Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье)

[Skif]

Допис від Starcomputer

При этом в основном приводят непонятно откуда взявшиеся данные о КПД МП и пытаются на основе этого сделать вывод - будет работать или нет

Действительно, в элементах пельтье, как и в других холодильных установках, нет понятия КПД. Есть энергетическая эффективность, т.е. соотношение переносимой энергии к затраченной. Фактически, это соотношение мощности охлаждения к потребляемой, и этот коэффициент (в отличии от КПД) по своей сути может принимать значения как меньше так и больше единицы (0-100% и более).
О КПД говорить не совсем корректно
Если взять даташит на какой-то элемент пельтье, то там приведены графики зависимостей потребляемого тока, напряжения и холодопроизводительности (переносимой мощности) от разности температур на сторонах элемента. На основе этих графиков можно рассчитать и энергетическую эффективность (КПД ).
Например, 100Вт модуль
если его запитать напряжением 12В то при дТ=0 и комнатной температуре он "скушает" 8,3А (потребление 100Вт). При этих условиях он будет переносить 82Вт (холодопроизводительность). Если КПД говорить глупо, то эффективность такого холодильника составляет 0,82.
Но как только холодная сторона остынет, а горячая прогреется и нарисуется реальная рабочая разность температур... ДОпустим, в соседней ветке я считал, около 55*С. Получим иную картину.
Для поджержания тока 8.3А надо будет поднять напряжение до 15В (125Вт). При этом холодопроизводительность упадёт до 25Вт. коэффициент получаем 0,2. Отличие идеального "КПД" от реального в планируемой системе в 4 раза.
Если просмотреть процесс в обратном направлении - для 100Вт охлаждения аквы, при таком кпд, нам потребуется "скармливать" модулю 500Вт электричества и рассчитывать радиатор на 600Вт теплоотдачу. Соответственно, терпеть такой обогреватель и платить по счётчику .
Вся проблема задумки в том что, по идее, мы собираемся рассеивать тепло в воздух. а с него плохой поглотитель... Правильные системы на элементах пельтье отдают тепло ватерблоку с минимальными дТ. Применимо к нашей ситуации, можно присобачить горячую сторону элемента к батарее системы отопления дома и заставить воду там циркулировать, пускай уносит градусы соседям . Отдать тепло с минимальными потерями. И на этом выиграть в КПД, сэкономить на мощном БП и убрать обогреватель из квартиры.

Нагревом от внешника мы пренебрежем

НЕ надо, кушает десяток-два Ватт и все идут в тепло. Больше этой мощности деваться некуда...

а от ламп попробуем посчитать

посчитан нагрев только за счёт теплопередачи (он наименьший). БОльшую роль играет конвекция. Кроме того, для ламп, наибольшим является нагрев за счёт инфракрасного излучения. Кроме того, видимый спектр тоже греет, но какой его процент нагревает воду, а какой усваивается растениями никто не знает, учесть невозможно. Да и через стекло вылетает прилично

От воздуха:
Рв = Ктс х Пс х (30-25) / Тс = 1,15 х 1,28 х 5 / 0,008 = 920 Вт

Кажется толщина стекла не учтена и проверка по единицам измерения не сходится

Дальше не врубился зачем это считалось

Для подсчёта необходимой мощности холодильника надо просто просуммировать мощность всех обогревателей (ламп, фильтра, теплопередачи через стенки при заданной дТ) Пренебрегаем жизнедеятельностью всего живого в банке (оно тоже тепло выделяет).

Более простой путь - зная сколько энергии уносит с собой литр испарившейся воды можно поставить эксперимент. Ставим куллера на обдув воды, добиваемся желаемых дТ =5грд и засекаем сколько литров в сутки испарится в реально функционирующем аквариуме. Из количества и времени получим Ватты.