تستخدم وحدة التبريد الكهروحرارية، أو وحدة بلتييه في أجهزة تنقية المياه، تأثير بلتييه بشكل أساسي لتحقيق التبريد أو التسخين السريع للمياه.

يعتمد استخدام وحدات التبريد الكهروحرارية، أو وحدات بلتييه، في أجهزة تنقية المياه بشكل أساسي على تأثير بلتييه لتحقيق تبريد أو تسخين سريع للمياه. وهي بديل فعال وهادئ لتقنية التبريد التقليدية القائمة على الضواغط.

مبدأ العمل

المبدأ الأساسي هو كالتالي: عندما يمر تيار مباشر عبروحدة التبريد الكهروحرارية (وحدة TEC)يتكون من مواد كهروحرارية من النوع N والنوع P، ويحدث انتقال الحرارة.

يمتص الطرف المبرد الحرارة: أحد جانبي الوحدة الكهروحرارية، وحدة بلتييه، مبرد بلتييه (الطرف البارد) سيمتص الحرارة من الجسم الذي يلامسه، وبالتالي يحقق التبريد.

الطرف الساخن يبدد الحرارة: الجانب الآخر (الطرف الساخن) سيطلق الحرارة، والتي يجب طردها من خلال ألواح تبديد الحرارة والمراوح، وما إلى ذلك.

في جهاز تنقية المياه، يكون الطرف البارد لوحدة التبريد الكهروحرارية، وحدة TE، عنصر بلتييه، مبرد بلتييه على اتصال وثيق بخزان المياه أو قناة تدفق المياه، حيث يمتص حرارة الماء؛ أما الطرف الساخن فيتصل بنظام التبريد ويبدد الحرارة إلى البيئة الخارجية، وبالتالي يحقق غرض التبريد.

المزايا الرئيسية

بالمقارنة مع أنظمة التبريد بالضغط التقليدية، توفر تقنية التبريد الكهروحراري العديد من المزايا في تطبيقات مثل موزعات المياه وأجهزة تنقية المياه:

التشغيل الصامت: نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ميكانيكية مثل الضواغط، فإن التشغيل يكاد يكون بدون ضوضاء وخاليًا من الاهتزازات، مما يجعله مثاليًا للمنازل والمكاتب التي تتطلب بيئة هادئة.

التحكم الدقيق في درجة الحرارة: من خلال التحكم الدقيق في تيار الإدخال، يمكن ضبط درجة حرارة الماء بدقة، مع نطاق تقلبات درجة حرارة صغير جدًا (في حدود ±0.5 درجة مئوية)، مما يضمن استقرار درجة حرارة مخرج الماء.

هيكل مضغوط: وحدة التبريد الكهروحرارية،وحدة بلتييهتتميز وحدة TEC بصغر حجمها وخفة وزنها، مما يسمح بأن يكون الهيكل الداخلي لجهاز تنقية المياه أكثر إحكاما، مما يسهل تصغير المنتج وتنوع تصميمه.

صديق للبيئة وآمن: لا يتم استخدام مواد التبريد، مما يزيل خطر التسرب والتلوث المحتمل، مما يجعله أكثر ملاءمة للبيئة.

الوظائف المتكاملة: من خلال تغيير اتجاه التيار، يمكن لوحدة التبريد الكهروحرارية نفسها، وحدة TEC، وحدة Peltier تحقيق وظائف التبريد والتدفئة، مما يبسط هيكل المعدات ويحسن كفاءة استخدام الطاقة.

نماذج طلبات محددة

تتمتع وحدات التبريد الكهروحرارية وعناصر بلتييه بأشكال تطبيق متنوعة في معدات تنقية المياه، وتتطور هذه التقنية باستمرار:

موزعات المياه للتبريد/التدفئة الكهروحراريةهذا هو التطبيق الأكثر شيوعاً. تقوم الوحدة الكهروحرارية بتبريد خزان تخزين المياه (خزان الثلج) مباشرة، أو من خلال تصميم خاص، تجعل الطرف البارد يلامس خزان الماء البارد والطرف الساخن يلامس خزان الماء الساخن، مما يحقق التبريد والتدفئة في آن واحد لتقليل هدر الطاقة.

طوّرت شركة بكين هويماو لمعدات التبريد المحدودة، في عام 2000، موزع مياه صحي وآمن وسريع التبريد، باستخدام تقنية التبريد الكهروحرارية الحاصلة على براءة اختراع. وقد استُبدل خزان تخزين المياه بخزان من الفولاذ المقاوم للصدأ بدلاً من خزان مصنوع من مادة ABS. ويحظى هذا المنتج بشعبية واسعة في أستراليا والدول الأوروبية وجنوب إفريقيا وغيرها.

جهاز تنقية المياه الفوري بالكهرباء الحرارية: يتم تركيب وحدة التبريد الكهروحرارية، أو وحدة الطاقة الكهروحرارية، أو وحدة TE، أو وحدة بلتييه، في الداخل لتشكيل قناة تدفق مياه منحنية تُسمى "صندوق الماء". عند تدفق الماء من خلالها، يمكن تبريده أو تسخينه بسرعة، مما يوفر إمدادًا فوريًا بالماء البارد والساخن.

جهاز تنقية المياه المبرد المثبت على الحائط: وحدة التبريد الكهروحرارية،عنصر بلتييه، جهاز بلتييه، وحدة TECيتم دمجها في هيكل صغير مثبت على الحائط لتبريد المياه النقية على الفور بعد مرورها عبر عنصر الترشيح، مما يلبي متطلبات توفير المساحة.

جهاز استخلاص الماء من الهواء: هذا تطبيق مبتكر. باستخدام وحدة كهروحرارية، أو وحدة بلتييه، يتم إنشاء سطح منخفض الحرارة، وعندما يمر الهواء الرطب من خلاله، يتكثف بخار الماء إلى قطرات ماء سائلة، وبالتالي يتم الحصول على مياه شرب من الهواء، وهو مناسب للبيئات الخاصة.

ملاحظات الاستخدام

لضمان أداء وعمر وحدة التبريد الكهروحرارية، يجب مراعاة النقاط التالية عند استخدامها:

يُعدّ تبديد الحرارة أمرًا بالغ الأهمية: يجب تزويد الطرف الساخن بأجهزة تبديد حرارة فعّالة (مثل المشتتات الحرارية والمراوح)، وضمان تبديد الحرارة بشكل جيد. إذا لم يتم تصريف الحرارة في الوقت المناسب، فسيؤثر ذلك سلبًا على كفاءة التبريد، بل وقد يُلحق الضرر بوحدة بلتييه والوحدة الكهروحرارية.

تجنب التبديل المتكرر:

عند التبديل بين وضعي التبريد والتدفئة، يجب الحفاظ على فاصل زمني معين (مثل 30 ثانية على الأقل) لحماية وحدات التبريد الكهروحرارية، ووحدات TEC، ووحدات Peltier.

مصدر طاقة مستقر:

استخدم مصدر طاقة تيار مستمر بمعامل تموج صغير وتأكد من أن جهد التشغيل والتيار ضمن النطاق المقنن.

يُرجى التعامل بحذر:

يتميز الهيكل الداخلي لوحدة التبريد الكهروحرارية، وحدة بلتييه، بدقة عالية. يجب تجنب الصدمات العنيفة أو الضغط الزائد أثناء التركيب والنقل.