Peltier / termopari / tulisija

[penttinen]

Tässä kun pohdiskelin tuota Peltier-elementtiä. On malleja, jotka sisältää p- ja n- puolijohteita. Sitten olen käsittänyt, että termopari on juuri sama kuin peltier-elementti. Mutta onko näin??

Tuossa wikin linkissä käsitellään peltieriä lämmitys/jäähdytystarkoituksessa.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Peltier-elementti
Mutta peltier toimii sähköntuottajana, kuten tässä kuvassa:
http://www.survivalschool.com/products/ ... oleman.jpg

Tuolla on jonkinlainen aurinkoenergian hyödyntämisversion periaateajatelma
http://www.rmcybernetics.com/projects/e ... icity.htm#

Asiaa termoparista ja lämpösähköisestä ilmiöstä:
http://fi.wikipedia.org/wiki/L%C3%A4mp% ... ilmi%C3%B6

Ja tuolla termoparista
http://metrology.hut.fi/courses/s108-195/Luento9.pdf

Onko nyt niin, että termopari on sähkön tuottamiseen ja Peltier jäähdyttämiseen? Ilmeisesti samasta asiasta/ilmiöstä on kyse, kahden eri johteen, jotka on liitetty toisiinsa, jäähtymisestä ja lämpenemisestä. Vai sotkenko asiat nyt sekaisin?
Peltier:
"Kahden eri johteen muodostamista liitoksista toinen
lämpenee ja toinen jäähtyy, kun niiden läpi johdetaan
sähkövirta.
– Voimakas erityisesti puolijohteilla (p- ja n-tyyppi).
– Ilmiön keksi ranskalainen fyysikko Jean-Charles-Athanase
Peltier vuonna 1834.

Ja siten termopari:
• Termopari
– Toiminta perustuu Seebeck-ilmiöön
• Ilmiö: kahden eri johteen väliset liitokset aiheuttavat
termojännitteen, mikäli niitä pidetään eri lämpötiloissa.
• Ilmiön keksi saksalainen fyysikko Thomas Seebeck v. 1821.
• Yleiskäyttöisin lämpötila-anturi
– Termojännitteen
suuruusluokka
n. 1-100 μV / °C.

Anyway, mites jos kasataan tulisija kahden eri metallin kappaleista. Tällöin saadaan se täyteen termopareja. Niitä pitää olla kuitenkin pirustipaljon, jotta syntyy edes muutama voltti. Virtaa on kuulema tarjolla enempi. Rakenteen tulisi olla sellainen, että kahden eri metallin perättäiset liitoskohdat ovat vuoroin kosketuksissa kylmään ja vuoroin kuumaan. Tällöin tulisi sarjaankytkentä.
Piirsin pikaisen kuvan: http://www.aijaa.com/v.php?i=5011667.jpg

Saisikohan sen jopa tähän:


Kuvassa punaiset ja mustat ovat eri metalleja.
Tehdään tiilestä elementtejä, joissa sisällä termopari, ja pistokkeet ulkopuolella, jotta voi sarjaan sitten laitella.

Ongelmaksi tulee varmaankin materiaalikustannukset. Jossain näin metallien lämpösähköiset ominaisuudet, mutta en löydä enään. Jos tämä onnistuisi vaikka huonommalla hyötysuhteella jollain helposti saatavilla olevalla materiaalilla. Kellään lisää tietoa??

[jussik5]

Moro


Tossa oli ny jo niin hyvä pohja että eikun tosissaan hommiin.
Nykkun on tällanen "kerma" koolla

Tällä saadaan tolle kiukaallekkin uutta pontta, saatas sähköö piiiiitkän aikaa yhellä lämmityskerralla.
Eikun haku päälle ja kaikki lukuhommiin.

[penttinen]

Pimpataan se kamiina eka Mikar:n lämmönsiirrolla (voisikos se tina olla nyt liitosmateriaalina kuumalla puolella sulanakin vasten keramista pintaa (eriste) !!) Ja sitten valot mökkiin... heh

Pitäs vaan saada materiaaleista tietoa (siis metalleista)

[jussik5]

Jep näin tehään Pimp my Owen

Mua huolettaa ny eniten lämmönluovutuksen puolesta, että millä me säädellään sitä jos tina/kivielementti vedetän johonkin 400 asteeseen.
Kai siihen on rakennettava täydellinen eristys ja huolehdittava jonkimoisella termaostaattijutulla lämmönluovutus ilman kierrolla.

[mikar]

Moi!

Eristys, tulija on pohjasta eristetty, ettei tupa pala pohjasta.

Voi tulisijan sivut olla tulitiiltä. Teräs + tina + peruskivi kestää hyvin korkean lämpötilan (toisin kuin moni), ja kiven lämpötilan nosto lisää lämpökapasiteettia. Löysin muuten artikkelin kiven kapasiteetista.

Temperature dependence of lattice thermal conductivity of Earth
eos.wdcb.ru/transl/izve/9407/pap04.ps

Suomi nousuun!

[jussik5]

Moro

Muutin sen pdffäksi ja laitoin väliaikaasesti tonne, että kaikki saisivat auki ja pääsisivät lukemaan.
http://www.worteks.com/xxx/tdoltc.pdf

[penttinen]

Heh, tuo kuva.. pimp my owen.... *reps*

mut meinasin metalliparien synnyttämää sähkövarausta eri lämpötiloissa. Tuskin kannattaa tehdä tulisijaa lämmönmittaukseen käytettävistä materiaaleista (siis termopari) vaan jostain halvemmasta materiaalista?

[siviili2003]

heiii poijaat, nyt kyllä pimppaatte huonolla hyötysuhteella.
pimpatkaa se saunakiukaanne vaikka stirling koneella niin hyötysuhde on huomattavasti parempi, tai vaikka äänettömällä MHD generaattorilla. http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web ... hd/mhd.htm
siitä vaan magneettia virittämään keraamisen savupiisin kylkeen ja antaa tohottaa, sähköä tulee rankasti paremmin kuin millään termoparilla.

http://www.youtube.com/watch?v=rOIw9eyQCRM

tuossa teuvan keksijä panostaa kuumailma koneeseen, kuplavolsun sylinterillä.

Harold Aspdenin systeemikin on hyötysuhteeltaan parempi kuin mikään edellisistä, mutta vaikeampi rakentaa.

patentissa US5734122

1. Thermoelectric energy conversion apparatus comprising (a) mutually parallel elongated cylindrical metal conductors disposed side by side with short bridging connecting conductor links at their ends so as to form a closed circuital loop, of which the elongated conductor sections are composed of nickel and the links are of any normal conductor material better suited to assuring an overall circuit of low resistance able to carry a current in excess of 100 amps, (b) a source of electrical input power and circuit control means for regulating the power delivered by the source to develop an a.c. voltage at a frequency less than 5 Hz, (c) an electrical transformer disposed between adjacent ends of the elongated conductors, the transformer having a primary winding connected to receive the power delivered and transform it into current in said metal conductors which are arranged to form the circuital loop as a secondary winding on the transformer, the connecting conductor link at the transformer position passing through the ferromagnetic core aperture so as to constitute a segment of the secondary winding, and (d) two sets of heat sinks in thermal contact with the conductors at different positions along their length, with associated thermal transfer means for delivering and deploying heat, one set of heat sinks serving as a heat input source and one set serving as a heat output source, the a.c. current induced in the closed circuital loop being confined to passage through the elongated cylindrical metal conductors so as to develop a circumferential magnetic field about the conductor axis which interacts with heat flow along that axis to develop in turn an electric field within the conductor directed radially with respect to that axis.

siihen vaan kiukaan kylkeen parit rengas syrän muuntajat joihin kytketään alle viiden hertsin vaihtovirta kenttä, siinä sitten lämpösiirtymä kiukaan kyljestä summautuu toiseen puoliaaltoon suurempana virtana.

#
vielä jos katotte miten Nikola Tesla toteutti Pyromagneettisen generaattorin (jo 1890, patentti numero US428057) Curie pistettä hyväksi käyttäen (kun rauta menettää magneettisuutensa hyvin jyrkästi Curie pisteessään jotain 600 celsius lämpötilassa ja palautuu yhtä jyrkästi) esimagnetoimalla magneettipiiri ja vuoroin kuumentaen ja vuoroin jäähdyttäen (500 asteisella höyryllä) juuri sen curie pisteen molemmilla puolin vaikkapa 50 kertaa sekunnissa, on siitä saatavissa ulos 50 hz vaihtovirta, tämä onnistuu koska curiepisteen muutos on hyvin jyrkkä (muutaman nanocelsiuksen).

[jussik5]

Kalliita aineita poikkeuksetta.
Mutta olisko tässä jotain, josta vois lähteä liikkeelle: In 1988, Birkholz published the results of their work in collaboration with Porsche. These results described an exhaust-based ATEG which integrating Fe based thermoelectric materials between a carbon steel hot-side heat exchanger and an aluminium cold-side heat exchanger. This ATEG could produce multiple tens of watts out of a Porsche 944 exhaust system
http://en.wikipedia.org/wiki/Automotive_Thermoelectric_Generators

Tuo olis kai yks hyvä kompponentti, mutta taitaapi olla hakusassa
http://en.wikipedia.org/wiki/Bismuth_telluride

[penttinen]

Curiesta, Tesla koitti tehdä ennen kolmivaihekoneen keksimistä vaihtosähköä Curieta hyödyntämällä. Haki patentinkin. Mutta siinä ei hyötysuhde ole kovinkaan hyvä loppupeleissä. Lämpöä joutuu laittamaan harakoille, vaikka kuinka vääntäisi. Magneetivuo tarvitsee jonkin kokoisen poikkipinnan pysyäkseen linjassa. ja se on massaa, joka pitää lämmittää/jäähdyttää. Käytännössä taitaa tuo 50 hz jäädä haaveeksi, koska mitä pienemmällä lämpötilaerolla koittaa pelata, sitä hitaampi on taajuus (lämmön siirtyminen /poistuminen). Jos taas lisätään lämpötilaeroa, niin hukka lisääntyy.

Muutoin mielenkintoinen ilmiö tuo curie.

Muuten, jos magneetin päälle laittaa yli curien olevan rauta kappaleen, niin muuttuuko sen paino? siis työntääkö magnettikenttä sitä poispäin?

Termopari on huono hyötysuhteeltaan, mutta se ei ole niin oleellista tässä. hakusessa olisikin edullinen ja yksinkertainen konstruktio. Joka ei kaipaa huoltoa.

löysin itsekin nuo porchen "laturit". Hauska idea. Vähentäähän se polttoaineen kulutusta, koska laturin ei tarvitse työskennellä niin paljoa. (Ajovalot esim kuluttaa 120 w , jolloin polttoainetta kuluu tähän n.600 w:n edestä. (moottorin, kiilahihnan ja laturin hyötysuhteet) Bensalitrassa taitaa olla 9 kw lämpötehoa per litra. joten tästä saadaan valojen kulutukseksi jotain 0,7 desiä tunnissa. (en jaksa laskea tarkkaan) Näillä kikkailuilla kai pyritään uuteen co2 normiin:
"EU on sopinut eurooppalaisten autonvalmistajien
kanssa suosituksesta, jonka mukaan uusi en autojen keskimääräiset hiilidioksidipäästöt
olisivat vuonna 2008 vain 140 g / 100 km. Tavoitteena on päästä vuoteen 2012 mennessä
keskimäärin 120 g / 100 km hiilidioksidipäästöihin, mihin yltää nykyisin ainoastaan muutama
yksittäinen automalli. Kulutuslukemina se tarkoittaa 5 litraa bensiiniä tai 4,5 litraa dieselöljyä sadalla kilometrillä.

Offtopikkiahan tämä, mutta polttomoottorin hyötysuhteen nostaminen on ollut jumissa jo 100 vuotta. Carnotin laki tulee väliin, ja jopa Henry Foordin hoppa kulutti vain 7 l /100 km.

Tuossa bemarigeneraattrissa on wikin mukaan joskus käytetty seuraavaa kokoonpanoa: "carbon steel hot-side heat exchanger and an aluminium cold-side heat exchanger." näin tuo linkki kertoi. Ilmeisesti on etsitty juuri halpaa materiaalia. Ei kuulosta pahalle. Mutta onko homma näin simppeli?

Wiki sanoo hiiliteräksestä :http://fi.wiktionary.org/wiki/hiiliter%C3%A4s

Nyt sitten tuoreempi versio hyötysuhteineen olis tuolla, materiaalista ei ole tietoa. : http://www.hi-z.com/hz20.php ja pääsivu ko puljuun: http://www.hi-z.com/

Olis kiva, kun saisi vaikka 10 wattia irti kustannustasolla alle 50 egee