A hűtőberendezések olyan szilárdan beépültek az életünkbe, hogy még elképzelni is nehéz, hogyan lehetett nélküle meglenni. De a klasszikus hűtőközeg-kialakítások nem alkalmasak mobil használatra, például utazási hűtőtáskaként.
Erre a célra olyan berendezéseket használnak, amelyek működési elve a Peltier-effektuson alapul. Röviden beszéljünk erről a jelenségről.
Ami?
Ez a kifejezés egy termoelektromos jelenségre utal, amelyet Jean-Charles Pelletier francia természettudós fedezett fel 1834-ben. A hatás lényege a hő felszabadulása vagy elnyelése abban a zónában, ahol a különböző vezetők érintkeznek, és amelyen elektromos áram halad át.
A jelenségnek a klasszikus elmélet szerint a következő magyarázata van: az elektromos áram elektronokat ad át a fémek között, amelyek a fémből készült vezetők érintkezési potenciálkülönbségétől függően gyorsíthatják vagy lassíthatják azok mozgását. különféle anyagok. Ennek megfelelően a mozgási energia növekedésével hővé alakul.
A második vezetőn a fordított folyamat figyelhető meg, amely energia-utánpótlást igényel, a fizika alaptörvényének megfelelően. Ennek oka a hőingadozás, amely a fém lehűlését okozza, amelyből a második vezető készül.
A modern technológiák lehetővé teszik a maximális termoelektromos hatású félvezető elemek-modulok gyártását. Érdemes röviden beszélni a tervezésükről.
Eszköz és működési elv
A modern modulok két (általában kerámia) szigetelőlapból álló szerkezetek, amelyek közé sorba kapcsolt hőelemek vannak. Egy ilyen elem egyszerűsített diagramja az alábbi ábrán található.
Megnevezések:
- A - érintkezők az áramforráshoz való csatlakozáshoz;
- B az elem forró felülete;
- C - hideg oldal;
- D - rézvezetők;
- E egy p-átmenet alapú félvezető;
- F egy n-típusú félvezető.
A kialakítás úgy készült, hogy a modul mindkét oldala érintkezzen a p-n ill n-p átmenetek(polaritástól függően). p-n kapcsolatok felmelegít, n-p - lehűt (lásd 3. ábra). Ennek megfelelően az elem oldalain hőmérséklet-különbség (DT) lép fel. A megfigyelő számára ez a hatás úgy fog kinézni, mint a hőenergia átadása a modul oldalai között. Figyelemre méltó, hogy a betáplálás polaritásának megváltozása a meleg és hideg felületek megváltozásához vezet.
Rizs. 3. A - hőelem meleg oldala, B - hideg oldala Műszaki adatok
A termoelektromos modulok jellemzőit a következő paraméterek írják le:
- hűtőteljesítmény (Q max), ezt a jellemzőt a legnagyobb megengedett áramerősség és a modul oldalai közötti hőmérséklet-különbség alapján határozzák meg, wattban mérve;
- az elem oldalai közötti maximális hőmérsékletkülönbség (DT max), a paraméter ideális körülményekre adott, mértékegysége fok;
- a maximális hőmérsékletkülönbség biztosításához szükséges megengedett áramerősség - I max;
- a maximális U max feszültség, amely ahhoz szükséges, hogy az I max áram elérje a DT max csúcskülönbséget;
- a modul belső ellenállása - Ellenállás, ohmban van megadva;
- hatékonysági együttható - COP (rövidítés az angolból - a teljesítmény együtthatója), valójában ez az eszköz hatékonysága, amely a hűtés és az energiafogyasztás arányát mutatja. Olcsó elemek esetén ez a paraméter 0,3-0,35 tartományban van, drágább modelleknél megközelíti a 0,5-öt.
Jelzés
Fontolja meg, hogyan fejti meg a modulok tipikus jelölését a 4. ábra példájával.
4. ábra: TES1-12706 jelű Peltier-modul A jelölés három jelentőségteljes csoportra oszlik:
- Elem megjelölés. Az első két betű mindig változatlan (TE), jelezve, hogy ez egy hőelem. A következő a méretet jelzi, lehetnek "C" (standard) és "S" (kicsi) betűk. Az utolsó számjegy azt jelzi, hogy hány réteg (kaszkád) van az elemben.
- A fotón látható modulban lévő hőelemek száma 127 db.
- A névleges áram értéke amperben - 6 A.
A TEC1 sorozat többi modelljének jelölése is ugyanúgy olvasható, például: 12703, 12705, 12710 stb.
Alkalmazás
A meglehetősen alacsony hatásfok ellenére a termoelektromos elemeket széles körben alkalmazzák mérési, számítástechnikai és Háztartási gépek. A modulok a következő eszközök fontos működési elemei:
- mobil hűtőegységek;
- kis generátorok villamos energia előállítására;
- Hűtőrendszerek személyi számítógépekben;
- hűtők víz hűtésére és melegítésére;
- párátlanítók stb.
Nézzünk részletes példákat a termoelektromos modulok felhasználására.
Hűtőszekrény Peltier elemekkel
A termoelektromos hűtőegységek teljesítménye jelentősen gyengébb, mint a kompresszoros és abszorpciós társai. De jelentős előnyeik vannak, ami bizonyos feltételek mellett célszerűvé teszi alkalmazásukat. Ezek az előnyök a következők:
- a tervezés egyszerűsége;
- rezgésállóság;
- mozgó elemek hiánya (kivéve a hűtőt fújó ventilátort);
- alacsony zajszint;
- kis méretek;
- bármilyen pozícióban való munkavégzés képessége;
- hosszú élettartam;
- kis energiafogyasztás.
Ezek a jellemzők ideálisak mobil telepítésekhez.
Peltier elem, mint elektromos áram generátor
A termoelektromos modulok villamosenergia-termelőként működhetnek, ha az egyik oldalukat kényszermelegítésnek teszik ki. Minél nagyobb a hőmérséklet-különbség az oldalak között, annál nagyobb a forrás által generált áram. Sajnos a hőgenerátor maximális hőmérséklete korlátozott, nem lehet magasabb, mint a modulban használt forraszanyag olvadáspontja. Ennek a feltételnek a megsértése az elem meghibásodásához vezet.
A hőgenerátorok sorozatgyártásához speciális, tűzálló forraszanyagú modulokat használnak, amelyek 300 °C-ra fűthetők. A közönséges elemeknél, például a TEC1 12715-nél a határ 150 fok.
Mivel az ilyen eszközök hatékonysága alacsony, csak olyan esetekben használják őket, amikor nem lehetséges hatékonyabb forrást használni. elektromos energia. Ennek ellenére a turisták, a geológusok és a távoli területek lakosai körében keresettek az 5-10 W-os hőgenerátorok. A nagy és nagy teljesítményű, magas hőmérsékletű tüzelőanyaggal működő helyhez kötött berendezéseket gázelosztó egységek, meteorológiai állomás berendezések stb.
CPU hűtésére
Viszonylag nemrégiben ezeket a modulokat a személyi számítógépek CPU-jának hűtőrendszereiben kezdték használni. Tekintettel a termoelemek alacsony hatékonyságára, az ilyen szerkezetek előnyei meglehetősen kétségesek. Például egy 100-170 W teljesítményű hőforrás hűtéséhez (amely a legtöbb modern CPU-modellnek felel meg) 400-680 W-ot kell költenie, amihez erős tápegység telepítése szükséges.
A második buktató az, hogy a terheletlen processzor kevesebb hőenergiát bocsát ki, és a modul a harmatpont alá tudja hűteni. Ennek eredményeként páralecsapódás kezd képződni, ami garantáltan letiltja az elektronikát.
Azoknak, akik úgy döntenek, hogy önállóan hoznak létre egy ilyen rendszert, egy sor számítást kell elvégezniük a modul teljesítményének kiválasztásához egy adott processzormodellhez.
A fentiek alapján ezeket a modulokat nem kifizetődő CPU hűtőrendszerként használni, ráadásul számítógépes berendezések meghibásodását is okozhatják.
Egészen más a helyzet a hibrid eszközökkel, ahol a hőmodulokat víz- vagy léghűtéssel együtt alkalmazzák.
A hibrid hűtőrendszerek hatékonynak bizonyultak, de a magas költségek korlátozzák a rajongók körét.
Klíma Peltier elemeken
Elméletileg egy ilyen eszköz szerkezetileg sokkal egyszerűbb lesz, mint a klasszikus klímaberendezések, de mindez az alacsony teljesítményen múlik. Egy dolog egy kis térfogatú hűtőszekrény hűtése, egy másik dolog a szoba vagy az autó belső terei. A termoelektromos modulokon alapuló klímaberendezések több áramot fogyasztanak (3-4-szer), mint a hűtőközeggel működő berendezések.
Ami az autóipari klímaberendezésként való felhasználást illeti, a szabványos generátor teljesítménye nem lesz elegendő egy ilyen eszköz működtetéséhez. Ha produktívabb berendezésre cseréli, jelentős üzemanyag-fogyasztáshoz vezet, ami nem költséghatékony.
A tematikus fórumokon rendszeres időközönként és változatos viták születnek erről a témáról házi készítésű tervek, de teljes értékű működő prototípus még nem készült (nem számítva a hörcsög klímaberendezését). Elképzelhető, hogy a helyzet megváltozik, amikor az elfogadhatóbb hatékonyságú modulok széles körben elérhetővé válnak.
Hűtővízhez
A termoelektromos elemet gyakran használják vízhűtők hűtőjeként. A kialakítás tartalmazza: hűtőmodult, termosztáttal vezérelt vezérlőt és fűtőtestet. Egy ilyen megvalósítás sokkal egyszerűbb és olcsóbb, mint a kompresszorkör, emellett megbízhatóbb és könnyebben kezelhető. De vannak hátrányai is:
- a víz nem hűt 10-12 °C alá;
- a hűtés hosszabb ideig tart, mint a kompresszor analógja, ezért egy ilyen hűtő nem alkalmas egy nagy számú alkalmazottat foglalkoztató irodába;
- a készülék érzékeny külső hőmérséklet, meleg helyiségben a víz nem hűl le minimális hőmérsékletre;
- poros helyiségekbe történő beszerelés nem javasolt, mivel a ventilátor eltömődhet és a hűtőmodul meghibásodhat.
Asztali vízhűtő Peltier elemmel Légszárító Peltier elemeken
A légkondicionálóval ellentétben a légszárító termoelektromos elemeken történő megvalósítása teljesen lehetséges. A kialakítás meglehetősen egyszerű és olcsó. A hűtőmodul a hűtőborda hőmérsékletét a harmatpont alá csökkenti, így a készüléken áthaladó levegőben lévő nedvesség rátelepszik. A leülepedett vizet egy speciális tárolótartályba engedik.
Az alacsony hatásfok ellenére ebben az esetben a készülék hatásfoka meglehetősen kielégítő.
Hogyan kell csatlakozni?
A modul csatlakoztatásával nem lesz probléma, a kimeneti vezetékekre állandó feszültséget kell kapcsolni, ennek értéke az elem adatlapján van feltüntetve. A piros vezetéket a pozitívhoz, a fekete vezetéket a negatívhoz kell kötni. Figyelem! A polaritás felcserélése felcseréli a hűtött és fűtött felületeket.
Hogyan ellenőrizhető a Peltier elem teljesítménye?
A legegyszerűbb és megbízható módon- tapintható. A modult megfelelő feszültségforráshoz kell csatlakoztatni, és meg kell érinteni a különböző oldalait. Egy működőképes elemnél az egyik melegebb, a másik hidegebb lesz.
Ha nincs kéznél megfelelő forrás, szüksége lesz egy multiméterre és egy öngyújtóra. Az ellenőrzési folyamat meglehetősen egyszerű:
- csatlakoztassa a szondákat a modul kapcsaihoz;
- vigyen egy meggyújtott öngyújtót az egyik oldalra;
- figyelje meg a készülék leolvasását.
A munkamodulban, amikor az egyik oldal felmelegszik, elektromos áram keletkezik, amely megjelenik a műszerfalon.
Hogyan készítsünk Peltier elemet saját kezűleg?
Szinte lehetetlen házilag saját készítésű modult készíteni, annál is inkább, mert viszonylag alacsony költségük (kb. 4-10 dollár) miatt semmi értelme. De összeállíthat egy eszközt, amely hasznos lesz egy túrán, például egy termoelektromos generátort.
A feszültség stabilizálásához össze kell szerelnie egy egyszerű átalakítót az L6920 IC chipen.
Egy ilyen konverter bemenetére 0,8-5,5 V feszültség kerül, a kimeneten stabil 5 V-ot termel, ami elég a legtöbb mobileszköz újratöltéséhez. Ha hagyományos Peltier elemet használnak, a fűtött oldal üzemi hőmérséklet-tartományát 150 °C-ra kell korlátozni. Annak érdekében, hogy ne zavarja a nyomon követést, jobb hőforrásként egy fazék forrásban lévő vizet használni. Ebben az esetben az elem garantáltan nem melegszik fel 100 °C fölé.
Peltier termoelektromos hűtő. 
A működési elvet a netről kölcsönözzük: A Peltier-elemek működése a vezetési sávban két különböző elektronenergiájú vezetőképes anyag érintkezésén alapul. Amikor áram folyik át az ilyen anyagok érintkezésén, az elektronnak energiát kell szereznie ahhoz, hogy egy másik félvezető magasabb energiájú vezetési sávjába kerüljön. Amikor ez az energia elnyelődik, a félvezetők érintkezési pontja lehűl. Ha az áram ellentétes irányban folyik, a félvezetők érintkezési pontja a szokásos hőhatás mellett felmelegszik.
Fémek érintkezésekor a Peltier-effektus olyan kicsi, hogy az ohmos fűtési és hővezetési jelenségek hátterében láthatatlan. Ezért mikor praktikus alkalmazás két félvezetőt használnak.
A Peltier-elem megjelenése. Az áram áthaladásakor a hő az egyik oldalról a másikra kerül át A Peltier elem egy vagy több pár kis félvezető paralelepipedonból áll - egy n-típusú és egy p-típusú párban (általában bizmuttellurid, Bi2Te3 és szilícium) germanid), amelyek párban vannak összekötve fém jumperekkel. A fém jumperek egyidejűleg hőérintkezőként szolgálnak, és nem vezető fóliával vagy kerámia lemezzel vannak szigetelve. A paralelepipedon párok úgy vannak összekötve, hogy sok félvezetőpár soros kötése jön létre különböző típusú vezetőképesség, így felül egy vegyületsor található (n->p), alul pedig szemben (p->n). Az elektromos áram egymás után halad át az összes paralelepipedonon. Az áram irányától függően a felső érintkezőket hűtik, az alsókat fűtik - vagy fordítva. Így az elektromos áram a Peltier-elem egyik oldaláról a másik oldalra viszi át a hőt, és hőmérséklet-különbséget hoz létre.
Ha a Peltier elem fűtőoldalát hűtik, például radiátorral és ventilátorral, a hideg oldal hőmérséklete még alacsonyabb lesz. Az egyfokozatú cellákban a cella típusától és az áram nagyságától függően a hőmérsékletkülönbség megközelítőleg 70 K/
Leírás
A Peltier elem egy termoelektromos átalakító, amely feszültség hatására hőmérséklet-különbséget tud létrehozni a lemezeken, azaz hőt vagy hideget szivattyúzni. A bemutatott Peltier elem számítógépes táblák hűtésére szolgál (hatékony hőelvezetés mellett), víz hűtésére vagy melegítésére. A Peltier elemeket hordozható és autó hűtők.
A Peltier elem 12 voltos tápfeszültséggel működik.
A fűtéshez csak meg kell cserélni a polaritást.
Peltier lemez méretei: 40 x 40 x 4 mm.
Üzemi hőmérséklet tartomány: -30 és +70 között...
Üzemi feszültség: 9-15 Volt.
Áramfelvétel: 0,5-6 A.
Maximális fogyasztás: 60W.
Vicces kis dolog, 12v +-ot kötünk - hűt, polaritást váltunk, melegít. Sok autó hűtőben használják, nekem legalábbis van egy. A kesztyűtartóra kompakt sémát rögzíthet, hogy a csokoládé ne olvadjon el nyáron! A használathoz és a hatékony használathoz hűtőradiátort kell használni - próbaképpen számítógépes processzorból származó radiátort használtam, hűtővel lehetséges. Minél jobb a hűtés, annál erősebb és hatékonyabb a Peltier-effektus. 12 V-os autóakkumulátorhoz csatlakoztatva az áramfelvétel 5 amper volt. Egyszóval falánk az elem. Mivel még nem szereltem össze a teljes áramkört, csak próbateszteket végeztem, műszeres hőmérsékletmérés nélkül. Így 10 percig hűtési módban enyhe fagy jelent meg. Fűtés üzemmódban a fémpohárban lévő víz felforrt. Ennek a hűtőnek a hatásfoka természetesen alacsony, de a készülék ára és a kísérletezés lehetősége indokolttá teszi a vásárlást. A többi a képen 
Elkezdett érdekelni a házi borkészítés.
Olvassa el a bor előnyeit. Jó bort keresek. Elborzadtam attól, amit a boltokban kínálnak nekünk. Még a krími borok sem használnak semmit. Minden pasztőrözött, koncentrátumból, iszonyatos mennyiségű tartósítószerből készült. A házi borokat istentelenül hígítják, nem tudni, milyen körülmények között készülnek ...
Úgy döntöttem, hogy megpróbálom elkészíteni a saját boromat. Csodálatos szőlőbor lett belőle. Száraz, szinte cukormentes, gazdag, nagyon egészséges, enyhíti a fáradtságot...
De ami a legfontosabb, tetszett a borkészítés folyamata. Nagyon érdekes és nem sok időt vesz igénybe. Egyszerűen elragadtattam a borászatot, és azt hiszem, sokáig.
én lakom bérház. A bortermelésnél ez egyáltalán nem okoz problémát. Van egy nagy kamrám, ahol erjed és érlelődik a bor. Hogyan tároljuk a bort hosszú idő homályos.
A bor tárolásának fő követelménye az alacsony hőmérséklet:
- 10-14 °C száraz borok esetén;
- desszertekhez 16 °C-ig;
- megengedett legnagyobb hőmérséklet 18 °C;
- 24°C egyszerűen megöli a bort.
- A hirtelen hőmérsékletváltozás nem megengedett.
A problémát súlyosbítja, hogy én a száraz borokat részesítem előnyben, amelyek a legalacsonyabb tárolási hőmérsékletet igénylik.
betárcsázott kereső motorok kéréseket.
- Házi bor tárolása.
- Otthoni bortárolás.
- Hogyan tároljunk bort egy lakásban.
Az egyetlen igazi tanácsot ebből az alkalomból - vásároljon borhűtőt. De ezek az eszközök drágák. Főleg, ha a borhűtő hasznos térfogata nem 6-8 palackra, hanem több üveg borra vonatkozik. Nem hiszem, hogy valaki 10-20 liternél kisebb űrtartalmú házi bort készítene.
A borhűtővel szemben támasztott követelmények.
Úgy döntöttem, hogy saját kezemmel készítek egy borhűtőt. A problémát leegyszerűsíti a hagyományos élelmiszer-hűtőszekrényekhez képest, hogy:
- Borhűtőben 14 °C, sőt 18 °C is lehet a hőmérséklet, míg élelmiszerhűtőben 4-5 °C, fagyasztóban -20 °C. Nyilvánvaló, hogy többet kell fenntartani magas hőmérsékletű kevesebb hűtőteljesítmény szükséges, kevesebb hőszigetelési igény. Elegendő csökkenteni a hőmérsékletet képest környezet 5-7 °C-on.
- A kamrába szerelt borhűtővel szemben nincsenek különleges követelmények. megjelenés. De ha valakinek ilyen igénye van, mindig rendelhet egy gyönyörű külső tokot laminált forgácslapból.
- A borhűtőt ritkán nyitják ki. Ez leegyszerűsíti a hűtőszekrény zárási ajtajára vonatkozó követelményeket, általában a ház zárásának módját.
De vannak bizonyos követelmények:
- Nem túl magas az áramfogyasztás, hogy ne menjen tönkre a villanyszámlák miatt. Úgy döntöttem, hogy a maximális energiafogyasztás nem lehet több, mint 15-20 watt.
- A vezérlőrendszernek nagy pontossággal kell fenntartania a hőmérsékletet, és ami a legfontosabb - éles ingadozások nélkül. A hűtőszekrényekből származó relé termosztát itt teljesen elfogadhatatlan.
- Hűtőberendezésként -. Ez konkrétabb követelményeket támaszt a hűtőszekrény vezérlőjével szemben. Erről írok a következő bejegyzésemben.
Az utolsó két pont egyáltalán nem ijeszt meg. Sokkal bonyolultabb elektronikus vezérlőket terveztem. Előretekintve mondok valamit, de csodálatosra sikerült. Kis méretű, meglehetősen egyszerű, kényelmes, nagy teljesítményű. 0,1 °C-os pontossággal tartja a hőmérsékletet, egy adott szintre korlátozza a teljesítményt, és ideális jeleket generál a Peltier elem számára.
Borhűtő test, hőszigetelő anyag választás.
Miből van a hűtőszekrény teste? Átnéztem az interneten a témával kapcsolatos cikkeket, gondolkodtam, olvastam a hőszigetelő anyagokról. Egyértelmű következtetésre jutottam - a testnek extrudált polisztirolhabból kell készülnie. Ez az anyag rendelkezik:
- Alacsony hővezető képesség - 0,031 W / (m °K).
- Megfelelően nagy szilárdság, deformációállóság. Különböző sűrűségű lehetőségek vannak. Az erősség a sűrűségtől függ.
- Egyáltalán nem fél a nedvességtől.
- Ezenkívül a habosított polisztirol könnyű, könnyen feldolgozható, könnyen ragasztható.
Ellentétben az internetes lehetőségekkel, amelyekben megfelelő műanyag tokot vettek és bevontak hőszigetelő anyag, úgy döntöttem, hogy a hűtőházat polisztirolhab lapokból készítem és alufóliával átragasztom.
Kiszámoltam, hogy 5 cm vastag tányérokra van szükségem, de a legközelebbi boltban csak 4 cm vastag Penoplex tányérokat találtam, úgy döntöttem, hogy az első kísérlethez megfelelő lesz. És megvette őket.
Tekintettel a kamrám polcainak méretére, úgy döntöttem, hogy készítek egy hűtőszekrényt, amelynek hasznos térfogata elegendő négy ötliteres palack tárolására.
Azok. 20 liter borhoz négy palackban. Minden henger 5 literes, magassága 265 mm, átmérője 180 mm. A hűtőszekrény belső méretei 380 x 360 x 320 mm.
Kiderült, hogy itt van a tok részeinek rajza.
Alkatrész lista.
Ezeket a részleteket kitalálta nekem bútorbolt 200 rubelért Az anyagot csodálatosan kezelik. A szélei tökéletesen egyenletesek.
Ezt a ragasztót használtam. Valószínűleg sok más lehetőség is van, de ez a ragasztó tetszett.
Marad a részletek ragasztása. Nem volt nehéz, csak túl sok ragasztót öntöttek az első varratra.
Felragasztottam a fedőt és addig próbálgattam, míg teljesen meg nem száradt a ragasztó. Tökéletesen illeszkedik.
Ezután alumínium szalaggal átragasztottam a hűtőszekrény testét kívül-belül.
A hűtőszekrény teste készen áll.
A hűtőszekrény hűtőegységének kialakítása.
A hűtőegység optimális kialakítása nyilvánvaló. Megpróbáltam bemutatni, hogyan látom őt.
A feladat az, hogy a hideget az egyik felületről a belső radiátoron lévő hűtőbe továbbítsa. A másik, külső radiátornak pedig el kell távolítania a hőt a Peltier elem másik felületéről.
A hűtőszekrény oldalfalát derékszögben 40x40 mm átmérőjű alumínium rúd lyukasztja át. Ezen keresztül a hideg átjut a szervezetbe. A kamrában egy belső radiátor van rácsavarozva, ami lehűti a levegőt. Másrészt a Peltier elemet egy külső radiátor nyomja a rúdhoz. A tervezés a fizikai folyamatok szempontjából optimális:
- A hidegátadó rúd minimális hossza.
- Nagy keresztmetszet, és ezáltal a rúd jó hővezető képessége.
- A hűtőegység hideg részének minimális érintkezési felülete levegővel, ami minimális veszteséget jelent.
- A külső radiátor az oldalfallal párhuzamosan helyezkedik el, csak a saját vastagságával növeli a teljes hűtőszekrény szélességét. A radiátor vastagsága általában kisebb, mint más méreteknél.
Hibák:
- Az alumínium rúd oldalfelületeinek tökéletesen síknak kell lenniük.
- Bonyolult marási munka szükséges.
- A külső és belső radiátorok bonyolult rögzítése.
Elektronikai mérnök, programozó vagyok, nem szerelő. Biztos vagyok benne, hogy sokan jobbá teszik ennek az egységnek a mechanikai kialakítását, mint én. Ha igen, küldj be egy fotót.
Nem voltam elég egy ilyen tervezési lehetőséghez. A hűtőegység egyszerűbb, de kevésbé hatékony kialakítását készítettem el.
A képekből jól látszik.
A belső radiátor a kamra tetején van, mert a hideg levegő lesüllyed.
Ennek a kialakításnak a hátrányai nyilvánvalóak:
- Hűtésáteresztő rúd kis résszel, mindössze 40 x 10 mm.
- Jelentős része meleg levegővel érintkezik, nagy veszteségek. Szigetelő anyagokkal kell lefedni.
- A hűtő szélessége a radiátor szélessége miatt nő. Ugyanezen okból nem használható széles radiátor.
Hát mit lehetne. újra fogom csinálni.
A hűtőszekrény vezérlője a Peltier elemen.
A vezérlő rendkívül sikeresnek bizonyult. Neki lesz dedikálva. Itt vagyok:
- Részletesen elmondom a Peltier-elem szabályozásának problémáit.
- Leírom a vezérlő működését.
- hozok kördiagramm Peltier elem vezérlő.
- Kiadom a rezidens szoftvert.
Egyelőre csak annyit mondok, hogy a vezérlő:
- 0,1 °C-os pontossággal méri és stabilizálja a hűtőszekrény levegő hőmérsékletét.
- Az energiafogyasztást egy adott értékre korlátozza.
- Figyeli a külső hűtőborda hőmérsékletét és vezérli a ventilátort.
- Folyamatos áramot és feszültséget képez, kisimítja a hullámzást és a feszültséglökéseket.
- Elvégzi a hőmérséklet-érzékelők és a rendszer egyéb elemeinek diagnosztikáját.
Külön szeretném megjegyezni, hogy a vezérlő nem a hőmérséklet szabályozására kapcsolja be és ki a Peltier elemet, hanem fokozatosan csökkenti vagy növeli az elem teljesítményét. Így a Peltier elemen mindig áram folyik át, csak az értékét határozza meg a környezeti hőmérséklet.
Ez lehetővé teszi:
- A hőmérséklet értéket tartsa stabilan, a legkisebb ugrások nélkül.
- A Peltier elem korlátozott számú be- és kikapcsolással rendelkezik. Egy relé szabályozó 2 hónap alatt tönkreteszi.
- Annak elkerülése érdekében, hogy a hűtőkamrába hideget továbbító lemez a Peltier elem kikapcsolásakor hőt kezdjen átadni a külső radiátorból.
A vezérlő méretei mindössze 110 x 90 x 38 mm.
És ez az egész hűtőszekrény.
Tesztek és az eredmények értékelése.
A vezérlő a következőket jeleníti meg:
- levegő hőmérséklete a hűtőszekrényben;
- radiátor hőmérséklete;
- elektromos áram a Peltier elemen.
Ezért a tesztet további eszközök nélkül végezték el. Csak bekapcsoltam a hűtőt és néztem.
A 15 W-os maximális teljesítmény beállításnál a hűtőszekrény hőmérséklete 6 °C-kal csökken a környezethez képest.
Ez elvileg már elegendő a bor tárolására. Jobb eredményt szerettem volna, de a hűtőegység tervezési hibáit figyelembe véve nem lett rossz az eredmény.
Ezenkívül rengeteg tartalék maradt a hűtőszekrény hatékonyságának növelésére:
- Változtassa meg a hűtőegység kialakítását a fent leírtak szerint.
- Adjon hozzá levegővezetőket a ventilátorhoz.
- Növelje a külső és belső radiátorok területét.
- Növelje a hűtőház falainak vastagságát legalább a számított értékig (50 mm).
Biztos vagyok benne, hogy ez jelentősen növelheti a hűtőszekrény hatékonyságát:
- Alacsonyabb hőmérséklet elérése.
- Csökkentse az energiafogyasztást, bár a 15 watt nem tűnik soknak.
Egyébként minden ipari borhűtő tartalmaz egy második ventilátort a belső hűtőbordán. Úgy gondolom, hogy meg lehet csinálni nélküle is, ahogy ebben a fejlesztésben is.
Ami ennek a fejlesztésnek a gyártási költségét illeti, nem pontosan számoltam, de nem hiszem, hogy ezernél többet költöttem a tok anyagára. Minden más improvizált anyagokból készült. Nehéz mindent együtt értékelni, szerintem 2-2,5 ezret lehet teljesíteni.
Megjelölheti a könyvjelzőt.
Luxusnak tekinthető. De ez szép hasznos dolog. Ide rakhat fagylaltot, szénsavas vizet, szállíthat bármilyen fagyasztott élelmiszert és még sok mást. Egy ilyen eszköz boltjában jelentős mennyiségre lesz szükség, ezért érdemes az autós hűtőszekrényt saját kezűleg összeszerelni. Ráadásul érdekes, egyszerű és többszörösen olcsóbb is. Bármilyen formájú és méretű hűtőszekrényt is készíthet, hogy kényelmesen elférjen az autóban előkészített helyen. A szerző szerint egy ilyen házi készítésű termék ára 1000 rubelen belül van.
Hűtőelemként Peltier-elemet használnak (ez egy lemez, amely feszültség alatt az egyik oldalon felmelegszik, a másik oldalon lehűl). Szüksége lesz egy vagy több (a hűtőszekrény méretétől függően) hűtőbordával ellátott számítógéphűtőre is. Ingyenesen is beszerezhetők, ha vannak olyan számítógépek, amelyekre nincs szükség.
Anyagok és eszközök házi készítéshez:
- extrudált polisztirol hab;
- vonalzó;
- toll, filctoll vagy más íróeszköz;
- írószer kés;
- Peltier elemek (lehet vásárolni, nem drágák);
- számítógép hűtők radiátorokkal;
- poliuretán hab;
- vezeték a szivargyújtó csatlakozójával;
- termosztát tábla;
- forrasztópáka, olló és egyebek.
A hűtőszekrény gyártási folyamata:
Első lépés. Konténergyártás
Általánosságban elmondható, hogy a szerző kezdetben egy termosztartót akart készíteni, amely bent tartja a hideget. Azaz hűtött termékek rövid távolságra történő szállítására. De aztán a tartály teljes értékű hűtőszekrényré változott.
A tartályt expandált polisztirolból állítják össze, ragasztóként poliuretán habot használnak. Ez azért jó, mert a hab hermetikusan lezár minden repedést. A tervezésben a legfontosabb jó hőszigetelés minél jobban tartják a hideget, annál hatékonyabban és gazdaságosabban fog működni a hűtőszekrény.
Bármilyen méretet választhat, igényei szerint, a szerzőnek szüksége volt egy 1200x600 mm-es méretű, 50 mm vastagságú habosított polisztirol lapra az összeszereléshez. A lapot egyszerűen kivágják a sablonnak megfelelően, majd szerelőhab segítségével beragasztják a kincses dobozba.
A képen láthat egy diagramot a lap vágásához, ha pontosan ilyen hűtőszekrényt szeretne összeállítani. A lapon vannak oldalak, amelyek vastagsága 20 mm, ezeket minden oldalról le kell vágni, az alját hagyva.
A ragasztáshoz a habot felvisszük, és várjunk 1 percet, majd 5 percig nyomni kell az alkatrészeket, és közben ügyelni kell arra, hogy ne mozduljanak el. Ennek eredményeként csak egy kis darab polisztirolhab lesz felesleges, az ábrán szürkével van jelölve.
Miután a doboz elkészült, festhető. Két menetben kell festeni, mivel a festék korrodálhatja a polisztirolhabot. Kívánatos azonban választani megfelelő festék ezekre a célokra. A tartály súlya 820 gramm, elég hosszú ideig fagyasztott élelmiszereket tartalmaz.
Második lépés. Hűtőelem beépítése
Egy teljes értékű hűtőszekrény elkészítéséhez hűtőelemre van szükség, itt elektromos - ez a Peltier elem. Ennek az eszköznek az a sajátossága, hogy amikor feszültséget kapcsolunk rá, az egyik oldala nagyon lehűl, míg a másik felmelegszik. Tehát ahhoz, hogy a Peltier elem ne égjen ki, el kell távolítani a hőt a forró oldaláról. A processzort hűtő radiátorral ellátott számítógépből származó hűtő kiválóan teljesít ezzel a feladattal.
A legerősebb Peltier elem körülbelül 130-150 rubelbe kerül (60 W teljesítmény).
-hoz belül a radiátor nem fagyott le, és a levegő is egyenletesen hűlt le, a hűtő belsejébe is döntöttek hűtő beépítéséről. A rendszer autonóm működéséhez szüksége lesz egy külső érzékelővel ellátott hőmérséklet-szabályozóra, amelynek költsége 170 rubelen belül van.
Most a hűtőben a hideg fokát elektronika szabályozza, ezzel is csökkenthető az energiaveszteség.
A szerző két radiátor közé szereli a Peltier elemet, a jobb hőátadás érdekében termikus pasztát használnak. Ennek eredményeként az egyik radiátor lehűti az elem egyik oldalát, a másik radiátor pedig a hűtőszekrény belsejében helyezkedik el, és elosztja rajta a hideget. Egy ilyen elem elegendő ahhoz, hogy a hűtőszekrény belsejében a hőmérsékletet -3 fokon tartsa +26 környezeti hőmérsékleten. Ha 2-3 ilyen elemet telepít sorba, akkor elméletileg a hűtőszekrény hőmérséklete -18 fokra csökkenthető.
A radiátorok szabványos konzolokkal vannak összekötve, amelyekhez rögzítik őket alaplap. Még mindig műanyag bilincsek kellenek. A legnagyobb hatásfokot akkor érte el, amikor mindkét ventilátor a radiátorból kifújva dolgozott.
Hőszigetelésként kerek csövek hőszigetelő darabjait használtuk.
Harmadik lépés. Építőipari összeszerelés
A hűtő beszereléséhez lyukat kell készíteni a hűtőszekrény fedelén. A lyuk formájának meg kell egyeznie a képen láthatóval. Ezután a varratokat tömítőanyaggal megkenjük, és radiátorokat szerelünk fel. Itt fontos, hogy ne keverjük össze, hol van a hideg, és hol a meleg oldal. A burkolat előre festhető, ami növeli a polisztirolhab merevségét.
Amíg építkeztem Kúria Vágyam volt az extrudált polisztirolhab felhasználásának más módjára gondolni. Ma ez az egyik leghatékonyabb fűtőtest, rengeteg előnnyel és nagyon megfizethető áron. Az első dolog, amire rájöttem, hogy a hipermarketbe történő bevásárláshoz nagyon hasznos, ha van egy termosz, amiben biztonságosan lehet fagyasztott élelmiszert szállítani. 160 rubel és fél óra szabadidő kellett egy ilyen doboz elkészítéséhez. De úgy döntöttem, hogy tovább megyek, és finomítom a dizájnt, hogy önálló hűtőszekrényként használhassam.
Kezdjük el készíteni!
2. Kezdjük tehát egy termosz tartállyal. Szükségünk van egy 1200x600 mm méretű, 50 mm vastagságú expandált polisztirol lapra, egy írószer késre és egy mérőszalagra. Egy ilyen lap ára bármely hardverboltban 160 rubel. Vágjuk a lapot a sablon szerint, vegyük a szerelőhabot és ragasztunk egy ilyen edényt.
3. Itt van egy lapvágási séma. A lap oldalai 20 mm vastagok, ezeket le kell vágni minden oldalról, kivéve az alját. A lapok össze vannak ragasztva szerelőhab. A technológia egyszerű. Vigyen fel egy kis habot a ragasztási területre, várjon 1 percet, szorosan nyomja egymáshoz a lapokat, majd 5 percig kézi vezérléssel, hogy a hab tágulása miatt ne mozduljanak el. A lényeg az, hogy ne hagyjuk felügyelet nélkül. Csak egy kis darab polisztirolhab marad meg, az ábrán szürkével jelölve.
4. Ügyeljen a fedél kialakítására, a fenti diagram egyik nagy lapot ragasztáskor a helyén 3 részre vágtam a szoros rögzítés érdekében. Ezt követően a doboz külseje festhető. A festék kissé korrodálja a polisztirolhabot, ezért érdemes két lépcsőben festeni. Az így kapott tartály 820 grammot nyom, és hihetetlen hőveszteséggel rendelkezik. Egy ilyen dobozba több kilogramm fagyasztott élelmiszert helyezhet el, és több órán keresztül probléma nélkül szállíthatja. A lényeg az, hogy ne keverjük össze a fagyasztott és hűtött ételeket. Lehetőség van a kialakítás kiegészítésére hidegakkumulátorral.
5. Vagy módosíthatja a kialakítást, hogy teljes értékű hűtőszekrényt kapjon. Ebből a célból a Peltier elemet - egy termoelektromos átalakítót használjuk, amelynek működési elve az elektromos áram áramlása során fellépő hőmérséklet-különbségen alapul. Ezeket az elemeket használják a soros autós hűtőszekrényekben, valamint a szellőzős autósülésekben.
Az aliexpressen egy 60 watt maximális teljesítményű Pelte elem költsége 130-150 rubel. TEC1-12706 modell. Működés közben az elem egyik oldala felmelegszik, a másik oldala lehűl. hogy az elem ne égjen ki, intenzíven el kell távolítani a hőt a forró oldalról. Ehhez szükségünk van egy hűtőbordával ellátott processzorhűtőre egy számítógépes boltból, amelynek ára 250 rubel. A hűtőrekesz belsejében a levegő keringésének javítása és a radiátor befagyásának megakadályozása érdekében úgy döntöttem, hogy mindkét oldalra ventilátorokat szerelek fel. Szükségünk lesz egy külső hőmérséklet-érzékelővel és relével ellátott termosztátra is, amelynek költsége 170 rubel, amely lehetővé teszi a beállított hőmérséklet szabályozását a tartály belsejében. Nos, egy hosszabbító kábel csatlakozóval egy autós szivargyújtóhoz 100 rubelért.
Tehát kezdjük az összeszerelést.
6. Telepítse a Peltier elemet hőpasztával (a hűtővel együtt) két alumínium radiátor közé. Itt érdemes megjegyezni, hogy 2 vagy 3 sorba szerelt Peltier elem összeszerelésével lehetséges a beépítés hőmérsékleti gradiensének növelése. Így az egyik Peltier-elem hűti a másikat. Ebben a kiviteli alakban reális a negatív hőmérséklet elérése a tartályban akár -18 Celsius fokig. Az elem közötti kerület mentén habosított hőszigetelést helyezünk el.
7. A radiátorokat szabványos szerelőlapokkal csatlakoztatjuk egymáshoz az alaplaphoz, műanyag bilincsekkel összekötve. Ez lehetővé teszi a hideg és meleg oldal egymástól való hőszigetelését is. A telepítés próbaüzeme. Minél intenzívebben hűtjük a meleg oldalt, annál alacsonyabb lesz a hőmérséklet a hideg oldalon. Itt a ventilátorokat a radiátorok levegőjének áramlására irányítják, ez kevésbé hatékony, mintha megfordítanák, hogy kifújják őket. Rögtönzött dobozban -3 fokos hőmérsékletet lehetett elérni +26 környezeti hőmérsékleten. A képen jól látható a hűtők modellje, előnyük a radiátor támasztékának nagy területén van. Hőszigetelő tömítésként pedig egy darab hőszigetelőt használtam körcsövekhez.
8. Most integráljuk a termoelektromos átalakítót a tartály új fedelébe. A teljes szerkezet elhelyezésének kényelme érdekében a burkolat vastagságát 100 mm-re növeljük (2 lap expandált polisztirol). Ezen a képen jól látható a kerületi tömítés a két radiátor között.
9. Művészi vágás polisztirolhabon és csiszolás. Ismét festünk. A festés után az expandált polisztirol külső héja megerősödik.
10. Bevonjuk a varratokat tömítőanyaggal, mindkét ventilátort megfordítjuk a fújáshoz. A lehetséges fejlesztések közül - érdemes lehet csökkenteni a ventilátor fordulatszámát a hideg oldalon (most mindkét ventilátor maximális fordulatszámon működik).
11. A tok mellé szereljük fel a termosztát táblát és rögzítjük a tápvezetéket ilyen igénytelenül. Először önmetsző csavarokkal megnyomjuk a lemezt, majd tömítőanyaggal rögzítjük.
12. Tartály összeállítás. A tartály súlya fedél nélkül 800 gramm, a fedél az összeszerelt termoelektromos átalakítóval ugyanannyit nyom. Általános költségek - 1000 rubel és néhány óra idő. Egy autó csomagtartójában hűtött termékekkel végzett tesztek kimutatták, hogy a rendszer képes +5 Celsius fokon belül tartani a hőmérsékletet a konténer alján (!), +29 fokos környezeti hőmérsékleten (igen, a csomagtartóban sokkal melegebb van). , akkor is, ha a klíma be van kapcsolva) és az áramfelvétel - 3 Amper. Szerintem ez egy kiváló eredmény.
A következő konténer elkészítését 3 szekvenciálisan beépített Peltier elemből tervezem, hogy teljes értékű fagyasztót kapjunk.
