej z otoczenia. Kiedy prąd płynie w odwrotnym kierunku elektrony przechodzą do stanu o niższej energii, co powoduje wydzielenie ciepła, wobec czego jedna ze stron modułu może działać jako chłodnica, a druga jako grzejnik[1].

    Ilość odprowadzonego ciepła zależna jest od natężenia płynącego prądu, jednak przepływ prądu przez układ powoduje wydzielanie się ciepła w samym module (w wyniku oporu elektrycznego ? ciepło Joule?a). Przy zwiększeniu natężenia prądu, zwiększa się ilość transportowanego ciepła, ale także ilość ciepła wydzielanego przez moduł. Przy określonym natężeniu zachodzi zrównanie się ilości ciepła powstającego i ciepła transportowanego (będzie to maksymalna wydajność modułu, natomiast po zimnej stronie układu powstanie najniższa możliwa temperatura). Do odprowadzenia powstającego w układzie ciepła może posłużyć radiator, radiator z wentylatorem lub chłodzenie wodą.



    O ile ja to wszystko wiedziałem już od dawien dawna (jeszcze gdy miałem procesor AMD K5, starsi użytkownicy wiedzą, że to było ponad 20 lat temu, marzyło mi się takie ogniwo), aczkolwiek nigdy wcześniej nie miałem takiego modułu w swoich łapkach. Dlatego gdy Kamil zaproponował mi taki właśnie gadżet, ucieszyłem się jak dziecko, mimo, że nie mam chwilowo żadnego pomysłu na jego wykorzystanie. Chodzi mi po głowie chłodzenie do LED'a COB 100W... Ale to na długie zimowe wieczory.

    Teraz czas na prezentację modułu oraz kilka testów, bo na to przecież czekacie.
    Samo ogniwo nie wygląda zbyt ciekawie, ot kawałek białej ceramiki z nadrukowanym symbolem i dwoma kabelkami.

    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    No to zobaczmy, co to cudo potrafi. Podłączamy zasilanie, na początek 6V i ustawiamy ograniczenie prądowe na 2A. Ogniwo jak widać nie posiada chwilowo, żadnego chłodzenia, a nie chciałem go uszkodzić.

    Na początek zdjęcie porównawcze, na którym widać, że ogniwo ma temperaturę otoczenia.
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Włączamy zasilanie na pięć sekund i sprawdzamy temperaturę modułu po obu stronach.
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Jak widać, ogniwo robi robotę, już po pięciu sekundach widać wyraźnie, że moduł "przepompował" kilka stopni z jednej strony układu na drugą.

    Włączamy zatem zasilanie na siedem sekund. Parametry cały czas 6V 2A.
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja
    Sprawność jakby troszkę mniejsza, ale zobaczmy testujmy dalej.

    Podłączmy zasilanie na dziesięć sekund:
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja
    Tutaj już się zaczyna rozkręcać.

    No i na koniec testów bez radiatora, mamy dwanaście sekund doszedłem do 59°C na stronie gorącej i uznałem, że to już pora na dodatkowe chłodzenia.
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Po każdym teście ogniwo było chłodzone z powrotem do temperatury pokojowej.
    Nie radzę podłączać ogniwa bez chłodzenia do zasilacza bez ograniczenie prądowego, bo obawiam się, że z jednej strony błyskawicznie zamarznie, a z drugiej zapłonie :)

    Z obawy o uszkodzenie modułu (chociaż coś mi mówi, że i przy 130°C powinien przetrwać) uznałem, że przed przeprowadzeniem dalszych testów, zaopatrzę ogniwo w stosowne zestaw chłodzący.

    Wygrzebałem zatem jakieś stare chłodzenie od "peceta" i mały radiatorek od mostka lub układu graficznego.
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    W układzie chłodzenia od procesora, odwróciłem kierunek wentylatora, tak aby odsysał ciepłe powietrze z radiatora. Na środku natomiast wcisnąłem pomiędzy żeberka termoparę typu "K". Nie zapomniałem tez o paście termo przewodzącej (w tym wypadku Arctic Silver 5). Na zdjęciach nie widać, ale wszystko jest dodatkowo dociśnięte "trytytkami".

    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Jeszcze trochę pasty na stronę zimną i można zakładać drugi radiator.
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Tak to się prezentuje w całości:
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Jak widać, gdy układ zostanie wyposażony w chłodzenie, to zaczyna całkiem nieźle działać.

    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Testy z radiatorami przeprowadzone były przy napięciu 12V i prądzie ~3,45A (ograniczenie ustawione na 5A).

    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Pomiary pirometrem strony gorącej i jednoczesne celowanie obiektywem telefonu, próbując przy tym złapać ostrość nie było łatwe i dla tego temperatury nie bardzo się pokrywają z odczytem z termopary. W tym wypadku, sugeruję jednak brać pod uwagę pomiary z termopary. Temperaturę strony zimnej było znacznie łatwiej zmierzyć.

    Udało mi się zatem osiągnąć różnicę temperatur między stronami modułu, wynoszącą blisko 40°C. Z mojej wiedzy wynika, że na mocniejszych ogniwach, da się osiągnąć różnicę nawet 60°C.

    Na koniec wypada jeszcze wspomnieć o mocy deklarowanej przez sprzedawcę/producenta, a tej którą ogniwo osiągnęło u mnie. Zresztą co tu dużo pisać, jeden obraz zastąpi tysiąc słów:
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzja

    Jakoś więcej prądu moduł nie chciał "zjeść", wychodzi zatem na to, że mamy jedynie niecałe 42W.

    Zastanawia mnie, czy Wy mieliście do czynienia tego typu pompami ciepła i w jakich zastosowaniach się z nimi spotkaliście. Może ktoś używał do własnych celów lub nietypowej konstrukcji?

    Pozdrawiam.
    CMS


    Fajne! Ranking DIY
  • Mitronik
  • #2 17 Wrz 2018 18:27
    bubu1769
    Warunkowo odblokowany

    Ja naprawiałem kiedyś lodówkę samochodową właśnie na ogniwie Peltira, uszkodzenie powstałe w wyniku działania wilgoci na samo ogniwo i tym samym uszkodzenie jednego segmentu, co ciekawe po pominięciu tego jednego segmentu poprzez mostek z cyny ogniwo zaczęło działać i do tej pory używam tej lodówki.

  • #4 17 Wrz 2018 21:00
    timo66
    Poziom 22  

    A może jakieś testy z izolowanym naczyniem napełnionym litrem wody?

  • Mitronik
  • #6 17 Wrz 2018 21:49
    robokop
    Moderator Samochody

    Z tego co pamiętam z baaardzo dawnych czasów, kiedy w Radioelektroniku drukowano ciekawe artykuły zamiast reklam, (i kiedy w ogóle wydawano RE) natknąłem się na informację, o układaniu tych ogniw w stosy - co miało poprawiać wydajność, a co za tym idzie miało dawać możliwość uzyskiwania bardzo niskich temperatur. Tak z ciekawości - jak ma się sprawność ogniw Peltiera w stosunku do chłodzenia absorbcyjnego?

  • #7 17 Wrz 2018 22:00
    endymion
    Poziom 13  

    Bardzo ogólnikowo się przyjmuje że ogniwo o mocy 60W jest również w stanie odebrać po stronie zimnej 60W, oczywiście 60W "przesłanego" ciepła + 60 na wykonanie tej pracy daje nam ok. 120W po stronie gorącej.
    Układ kaskadowy stosuje się w celu uzyskaniabardzo niskiej temperatury. Niestety ale dwa ogniwa 60W połączone "szeregowo" dają na wyjściu 240W ( przy odebranych zaledwie 60W po stronie zimnej)

  • #8 17 Wrz 2018 22:23
    SP5IT
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Łezka się w oku kręci. Celeron 300A hulał na 558 peltierem chłodzony u mnie :)
    M

  • #9 17 Wrz 2018 22:25
    robokop
    Moderator Samochody

    SP5IT napisał:
    Celeron 300A hulał na 558
    Chyba na rybach byłeś. Na jakich ustawieniach? Bo mi granicy 415Mhz nie udało przeskoczyć się nigdy. Nawet POST-u nie chciał wyżej przejść.

  • #10 17 Wrz 2018 22:28
    SP5IT
    VIP Zasłużony dla elektroda

    504 robił na powietrzu. Musiałeś mieć wybitnie trefną sztukę.
    M

  • #11 17 Wrz 2018 22:40
    grawastar1986
    Poziom 11  

    Takie ogniwo działa też w drugą stronę: podgrzewane generuje prąd. Drugą stronę trzeba chłodzić aby nie zrównały się temperatury. Wystarczy świeczka po jednej stronie i duży radiator po drugiej. W moim modelu zaświeciłem led i prądu starczyło jeszcze na wentylator.

  • #12 18 Wrz 2018 08:48
    Szyszkownik Kilkujadek
    Poziom 32  

    CMS napisał:
    Zastanawia mnie, czy Wy mieliście do czynienia tego typu pompami ciepła i w jakich zastosowaniach się z nimi spotkaliście. Może ktoś używał do własnych celów lub nietypowej konstrukcji?

    Ja zrobiłem sobie kiedyś lodówkę samochodową. Ale temat po testach zarzuciłem, bo załadowana do pełna miała jedną bardzo dużą wadę. Chłód docierał tylko do górnej warstwy. Dolne nie były owiewane zimnym powietrzem i... cały misterny plan diabli wzięli. :-D

  • #13 18 Wrz 2018 09:05
    bubu1769
    Warunkowo odblokowany

    A zastosowałem jakiś wentylator do cyrkulacji powietrza wewnątrz lodówki czy opierałeś się tylko na pasywnej wymianie? Ja mam w sumie dwie lodówki, jedna ma w środku pas aluminium na całej długości jednej ścianki do którego jest bezpośrednio podłączone ogniwo a druga natomiast ma standardowy radiator i wentylator wymuszający obieg powietrza przez niego.

  • #14 18 Wrz 2018 09:20
    Szyszkownik Kilkujadek
    Poziom 32  

    Dałem wentylatory na radiatorach po obu stronach (zimnej i ciepłej). Także nie w tym problem. Nawet w fabrycznych lodówkach turystycznych ten efekt podobno występuje.

  • #16 18 Wrz 2018 14:41
    coolrob
    Poziom 14  

    Z charaterystyk w karcie katalogowej załączonej przez khoam wynika, że:
    1) Ten moduł wyciśnie więcej, jak podniesie mu się napięcię do 16V
    2) Maksymalna moc chłodzenia będzie wtedy, kiedy układ doprowadzania / odprowadzania ciepła zapewni minimalną różnicę temperatur pomiędzy stroną gorącą a zimną. Najlepiej bliską 0. Ciekawe.

  • #17 18 Wrz 2018 15:22
    Szyszkownik Kilkujadek
    Poziom 32  

    coolrob napisał:
    2) Maksymalna moc chłodzenia będzie wtedy, kiedy układ doprowadzania / odprowadzania ciepła zapewni minimalną różnicę temperatur pomiędzy stroną gorącą a zimną. Najlepiej bliską 0. Ciekawe.
    To logiczne przecież. Im większa różnica temperatur tym bardziej musi "pompować". Tak jak z samochodami: lepsze przyspieszenie jest od 0 do 100, niż od 100 do 200.

  • #18 18 Wrz 2018 17:14
    CMS
    Administator HydePark

    Szyszkownik Kilkujadek napisał:
    lepsze przyspieszenie jest od 0 do 100, niż od 100 do 200.


    To akurat nietrafione porównanie. W samochodzie należało by zmniejszyć współczynnik CX, a w przypadku modułu Peltiera, wystarczy zwiększyć powierzchnię oddawania ciepła. Lub w inny sposób zwiększyć wydajność chłodzenia.

  • #19 18 Wrz 2018 17:45
    Szyszkownik Kilkujadek
    Poziom 32  

    Ciężko jest znaleźć dobrze trafione porównanie, które zarazem będzie łatwe i intuicyjne dla wszystkich.
    @CMS czy można składać propozycje na kolejne testy z tej serii? :-)

  • #20 18 Wrz 2018 18:48
    CMS
    Administator HydePark

    Szyszkownik Kilkujadek napisał:
    czy można składać propozycje na kolejne testy z tej serii? :-)


    Można.

    Specjalnie do tego celu utworzyłem nowy wątek w dziale Hydepark.
    Zapraszam kolegów (i koleżanki) do zgłaszania swoich propozycji.

  • #21 18 Wrz 2018 19:02
    Dawid90u
    Poziom 23  

    Z tego co kojarzę to deklarowaną moc 60W uzyskasz zasilając ją napięciem 15V. Zasilając te ogniwa napięciem 12V nigdy nie wyciągniesz z nich maksymalnej mocy. Opis aukcji trochę wprowadza więc w błąd.

  • #22 18 Wrz 2018 20:17
    zulugula
    Poziom 15  

    Ja takowym Peltierkiem chłodzę diodę laserową 2,5W, oczywiście nie na pełnej mocy ogniwa.

  • #23 18 Wrz 2018 20:27
    CMS
    Administator HydePark
  • #24 18 Wrz 2018 21:12
    mariomario
    Poziom 18  

    Czy można poprosić o testy tego ogniwa z wyższym napięciem (do 15V) i sprawdzeniem czy można wyciągnąć więcej mocy (+ chłodzenie ogniwa radiatorem), oraz jednocześnie jakie ujemne temperatury można dzięki temu uzyskać ?

  • #25 18 Wrz 2018 23:04
    AGrodecki
    Poziom 14  

    @CMS jest moim mistrzem a ja zwykłym malkontentem.
    (W kwestii wymiany żarówek w projektorach)

  • #26 18 Wrz 2018 23:42
    khoam
    Poziom 19  

    AGrodecki napisał:
    Tym bardziej że ogniwo Peltiera wcale nie musi być zbudowane ze złączy półprzewodnikowych ale może być ze zwykłych metali.


    Fakt, sam Peltier miał do dyspozycji drut miedziany i bizmutowy. W 1834 to raczej nie było półprzewodników.

  • #27 19 Wrz 2018 07:36
    metalMANiu
    Poziom 16  

    Mnie bardziej zastanawia nie maksymalna wydajność chłodnicza, ale maksymalny możliwy do uzyskania COP przy określonej różnicy temperatur źródła górnego i dolnego.

  • #28 19 Wrz 2018 12:21
    robokop
    Moderator Samochody

    AGrodecki napisał:
    Tym bardziej że ogniwo Peltiera wcale nie musi być zbudowane ze złączy półprzewodnikowych ale może być ze zwykłych metali.
    Widocznie nie może, skoro takowych nie ma w powszechnym użyciu - to że zjawisko zachodzi, nie znaczy że da się praktycznie wykorzystać - chociażby ze względu na znikomą sprawność. Dlatego pozostano przy wykorzystaniu go jedynie w termoparach, gdzie stricte wykorzystuje się jego odwrotność, czyli efekt Seebecka.
    W dodatku artykuł w wikipedii dotyczy stricte identycznego jak zaprezentowany tutaj modułu Peltiera czyli elementu półprzewodnikowego, nie zaś ogniwa Peltiera.

  • #29 19 Wrz 2018 21:34
    odalladoalla
    Poziom 17  

    CMS napisał:
    Czy to aby LEKKI przerost formy nad treścią?

    Nie, w zastosowaniach profesjonalnych chodzi czasami o stabilność temp. na poziomie 0,001°C.
    Powstają dedykowane układy do takich zastosowań jak np. ten
    https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3264
    kiedyś (parę lat temu) miałem link do strony holendra, który robił poważne badania wpływu temp. na efektywność emisji "półprzewodników laserowych" i stosował TEC sterowany amatorsko budowanymi ukł.regulacyjnymi. Udawało mu się osiągnąć dokładność utrzymywania temp. złącza na poziomie 0,01°C.
    Niestety link "umarł".

    Dodano po 23 [minuty]:

    robokop napisał:
    .... natknąłem się na informację, o układaniu tych ogniw w stosy - co miało poprawiać wydajność, a co za tym idzie miało dawać możliwość uzyskiwania bardzo niskich temperatur. Tak z ciekawości - jak ma się sprawność ogniw Peltiera w stosunku do chłodzenia absorbcyjnego?

    moja skleroza zadziałała i zapomniałem wkleić poprzednio
    https://www.meerstetter.ch/de/kompendium/tec-peltier-element-design-guide
    to nie całkiem tak, układy kaskadowe a właściwie "piramidowe" stosuje się w celu osiągnięcia jak najniższej temp. do chłodzenia matryc CCD w fotografii specyficznej bo astronomicznej :D
    Chodzi o zmniejszenie szumów przetwornika, moce "termiczne" są niewielkie, parę watów ale nie trzeba w aparacie montować "sprężarek freonowych". Sprężarki nadal wygrywają w BTU/COP dla średnich i dużych mocy.
    I coś z ciekawostek, moduły stosowane są także w wyższych niż normalnie temperaturach, nie po to by chłodzić a generować 'prąd'
    CMO-25-42S...DE-NEW.pdf Download (478.14 kB)
    coś dla dociekliwych jak się takie "rzeczy" wytwarza
    WA901_4623...ol_i-1.pdf Download (2.08 MB)
    oraz radzieckie wynalazki na ciężkie czasy
    prąd z lampy naftowej
    pełna ekologia
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzjatgk3_m.jpg Download (26.98 kB)
    Popularne na Allegro - Ogniwo Peltiera TEC1-12706 12V 60W - Test / Recenzjapost-3799-...938548.jpg Download (65.86 kB)

  • #30 19 Wrz 2018 22:19
    gmp
    Poziom 19  

    Bardzo lakoniczny test Jeśli już opisywać taki moduł to przydałoby się przetestować jego rzeczywistą sprawność, tzn ile mocy oddaje po obu stronach. To byłoby ciekawe, a nie tylko stwierdzenie że po jednej stronie chłodzi a po drugiej grzeje.