Автомобилен хладилник на елемент Пелтие. Как да си направим хладилник на елемент на Пелтие Хладилник на схема на Пелтие

Хладилното оборудване се е наложило толкова здраво в нашия живот, че дори е трудно да си представим как е възможно без него. Но класическите дизайни на хладилен агент не са подходящи за мобилна употреба, като например хладилна чанта за пътуване.

За целта се използват инсталации, в които принципът на действие се основава на ефекта на Пелтие. Нека поговорим накратко за това явление.

Какво е?

Този термин означава термоелектричен феномен, открит през 1834 г. от френския натуралист Жан-Шарл Пелтие. Същността на ефекта се крие в отделянето или поглъщането на топлина в зоната, където се допират различни проводници, през които преминава електрически ток.

В съответствие с класическата теория съществува следното обяснение на явлението: електрически ток пренася електрони между метали, които могат да ускорят или забавят тяхното движение в зависимост от контактната потенциална разлика в проводниците, направени от различни материали... Съответно, с увеличаване на кинетичната енергия, тя се превръща в топлина.

На втория проводник се наблюдава обратният процес, изискващ попълване на енергия, в съответствие с основния закон на физиката. Това се дължи на топлинни флуктуации, които причиняват охлаждане на метала, от който е направен вторият проводник.

Съвременните технологии позволяват производството на полупроводникови елементи-модули с максимален термоелектричен ефект. Има смисъл да говорим накратко за техния дизайн.

Устройство и принцип на действие

Съвременните модули представляват структура, състояща се от две изолационни плочи (обикновено керамични), с термодвойки, свързани последователно между тях. Опростена диаграма на такъв елемент може да се намери на фигурата по-долу.

легенда:

A - контакти за свързване към източник на захранване;
B - гореща повърхност на елемента;
C - студена страна;
D - медни проводници;
E - полупроводник с p-преход;
F е полупроводник от n-тип.

Дизайнът е направен по такъв начин, че всяка страна на модула се допира до p-n или n-p преходи(в зависимост от полярността). Контакти p-nзагрява се, n-p - се охлажда (виж фиг. 3). Съответно има температурна разлика (DT) отстрани на елемента. За наблюдателя този ефект ще изглежда като пренос на топлинна енергия между страните на модула. Трябва да се отбележи, че промяната в полярността на захранването води до промяна на горещи и студени повърхности.

Ориз. 3. A - гореща страна на термоелемента, B - студена страна

Спецификации

Характеристиките на термоелектричните модули се описват със следните параметри:

капацитет на охлаждане (Q max), тази характеристика се определя въз основа на максимално допустимия ток и температурната разлика между страните на модула, измерена във ватове;
максималната температурна разлика между страните на елемента (DT max), параметърът е даден за идеални условия, мерната единица е градуси;
допустима сила на тока, необходима за осигуряване на максимална температурна разлика - I max;
максималното напрежение U max, необходимо за тока I max, за да достигне пиковата разлика DT max;
вътрешно съпротивление на модула - Съпротивление, посочено в ома;
коефициент на ефективност - COP (съкращение от английския - коефициент на производителност), всъщност това е ефективността на устройството, показващо съотношението на охлаждащата мощност към консумираната мощност. За евтини елементи този параметър е в диапазона от 0,3-0,35, за по-скъпи модели се доближава до 0,5.

Маркиране

Нека разгледаме как се дешифрира типичното етикетиране на модулите, като използваме примера на фигура 4.

Фиг. 4. Модул на Пелтие, обозначен с TEC1-12706

Маркировката е разделена на три важни групи:

Обозначение на елемента. Първите две букви винаги са непроменени (TE), те казват, че това е термоелемент. Следващият посочва размера, може да има букви "C" (стандартни) и "S" (малки). Последното число показва колко слоя (каскади) има в елемента.
Броят на термодвойките в модула показан на снимката е 127.
Стойността на номиналния ток в ампери имаме - 6 A.

Маркировката на други модели от серията TEC1 се чете по същия начин, например: 12703, 12705, 12710 и др.

Приложение

Въпреки сравнително ниската ефективност, термоелектричните елементи се използват широко в измерването, изчисленията и домакински уреди... Модулите са важен работен елемент на следните устройства:

мобилни хладилни агрегати;
малки генератори за генериране на електричество;
охладителни системи в персонални компютри;
охладители за охлаждане и нагряване на вода;
обезвлажнители и др.

Нека да дадем подробни примери за използване на термоелектрични модули.

Хладилник върху елементи на Пелтие

Термоелектрическите хладилни агрегати са значително по-ниски по производителност от компресорните и абсорбционните колеги. Но те имат значителни предимства, което ги прави препоръчително да се използват при определени условия. Тези предимства включват:

простота на дизайна;
устойчивост на вибрации;
липса на движещи се елементи (с изключение на вентилатора, който духа над радиатора);
ниско ниво на шум;
малък размер;
способност за работа на всяка позиция;
дълъг експлоатационен живот;
ниска консумация на енергия.

Тези характеристики са идеални за мобилни инсталации.

Елемент на Пелтие като генератор на електричество

Термоелектрическите модули могат да функционират като генератори на енергия, ако една от страните им е принудена да се нагрява. Колкото по-голяма е температурната разлика между страните, толкова по-висок е токът, генериран от източника. За съжаление максималната температура за термогенератора е ограничена, тя не може да бъде по-висока от точката на топене на спойката, използвана в модула. Нарушаването на това условие ще доведе до повреда на елемента.

За серийно производство на термогенератори се използват специални модули с огнеупорна спойка, които могат да се нагряват до температура от 300 ° C. В обикновените елементи, например TEC1 12715, границата е 150 градуса.

Тъй като ефективността на такива устройства е ниска, те се използват само в случаите, когато не е възможно да се използва по-ефективен източник. електрическа енергия... Независимо от това, 5-10 W термогенератори са търсени сред туристи, геолози и жители на отдалечени райони. Големи и мощни стационарни инсталации, захранвани от високотемпературно гориво, се използват за захранване на устройства на газоразпределителни блокове, оборудване на метеорологични станции и др.

За охлаждане на процесора

Сравнително наскоро тези модули започнаха да се използват в системите за охлаждане на процесора за персонални компютри. Като се има предвид ниската ефективност на термоелементите, ползите от такива конструкции са доста съмнителни. Например, за да охладите източник на топлина 100-170 W (което съответства на повечето съвременни модели процесори), ще трябва да изразходвате 400-680 W, което изисква инсталиране на мощно захранване.

Вторият капан е, че ненатоварен процесор ще излъчва по-малко топлинна енергия и модулът може да го охлажда по-малко от точката на оросяване. В резултат на това ще започне да се образува конденз, който гарантирано ще повреди електрониката.

Тези, които решат сами да създадат такава система, ще трябва да извършат серия от изчисления, за да изберат мощността на модула за конкретен модел процесор.

Въз основа на горното, използването на тези модули като система за охлаждане на процесора не е рентабилно; освен това те могат да причинят повреда на компютърното оборудване.

Съвсем различно е положението при хибридните устройства, където термичните модули се използват във връзка с водно или въздушно охлаждане.

Хибридните охладителни системи се оказаха ефективни, но високата цена ограничава базата им от фенове.

Климатик на елементи Пелтие

Теоретично такова устройство ще бъде конструктивно много по-просто от класическите климатични системи, но всичко зависи от ниската производителност. Едно е охлаждането на малък обем от хладилна камера, друго е охлаждането на стая или интериор на автомобил. Климатиците, базирани на термоелектрически модули, ще консумират повече електроенергия (3-4 пъти), отколкото оборудването, работещо на хладилен агент.

Що се отнася до използването като автомобилна климатична система, мощността на стандартния генератор няма да бъде достатъчна за работата на такова устройство. Замяната му с по-ефективно оборудване ще доведе до значителен разход на гориво, което не е рентабилно.

В тематични форуми периодично възникват дискусии по тази тема и различни домашно изработени конструкции, но все още не е създаден пълноценен работещ прототип (без да броим климатика за хамстера). Напълно възможно е ситуацията да се промени, когато модулите с по-приемлива ефективност станат широко достъпни.

За охлаждаща вода

Термоелектрическият елемент често се използва като охладител за водни охладители. Структурата включва: охлаждащ модул, контролер с термостат и нагревател. Такова изпълнение е много по-просто и по-евтино от веригата на компресора, освен това е по-надеждно и по-лесно за работа. Но има и някои недостатъци:

водата не се охлажда под 10-12 ° С;
охлаждането отнема повече време от аналога на компресора, следователно такъв охладител не е подходящ за офис с голям брой работници;
устройството е чувствително към външна температура, в топла стая водата няма да се охлади до минималната температура;
Инсталирането в прашни помещения не се препоръчва, тъй като вентилаторът може да се запуши и охлаждащият модул да се повреди.

Настолен охладител за вода с елемент на Пелтие

Сушилня на базата на елементи на Пелтие

За разлика от климатика, внедряването на изсушител на базата на термоелектрични елементи е напълно възможно. Дизайнът е доста прост и евтин. Охлаждащият модул понижава температурата на радиатора под точката на оросяване, в резултат на което влагата, съдържаща се във въздуха, преминаващ през модула, се утаява върху него. Утаената вода се изхвърля в специален акумулатор.

Въпреки ниската ефективност, в този случай ефективността на устройството е доста задоволителна.

Как да се свържете?

Няма да има проблеми със свързването на модула, към изходните проводници трябва да се приложи постоянно напрежение, стойността му е посочена в листа с данни на елемента. Червеният проводник трябва да бъде свързан към плюса, черният проводник към минуса. Внимание! Обръщането на полярността обръща охладените и нагрятите повърхности.

Как да проверите работоспособността на елемента на Пелтие?

Най-простият и надежден начин- тактилна. Необходимо е да свържете модула към подходящ източник на напрежение и да докоснете различните му страни. За работещ елемент единият от тях ще бъде по-топъл, другият по-студен.

Ако подходящ източник не е под ръка, ще ви трябва мултицет и запалка. Процесът на проверка е доста прост:

свържете сондите към клемите на модула;
донасяме запалена запалка към една от страните;
наблюдаваме показанията на устройството.

В работния модул, когато една от страните се нагрява, се генерира електрически ток, който ще се показва на дисплея на устройството.

Как да направите елемент на Пелтие със собствените си ръце?

Почти невъзможно е да се направи домашен модул у дома, особено след като няма смисъл, като се има предвид относително ниската им цена (около $ 4- $ 10). Но можете да сглобите устройство, което ще бъде полезно при поход, например термоелектричен генератор.

За да се стабилизира напрежението, е необходимо да се сглоби прост преобразувател на IC чипа L6920.

На входа на такъв преобразувател се подава напрежение в диапазона 0,8-5,5 V, на изхода той ще даде стабилни 5 V, което е напълно достатъчно за презареждане на повечето мобилни устройства. Ако се използва конвенционален елемент на Пелтие, е необходимо да се ограничи работният температурен диапазон на нагряваната страна до 150 ° C. За да не се занимавате с проследяване, по-добре е да използвате чайник с вряща вода като източник на топлина. В този случай елементът гарантирано няма да се нагрява над 100 ° C.

Термоелектричен охладител Peltier.

Принципът на действие е заимстван от мрежата: Работата на елементите на Пелтие се основава на контакта на два проводими материала с различни нива на енергия на електроните в лентата на проводимост. Когато токът протича през контакта на такива материали, електронът трябва да придобие енергия, за да премине в зоната на проводимост с по-висока енергия на друг полупроводник. Когато тази енергия се абсорбира, полупроводниковата контактна точка се охлажда. Когато токът протича в обратна посока, полупроводниковата контактна точка се нагрява в допълнение към обичайния топлинен ефект.

В случай на метален контакт ефектът на Пелтие е толкова малък, че е невидим на фона на омично нагряване и явления на топлопроводимост. Следователно, при практическо приложениеизползва се контакт на два полупроводника.

Появата на елемента Пелтие. При преминаване на ток топлината се пренася от едната страна на другата Елементът на Пелтие се състои от една или повече двойки малки полупроводникови паралелепипеди - един n-тип и един p-тип сдвоени (обикновено бисмут телурид, Bi2Te3 и силициев германид) , които са свързани по двойки с помощта на метални джъмпери. Металните мостове едновременно служат като термични контакти и са изолирани с непроводим филм или керамична плоча. Двойките паралелепипеди са свързани по такъв начин, че последователно свързване на много двойки полупроводници с различни видовепроводимост, така че отгоре да има една последователност от връзки (n-> p), а отдолу (p-> n) противоположни. Електрическият ток протича последователно през всички паралелепипеди. В зависимост от посоката на тока, горните контакти се охлаждат, а долните се нагряват - или обратно. По този начин електрическият ток пренася топлина от едната страна на елемента на Пелтие към противоположната и създава температурна разлика.

Ако охлаждате нагряващата страна на елемента Пелтие, например с радиатор и вентилатор, тогава температурата на студената страна става още по-ниска. В едностепенните клетки, в зависимост от вида на клетката и големината на тока, температурната разлика може да достигне приблизително 70 K /

Описание
Елементът на Пелтие е термоелектричен преобразувател, който, когато се приложи напрежение, е в състояние да създаде температурна разлика върху плочите, тоест да изпомпва топлина или студ. Представеният елемент на Пелтие се използва за охлаждане на компютърни платки (при ефективно отвеждане на топлината), за охлаждане или загряване на вода. Елементите на Пелтие се използват и в преносимите и автомобилни хладилници.

Елемент на Пелтие, захранван от 12 волта.

За нагряване просто трябва да обърнете полярността.
Размери на плочата Пелтие: 40 x 40 x 4 милиметра.
Работен температурен диапазон: от -30 до +70?..
Работно напрежение: 9-15 волта.
Консумирана мощност: 0,5-6 A.
Максимална консумация на мощност: 60W.
Забавно нещо, свързваме 12v + - охлажда се, сменяме полярността, загрява. Използва се в много автомобилни хладилници, поне аз имам такъв. Можете да прикрепите компактна схема към жабката, за да не се стопи шоколадът през лятото! За използване и ефективна употреба трябва да използвате охлаждащ радиатор - като тест използвах радиатор от компютърен процесор, можете да използвате охладител. Колкото по-добро е охлаждането, толкова по-силен и ефективен е ефектът на Пелтие. При свързване към акумулатор на автомобил 12v, консумацията на ток беше 5 ампера. С една дума, стихията е лакома. Тъй като все още не съм сглобил цялата верига, а проведох само пробни тестове, без измервания на температурата на инструмента. Така че в режим на охлаждане се появи лек скреж за 10 минути. В режим на загряване водата в металната чаша заври. Ефективността на този охладител разбира се е ниска, но цената на устройството и възможността за експериментиране правят покупката оправдана. Останалото на снимката

Увлякох се с домашното винопроизводство.

Четох за ползите от виното. Търсих здравословно вино. Бях ужасен от това, което ни предлагат в магазините. Дори и кримските вина не са от полза. Всичко е пастьоризирано, направено от концентрати, прекомерно количество консерванти. Домашните вина са безсрамно разредени, не се знае в какви условия се правят ...

Реших да опитам сам да направя виното. Получи се просто прекрасно гроздово вино. Сух, почти без захар, богат, много здравословен, облекчава умората ...

Но най-важното е, че ми хареса самия процес на приготвяне на вино. Много интересно, не отнема много време. Току-що започнах да се интересувам от винопроизводството и, мисля, от дълго време.

живея в жилищен блок... За винопроизводството това не представлява абсолютно никакъв проблем. Имам голям килер, в който виното ферментира, отлежава. Ето как да съхранявате виното дълго временеясен.

Основното изискване за съхранение на вино е ниска температура:

10 - 14 ° C за сухи вина;
до 16 ° C за десерт;
максимално допустима температура 18 ° C;
24°C просто убива виното.
Не се допускат резки температурни промени.

Проблемът се усложнява от факта, че предпочитам сухи вина, които изискват най-ниска температура на съхранение.

Въведено търсачкиискания.

Съхранение на домашно вино.
Съхранение на вино у дома.
Как да съхранявате вино в апартамент.

Единствения истински съветза това - купете охладител за вино. Но такива устройства са скъпи. Особено ако полезният обем на хладилника за вино не е за 6-8 бутилки, а за няколко бутилки вино. Не мисля, че някой прави домашно вино в обеми по-малко от 10-20 литра.

Изисквания към охладител за вино.

Реших да направя охладител за вино със собствените си ръце. Проблемът е опростен в сравнение с традиционните хладилници за храна, тъй като:

Температурата в хладилника за вино може да бъде 14 ° C и дори 18 ° C, докато в хладилника за храна 4-5 ° C, а във фризера - 20 ° C. Ясно е, че поддръжката на повече висока температураизисква се по-малко мощност на хладилника, по-малко изисквания за топлоизолация. Достатъчно е да намалите относително температурата заобикаляща средапри 5-7°С.
Няма специални изисквания за охладител за вино, инсталиран в килера. външен вид... Но ако някой има такива изисквания, винаги може да поръчате красив външен калъф от ламинирано ПДЧ.
Охладителят за вино рядко се отваря. Това опростява изискванията за затваряне на вратата на хладилника, като цяло за начина на затваряне на кутията.

Но има определени изисквания:

Не висока консумация на енергия, за да не се развалите на сметките за ток. Реших, че максималната консумация на енергия трябва да бъде не повече от 15-20 вата.
Системата за управление трябва да поддържа температурата с висока точност и най-важното, без внезапни колебания. Релейните термостати от хладилници са напълно неприемливи тук.
Като охлаждащо устройство -. Това налага и специфични изисквания към контролера на хладилника. Ще пиша за това в следващата публикация.

Последните две точки изобщо не ме плашат. Разработих много по-сложни електронни контролери. Като гледам напред, ще кажа нещо, но се получи прекрасно. Малък по размер, достатъчно прост, удобен, с висока производителност. Той поддържа температурата с точност от 0,1°C, ограничава мощността до предварително определено ниво, генерира идеални сигнали за елемента на Пелтие.

Корпус на охладител за вино, избор на топлоизолационен материал.

От какво да направите корпус на хладилник? Прегледах статии по този въпрос в интернет, помислих за него, прочетох за топлоизолационните материали. Стигнах до недвусмислено заключение - тялото трябва да е от екструдиран пенополистирол. Този материал има:

Ниска топлопроводимост - 0,031 W / (m · ° K).
Достатъчно висока якост, устойчивост на деформация. Има опции с различна плътност. Силата зависи от плътността.
Той изобщо не се страхува от влага.
Освен това експандираният полистирол е лек, лесен за обработка, лесен за залепване.

За разлика от опциите в интернет, в които е взета и подрязана подходяща пластмасова кутия топлоизолационен материал, реших да направя корпуса на хладилника от плочи от експандиран полистирол и да го покрия с алуминиево фолио.

Изчислих, че ми трябват плочи с дебелина 5 см, но в най-близкия магазин намерих плочи Penoplex с дебелина само 4 см. Реших, че ще е подходящ за първия експеримент. аз ги купих.

Имайки предвид размера на рафтовете в моя килер, реших да направя хладилник с полезен обем, достатъчен за съхранение на четири петлитрови цилиндъра.

Тези. за 20 литра вино в четири бутилки. Всеки цилиндър е 5 литра, височина 265 мм, диаметър 180 мм. Вътрешните размери на хладилника са 380 x 360 x 320 мм.

Резултатът е такъв чертеж на части за тялото.

Списък с части.

Изпили ми тези подробности магазин за мебелиза 200 рубли Материалът се обработва чудесно. Краищата са идеално прави.

Използвах това лепило. Сигурно има много други варианти, но това лепило ми хареса.

Остава да залепите детайлите. Не беше трудно, само че налях твърде много лепило върху първия шев.

Залепих капака и го пробвах докато лепилото изсъхне напълно. Паснат идеално.

След това залепих външната и вътрешната част на корпуса на хладилника с алуминиева лента.

Корпусът на хладилника е готов.

Дизайнът на охладителния блок на хладилника.

Оптималният дизайн на охладителя е очевиден. Опитах се да представя как го виждам.

Задачата е да прехвърли студа от едната повърхност към хладилника към вътрешния му радиатор. От друга страна външният радиатор трябва да отстранява топлината от другата повърхност на елемента на Пелтие.

Страничната стена на хладилника е пробита под прав ъгъл от алуминиева шина със сечение 40х40 мм. Студът се предава през него към вътрешността на кутията. В камерата към нея се завинтва вътрешен радиатор, който охлажда въздуха. От друга страна, елементът на Пелтие се притиска към шината от външен радиатор. Дизайнът е оптимален от гледна точка на физическите процеси:

Минималната дължина на лентата за предаване на студ.
Голямо напречно сечение, което означава добра топлопроводимост на шината.
Минималната контактна повърхност на студената част на охладителя с въздуха, което означава минимални загуби.
Външният радиатор е разположен успоредно на страничната стена, увеличавайки ширината на целия хладилник само с неговата дебелина. Радиаторът обикновено е по-тънък от други размери.

недостатъци:

Страничните повърхности на алуминиевата шина трябва да са идеално равни.
Необходима е сложна фрезова работа.
Сложен монтаж на външни и вътрешни радиатори.

Аз съм електронен инженер, програмист, а не механик. Сигурен съм, че мнозина ще направят механичната структура на това устройство по-добра от мен. Изпратете снимка, ако го направите.

Не ми беше достатъчен за тази опция за дизайн. Направих по-опростен, но по-малко ефективен дизайн на охлаждащо устройство.

От снимките става ясно.

Вътрешният радиатор е разположен в горната част на камерата, тъй като студеният въздух се движи надолу.

Недостатъците на този дизайн са очевидни:

Студена трансферна лента, малка секция, само 40 х 10 мм.
Значителна част от него е в контакт с топъл въздух, големи загуби. Тя трябва да бъде покрита с топлоизолационни материали.
Ширината на хладилника се увеличава с ширината на радиатора. По същата причина не може да се използва широк радиатор.

Е, каквото можех. ще го повторя.

Контролерът за хладилник на елемента Пелтие.

Контролерът се оказа изключително успешен. Тя ще бъде посветена на него. ето ме:

Ще ви разкажа подробно за проблемите с управлението на елемента Пелтие.
Ще опиша работата на контролера.
ще дам схематична диаграмаКонтролер на елемент на Пелтие.
Ще публикувам резидентния софтуер.

Засега просто ще кажа, че контролерът:

Измерва и стабилизира температурата на въздуха в хладилника с точност до 0,1°C.
Ограничава консумацията на енергия според зададената стойност.
Следи температурата на външния радиатор и управлява вентилатора.
Образува непрекъснат ток и напрежение, изглажда пулсациите и скокове на напрежение.
Извършва диагностика на температурни датчици и други елементи на системата.

Специално бих искал да отбележа, че контролерът не включва и изключва елемента Peltier за контрол на температурата, а плавно намалява или увеличава мощността на елемента. По този начин през елемента на Пелтие винаги протича ток, само неговата стойност се определя от температурата на околната среда.

Това позволява:

Поддържайте стойността на температурата стабилна, без най-малки скокове.
Елементът на Пелтие има ограничен брой превключватели за включване и изключване. Регулаторът на релето ще го развали за 2 месеца.
За да избегнете проблема, свързан с факта, че плочата, пренасяща студа към хладилната камера, когато елементът на Пелтие е изключен, започва да предава топлина от външен радиатор към нея.

Размерите на контролера са само 110 x 90 x 38 mm.

И това е целият хладилник.

Тестване и оценка на резултатите.

Контролерът показва:

температура на въздуха в хладилника;
температура на радиатора;
електрическа мощност на елемента на Пелтие.

Следователно тестът се проведе без допълнителни устройства. Просто включих хладилника и гледах.

При зададена максимална мощност от 15 W, температурата в хладилника се намалява с 6°C спрямо околната среда.

По принцип това вече е достатъчно за съхранение на вино. Исках по-добри резултати, но като се имат предвид конструктивните недостатъци на охладителния блок, резултатът не беше лош.

Освен това остава огромен брой резерви за повишаване на ефективността на хладилника:

Променете дизайна на охлаждащия модул, както е описано по-горе.
Добавете водачи за въздух за вентилатора.
Увеличете площта на външните и вътрешните радиатори.
Увеличете дебелината на стената на корпуса на хладилника поне до изчислената (50 мм).

Сигурен съм, че това може значително да увеличи ефективността на хладилника:

Постигайте по-ниски температури.
Намалете консумацията на енергия, въпреки че 15 W не ми се струват много.

Между другото, всички индустриални охладители за вино съдържат втори вентилатор на вътрешния радиатор. Мисля, че можете и без него, както се прави в това развитие.

Що се отнася до разходите за производство на тази разработка, не я преброих със сигурност, но не мисля, че похарчих повече от хиляда за материали за корпуса. Всичко останало беше направено от скрап. Трудно е да се оцени всичко заедно, мисля, че могат да се срещнат 2-2,5 хиляди.

Можете да добавите към отметки.

Може да се счита за лукс. Но това е достатъчно полезно нещо... Тук можете да поставите сладолед, газирана вода, да транспортирате всякакви замразени храни и много други. В магазин за такова устройство те ще изискват значително количество, така че има смисъл да сглобите хладилник за кола със собствените си ръце. Освен това е интересно, просто и няколко пъти по-евтино. Можете също така да направите хладилник с всякаква форма и размер, така че да се побере удобно на място, приготвено в кола. Според автора цената на такъв домашен продукт е в рамките на 1000 рубли.

Като охлаждащ елемент се използва елемент на Пелтие (това е плоча, която при подаване на напрежение към нея се нагрява от едната страна и се охлажда от другата). Ще ви трябват и един или повече (в зависимост от размера на хладилника) компютърни охладители с радиатори. Можете да ги получите безплатно, ако нямате компютрите, от които се нуждаете.

Направи си сам материали и инструменти:
- екструдиран пенополистирол;
- владетел;
- писалка, флумастер или друг инструмент за писане;
- канцеларски нож;
- елементи на Пелтие (можете да закупите, не са скъпи);
- компютърни охладители с радиатори;
- полиуретанова пяна;
- проводник с гнездо за запалка;
- термостатно табло;
- поялник, ножици и др.

Процес на производство на хладилник:

Стъпка първа. Производство на контейнери
Като цяло авторът първоначално искаше да направи термос контейнер, който да държи студа вътре. Тоест за транспортиране на охладени продукти на къси разстояния. Но след това контейнерът се превърна в пълноценен хладилник.

Контейнерът е сглобен от експандиран полистирол, като лепило се използва полиуретанова пяна. Това е добре, защото пяната запечатва херметически всички пукнатини. Най-важното при проектирането е добра топлоизолация, колкото по-добре се поддържа студът, толкова по-ефективно и икономично ще работи хладилникът.
Можете да изберете произволен размер, според вашите нужди, авторът трябваше да сглоби лист от експандиран полистирол с размери 1200x600 mm и дебелина 50 mm. Листът просто се нарязва според шаблона и след това се залепва в желаната кутия с помощта на полиуретанова пяна.

На снимката можете да видите схема за рязане на лист, ако има желание да се сглоби точно такъв хладилник. На листа има страни, чиято дебелина е 20 мм, те трябва да бъдат отрязани от всички страни, оставяйки долната.

За залепване пяната се нанася и се изчаква 1 минута, след което трябва да натиснете частите за 5 минути и да се уверите, че не се движат. В резултат на това само малко парче експандиран полистирол ще бъде излишно, той е маркиран в сиво на диаграмата.

След като кутията е готова, можете да я боядисате. Трябва да боядисвате на два прохода, тъй като боята може да разяде експандирания полистирол. Въпреки това е препоръчително да изберете подходяща бояза тези цели. Контейнерът тежи 820 грама и съдържа замразени храни за дълго време.

Стъпка втора. Монтаж на охлаждащия елемент
За да направите пълноценен хладилник, имате нужда от охлаждащ елемент, тук е електрически - това е елемент на Пелтие. Особеността на това устройство е, че когато към него се приложи напрежение, едната му страна става много студена, а другата се нагрява. Така че, за да не изгори елементът на Пелтие, топлината трябва да се отстрани от горещата му страна. Охладител от компютър с радиатор, който охлажда процесора, перфектно се справя с тази задача.

Най-мощният елемент на Пелтие ще струва около 130-150 рубли (мощност 60 W).

До с вътрерадиаторът не замръзва, а въздухът се охлажда равномерно, беше решено да се монтира охладител и от вътрешната страна на хладилника. За да работи системата автономно, се нуждаете от температурен контролер с външен сензор, цената му е в рамките на 170 рубли.

Сега степента на студ в хладилника ще се контролира от електрониката, това също ще намали загубите на енергия.

Авторът инсталира елемента Peltier между два радиатора, като за по-добър топлопренос се използва термо паста. В резултат на това единият радиатор ще охлажда едната страна на елемента, докато другият радиатор ще бъде разположен вътре в хладилника и ще разпределя студ върху него. Един такъв елемент е достатъчен, за да поддържа температурата вътре в хладилника на -3 градуса при температура на околната среда от +26. Ако инсталирате 2-3 такива елемента последователно, тогава теоретично температурата в хладилника може да бъде намалена до -18 градуса.

Радиаторите се свързват един с друг с помощта на стандартни скоби, с които се закрепват дънна платка... Ще ви трябват и пластмасови скоби. Най-голяма ефективност беше постигната, когато и двата вентилатора бяха издухани от страната на радиатора.
Като топлоизолация са използвани парчета топлоизолация за кръгли тръби

Стъпка трета. Сглобяване на конструкцията
В капака на хладилника трябва да се направи дупка, за да се монтира охладителят. Формата на дупката трябва да бъде същата като на снимката. След това шевовете се покриват с уплътнител и се монтира конструкция от радиатори. Тук е важно да не бъркате къде е студената страна и къде горещата. Покритието може да бъде предварително боядисано и твърдостта на експандирания полистирол се увеличава.

Докато строех ВилаНе оставих желанието да разбера как иначе да използвам екструдирана полистиролова пяна. Днес това е един от най-ефективните изолационни материали с огромен брой предимства и много достъпна цена... Първото, което осъзнах, беше, че за пазаруване на хранителни стоки в хипермаркет е много полезно да имаш термос контейнер, в който безопасно да се транспортират замразени храни. За да направите такава кутия, отне 160 рубли и половин час свободно време. Но реших да отида по-далеч и да модифицирам дизайна, за да го използвам като самостоятелен хладилник.

Да започнем да правим!

2. И така, нека започнем с термос контейнер. Нуждаем се от един лист експандиран полистирол с размери 1200x600 мм, дебелина 50 мм, канцеларски нож и рулетка. Цената на такъв лист във всеки магазин за хардуер е 160 рубли. Изрязваме листа според шаблона, вземаме полиуретанова пяна и залепваме такъв контейнер.

3. Ето диаграма на изрязване на лист. Листът има страни с дебелина 20 мм, те трябва да бъдат отрязани от всички страни, с изключение на дъното. Листовете са залепени заедно полиуретанова пяна... Технологията е проста. Нанесете малко пяна върху мястото на залепване, изчакайте 1 минута, притиснете листовете плътно един към друг и след това ръчно контролирайте за 5 минути, така че да не се движат поради разширяването на пяната. Основното нещо е да не оставяте без надзор. Само малко парче експандиран полистирол, отбелязано в сиво на диаграмата, ще остане излишно.

4. Обърнете внимание на дизайна на капака, аз изрязах един от големите листове от диаграмата по-горе на 3 части на място при залепване, за да осигуря плътно прилягане. След това външната кутия може да бъде боядисана. Боята разяжда малко експандирания полистирол, така че е по-добре да боядисате на два етапа. Полученият контейнер тежи 820 грама и има невероятни топлинни загуби. В такава кутия можете да поставите няколко килограма замразена храна и да ги транспортирате без проблеми за няколко часа. Основното нещо е да не смесвате замразени и охладени храни. Дизайнът може да бъде допълнен със студен акумулатор.

5. Или можете да модифицирате дизайна, за да получите пълноценен хладилник. За тези цели ще използваме елемент на Пелтие - термоелектричен преобразувател, чийто принцип на действие се основава на възникването на температурна разлика по време на протичане на електрически ток. Именно тези елементи се използват в серийни автомобилни хладилници, както и вентилирани седалки за кола.

Цената на един елемент Pelte с максимална мощност 60 W на aliexpress е 130-150 рубли. Модел TEC1-12706. По време на работа едната страна на елемента се нагрява, другата се охлажда. така че елементът да не изгори, се изисква интензивно отстраняване на топлината от горещата страна. За да направите това, се нуждаем от охладител на процесора с радиатор от компютърен магазин, който струва 250 рубли. За да подобря циркулацията на въздуха вътре в хладилника и да предотвратя замръзване на радиатора, реших да инсталирам вентилатори от двете страни. Също така, термостат с външен температурен сензор и реле, струващ 170 рубли, ще ни бъде полезен, което ще ни позволи да контролираме зададената температура вътре в контейнера. Е, удължител с конектор за запалка за автомобил за 100 рубли.

И така, нека започнем да сглобяваме.

6. Между два алуминиеви радиатора се монтира елемент на Пелтие с термо паста (включена в охладителя). Тук си струва да се отбележи, че е възможно да се увеличи температурният градиент на инсталацията чрез сглобяване на 2 или 3 елемента на Пелтие последователно. Така че един елемент на Пелтие охлажда другия. В този случай е възможно да се получи отрицателна температура в контейнера до -18 градуса по Целзий. По периметъра между елемента полагаме парче разпенена топлоизолация.

7. Свързваме радиаторите един към друг със стандартни монтажни плочи към дънната платка, като ги свързваме с пластмасови скоби. Това позволява също така студената и горещата страна да бъдат топлоизолирани една от друга. Пробно изпълнение на инсталацията. Колкото по-интензивно охлаждаме горещата страна, толкова по-ниска ще бъде температурата на студената страна. Тук вентилаторите са насочени да подават въздух към радиаторите, което е по-малко ефективно от обръщането им за издухване. В импровизирана кутия беше възможно да се постигне температура от -3 градуса при температура на околната среда от +26. Снимката ясно показва модела на охладителите, предимството им е в голямата площ на опорната зона на радиатора. И като топлоизолационна подложка използвах парче топлоизолация за кръгли тръби.

8. Сега нека започнем да интегрираме термоелектрическия преобразувател в новия капак на контейнера. За удобство на поставянето на цялата конструкция ще увеличим дебелината на покритието до 100 мм (2 листа експандиран полистирол). Тази снимка ясно показва уплътнението по периметъра между двата радиатора.

9. Художествено изрязване върху пенополистирол и шлайфане. Отново рисуваме. След боядисване външната обвивка от полистирол става по-здрава.

10. Шевовете са покрити с уплътнител, двата вентилатора се обръщат за издухване. Потенциални подобрения - може да си струва да намалите скоростта на вентилатора на студената страна (сега и двата вентилатора работят на максимална скорост).

11. До кутията монтираме термостатната платка и фиксираме захранващия проводник по такъв прост начин. Първо, притискаме плочата с помощта на самонарезни винтове, след което я фиксираме с уплътнител.

12. Контейнерът е сглобен. Теглото на контейнера без капака е 800 грама, същото е теглото на капака със сглобения термоелектричен преобразувател. Общи разходи - 1000 рубли и няколко часа време. Тестовете с хладилни продукти в багажника на автомобил показаха способността на системата да поддържа температурата на дъното (!) на контейнера в рамките на +5 градуса по Целзий, при околна температура от +29 градуса (да, много по-топло е в багажника, дори когато климатикът работи) и консумация на ток - 3 ампера. Мисля, че това е страхотен резултат.

Смятам да направя следващия контейнер от 3 елемента на Пелтие, инсталирани последователно, за да получа пълноценен фризер.