Прикладная аквариумистика

Проверенный вариант применения термоэлектрических охлаждающих модулей (ТЭОМ) может быть интересен читателям, имеющим дома или на производстве аквариумы с рыбами. Как известно, для нормальной жизнедеятельности декоративных аквариумных рыб необходимы определенные условия температуры воды. Для большинства декоративных рыб нижний предел температуры не должен опускаться менее чем +18 °C, а верхний не превышает +28 °C.

Как повышать температуру воды в зимний период, всем известно – применяют нагревательные элементы со специальным классом защиты от проникновения воды (есть пассивные и автоматически управляемые нагреватели для аквариумов). А вот как понижать температуру воды при ее бесконтрольном увеличении из-за сухого климата или продолжительной жаркой погоды пока широко не известно. Вот здесь поможет ТЭОМ.

Области применения термоэлектрических охлаждающих модулей (ТЭОМ) весьма широка. Это охладители для рассеивающих мощность активных элементов (транзисторов, полупроводников и микросхем, установленных на радиаторы) в усилителях и коммутирующих цепях. Охладители ПЗС-матриц, лазеров, фотоприемников, датчики тепловых потоков (с помощью таких датчиков, основываясь на зависимости тепловой волны, можно контролировать скорость воздушного потока, скорость ветра), специализированные системы охлаждения для научных и исследовательских приборов (многокаскадные модули).

ТЭОМ рассчитаны на работу в цепях постоянного тока. Внешний вид ТЭОМ показан на рисунке 4.12.

Рис. 4.12. Вид конструкции ТЭОМ

Для охлаждения стенок аквариума используют два-три стандартных однокаскадных ТЭОМ ТВ-127-1-2,5 с напряжением питания 15,9 В и током потребления 1,9 А.

Шлифованные керамические пластины модуля позволяют плотно закрепить его (охлаждающей обкладкой к стенке аквариума с внешней стороны) моментальным клеем «супермомент-гель».

В момент склейки модуля и стеклянной стенки аквариума модуль следует осторожно прижать пальцем.

Два-три однотипных ТЭОМ (для объема аквариума соответственно 60-200 л) располагаются на стенках аквариума и соединяются между собой параллельно (этот тип ТЭОМ реализуется с припаянными проводами) через электрические колодки-панельки. При объеме аквариума 60 л для уменьшения температуры воды в климатической зоне Санкт-Петербурга в летний период достаточно двух указанных ТЭОМ, расположенных в разных нижних (противоположных) углах аквариума.

Источник питания (электрическая схема на рис. 4.13) для устройства сетевой, с понижающим трансформатором типа ТПП217-127/220-50 или аналогичным мощностью не менее 60 Вт.

Выходное переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1-VD4, состоящим из четырех мощных диодов Д231 или Д242 с любым буквенным индексом.

Диодный мост быть и другим, в том числе реализованным на современной диодной сборке типа КЦ-ххх, однако требования к нему таковы, чтобы он выдерживал ток не менее 8 А (с запасом).

Потребляемая трансформатором мощность при использовании двух ТЭОМ составит около 40 Вт.

Диоды моста устанавливаются на изолированные друг от друга и общего провода охлаждающие радиаторы с площадью охлаждения не менее 60 см² каждый. Оксидный конденсатор типа К50-35 или аналогичный на рабочее напряжение не менее 25 В сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Источник питания соединяется с блоком ТЭОМ многожильными соединительными проводами длиной 30 см и сечением 0,8–1,5 мм (длина стремится к минимуму для уменьшения потерь – падения напряжения в проводах из-за достаточно большого потребляемого ТЭОМ тока). Таким образом, непосредственно на ТЭОМ постоянное напряжение будет равно 14,5-15 В. Этот метод позволит уменьшать температуру в районе места крепления ТЭОМ со скоростью около 3,5 °C в минуту.

Рис. 4.13. Электрическая схема источника питания

Естественно, из-за низкой тепловой проводимости стекла температура воды будет уменьшаться с большой инерцией. В данном случае это скорее положительный момент, так как для живых организмов в аквариуме нежелательны резкие перепады температур. Контролируют температуру воды внутри аквариума с помощью электронного или обычного жидкостного термометра.

Требования к установке модулей. При использовании ТЭОМ необходимо принимать во внимание температуру на горячей стороне (обкладке). Ее превышение выше предела, установленного в паспортных данных, приводит к интенсификации процессов деградации термоэлектрического вещества (находящегося между горячей и холодной пластинами-обкладками) и разрушению термоэлектрических модулей.

ТЭОМ (в зависимости от модели и назначения) производятся с металлизацией и без металлизации поверхностей обкладок. При монтаже ТЭОМ на неметаллические поверхности используются модули без металлизации обкладок. Монтаж поверхностей осуществляется «холодным» способом, путем приклеивания моментальным клеем.