Элементы Пельтье в системе отопления

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

640 BTU по холоду. 120В 3.7А
итого потребление 444Вт, производительность по холоду 187 Вт
COP = 1.42
Ну, немного сэкономите...

 

А температуры какие?

 

Я еще года 3 назад считал, и получалось возможным получить КОП около 3 при относительно небольших затратах на элементы с источником питания, но это без теплообменников и насосе вода-вода при теплых полах. Получался двухступенчатый тн. Недавно в криотермовской проге посчитал трехступенчатый тн вода-вода при выходе горячей воды с Т=55С. Получилось одних только элементов пельтье китайских на 40000 р при КОП=3 и температурах грунтовой воды вход-выход 8-4 градуса и тепловой мощности 8 кВт. При этом требуется решить задачу хорошего теплового контакта элементов всех трех ступеней и с теплообменниками и между слоями ступеней, да еще чтоб они не треснули из-за пережима. В остальном все просто регулируется током, причем при меньшей разности температур и меньшем токе КОП будет выше.

 

@Георг Ом, расскажите поподробнее.
я что-то не понимаю, пельте ж вроде тока на охлаждение работают. как с них обогрев получить ?

 

Так ведь Пельтье-тот же тепловой насос, качающий тепло с определенной разностью температур. Максимальная разница температур в среднем 70 градусов при холодопроизводительности стремящейся к нулю. При меньшей разнице температур, вплоть до стремящейся к нулю, можно перекачать максимальное количество тепла при максимальной мощности с разным КОП. При дельте температур, стремящейся к нулю и токе также стремящемся к нулю (соответственно и холодопроизводительности), КОП теоретически стремится к бесконечности, но в реальности при дельте в четверть от максимальной и токе через элемент в одну пятую от номинала получаем КОП около 3 на нагрев или 2 на охлаждение. То есть на один потраченный Ватт электроэнергии мы сможем откачать 2 Вт на холодной стороне, а на горячей получим 3 Вт тепла. Если пытаться срубить половинную дельту по температуре и пустить ток в половину от номинального, то получим тот самый КОП, озвученный выше и равный 1,42. Вот и получается что при приемлемом КОП надо много элементов, работающих на 20 процентов от номинальной мощности, да еще и с минимальным перепадом температур. Поэтому для теплого пола надо две ступени, а для более высокотемпературной СО надо 3-4 ступени. Соответственно растет и цена в зависимости от температуры и КОП нелинейно не в нашу пользу.

 

можно подробнее? откуда такие данные?
Если все так и есть, то очень даже красиво получается:
60-ти ваттный элемент пельтье стоит в китае 75 рублей. Допустим, работает он на 30% мощности, и потребляет 20 ватт. При КОП 3 он выдаст 60 ватт тепла.
для ТН на 5кВт надо чуть больше 80 таких элементов, а это около 6000 рублей.
Источник питания надо делать специализированный с водяным охлаждением. Обойдется порядка 10000 рублей. Ну и с теплообменниками покумекать надо. Думаю, на круг можно тысяч в 15 уложиться
итого весь комплект чуть больше 30000 р

 

Так в специализированной литературе с формулами и номограммами все можно увидеть. В сокращенном виде в статьях от Криотерма на ихнем же сайте расписано. Ну а в их программе посчитать и наглядные графики зависимостей можно посмотреть. Правда считает она по большей части под многокаскадные модули только их производства, а под одну ступень любые модули с известными параметрами. Свое считается по известной дельте в ступени и с учетом увеличения в каждой последующей ступени тепла суммарного от предыдущих... Так что смело можно штурмовать сайт Криотерма. Программу при регистрации бесплатно высылают.
З. Ы. Сам в свое время имел дело с криотермовскими модулями. Все в них хорошо, но цена кусачая. У кытов при параметрах практически одинаковых цена в разы меньше, поэтому в кулерах для воды они и стоят.
З. З. Ы. Теория с практикой по элементам практически не расходятся. Расхождения бывают в случаях завышенных производителем параметров или кривых рук или слишком прямых извилин "кулибина", пытающегося собрать из элементов "перепетуум мобиле".

 

КОП около 3 получим на дельте в 17 градусов при мощности 12 вт. Соответственно тепла с одного элемента 36 Вт. Ну и если берем воду 8-4 градуса, то на выходе 21 градус - что явно маловато. Потому и требуется двухкаскадное включение. Тогда получим градусов 36-37 на выходе и гораздо большее количество элементов. На круг одних элементов примерно на 25 т. р.

 

Из преимуществ я тут вижу пока только то, что не надо забивать голову давлениями, перегревами, докипателями и прочими вещами, вызывающими взрыв мозга, как в случае фреонового ТН. Еще и возможно регулировать производительность как в инверторном ТН, да еще при малых температурах на выходе КОП получить выше, а также при малой потребляемой мощности регулировать и расход воды в первичном контуре. Проблем с контроллером, который будет пытаться в каждом конкретном случае получить максимальный КОП сейчас вообще нет.
Теплые полы что-то дороговато выходят, поэтому рассматриваю отопление батареями с теплоносителем 55. На круг батареи с большим количеством секций и более дорогим ТН выйдут все равно дешевле теплых полов, да еще и проблема с ГВС решается.

 

Тема интересная. Даже очень. надо бы эксперимент поставить
Как я понимаю, можно сделать и КОП = 5. Ну, добавит это еще столько же элементов - да фиг с ними. Все равно цена на круг получится ниже чем у классического ТН

 

Думаю, будет проблема, как каскадировать модули. то есть, будут потери на передаче тепла от модуля к модулю. Скорее всего, здесь не все так просто

 

Я вот чего не понял. Ну, допустим при дельте 17 градусов мы получим КОП 3. Берем два модуля. Получаем дельту 34 градуса. До и электричества подводим вдвое больше. При том же количестве тепла на выходе. Соотвественно, КОП будет уже не 3 а 2. Так?

 

@Георг Ом, хм...

а ведь можно воздушный рекуператор на них сделать ?! или да ?

 

Не совсем так. У второй ступени дельта уже чуть меньше, а модуль должен быть на большую мощу. Ведь он не 2, а 3 Ватта должен перекачать. Либо два модуля с меньшим током используем во второй ступени двухкаскадного ТН. Вот и растет количество элементов прогрессивно. КОП же остается неизменным, либо экономим элементы, но получаем падение КОП.

 

Это не совсем уже рекуператор получается, но можно. В этом и прелесть пельтье, что до 70 градусов с горячей стороны и -50 с холодной он в любом промежуточном диапазоне температур одинаково работает в отличие от фреонов, которые есть для низких температур свои, для высоких другие, и компрессоры соответственно.