Хладилник, базиран на схема на Пелтие. Термоелектрически охладител на Пелтие. Маркировката е разделена на три смислови групи

Може да се счита за лукс. Но това е доста полезно нещо. Тук можете да поставите сладолед, газирана вода, да транспортирате всякакви замразени храни и много други. Магазинът ще таксува значителна сума за такова устройство, така че има смисъл да сглобите автомобилен хладилник 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 в пространството, подготвено в колата. 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 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 имате ненужни компютри.

Материали и инструменти за домашна работа:
- екструдиран пенополистирол;
- владетел;
- химикал, флумастер или друг инструмент за писане;
- канцеларски нож;
- Елементи на Пелтие (може да се закупят, не са скъпи);
- компютърни охладители с радиатори;
- полиуретанова пяна;
- проводник с конектор за запалка;
- термостатна платка;
- поялник, ножици и др.

Процесът на производство на хладилника:

Първа стъпка. Изработка на контейнер
Като цяло авторът първоначално искаше да направи термос, който да запази студа вътре. Тоест за транспортиране на охладени продукти на къси разстояния. Но след това контейнерът се превърна в пълноценен хладилник.

Контейнерът се сглобява от пенополистирол, а като лепило се използва полиуретанова пяна. Това е добре, защото пяната херметически запечатва всички пукнатини. Най-важното при проектирането е добрата топлоизолация, толкова по-добре задържа студа, толкова по-ефективен и икономичен ще работи хладилникът.
Можете да изберете всякакви размери според вашите нужди; за автора беше достатъчен лист пенополистирол с размери 1200x600 mm и дебелина 50 mm. Листът просто се изрязва според шаблона и след това се залепва в ценната кутия с помощта на полиуретанова пяна.

На снимката можете да видите схема за разкрояване на лист, ако искате да сглобите точно такъв хладилник. Листът има страни, чиято дебелина е 20 мм;

За залепване нанесете пяната и изчакайте 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 полистиролова пяна ще бъде излишно, то е маркирано в сиво на диаграмата.

След като кутията е готова, тя може да бъде боядисана. Трябва да боядисвате на две минавания, тъй като боята може да корозира полистироловата пяна. Въпреки това е препоръчително да изберете подходяща боя за тези цели. Контейнерът тежи 820 грама, замразените храни могат да се съхраняват в него доста дълго време.

Стъпка втора. Инсталиране 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 се подаде напрежение, едната страна става много студена, а другата се нагрява. Така че, за да не изгори елементът на Пелтие, трябва да се отведе топлината от горещата му страна. Компютърен охладител с радиатор, който охлажда процесора, се справя добре с тази задача.

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

За да се предотврати замръзване на радиатора отвътре и за равномерно охлаждане на въздуха, беше решено също така да се монтира охладител от вътрешната страна на хладилника. За да работи системата автономно, ще ви е необходим регулатор на температурата с външен сензор, цената му е около 170 рубли.

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

Авторът монтира елемент Пелтие между два радиатора; за по-добър топлопренос се използва термопаста. В резултат на това единият радиатор ще охлажда едната страна на елемента, а другият радиатор ще бъде разположен вътре в хладилника и ще разпределя студа в него. Един такъв елемент е достатъчен, за да поддържа температура вътре в хладилника от -3 градуса при температура на околната среда +26. Ако инсталирате 2-3 такива елемента последователно, тогава теоретично температурата в хладилника може да се понижи до -18 градуса.

Радиаторите се свързват помежду си с помощта на стандартни скоби, с които се закрепват към дънната 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. Монтаж на конструкцията
В капака на хладилника трябва да се направи дупка, за да се монтира охладителя. Формата на отвора трябва да е същата като на снимката. След това шевовете се намазват с уплътнител и се монтира конструкцията на радиатора. Тук е важно да не бъркате къде е студената и къде горещата страна. Покритието може да бъде предварително боядисано, което увеличава твърдостта на пенополистирола.

Хладилното оборудване е толкова здраво установено в живота ни, че дори е трудно да си представим как бихме могли да се справим без него. Но класическият дизайн на хладилния агент не е подходящ за мобилна употреба, например като хладилна чанта за пътуване.

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

Какво е?

Този термин се отнася до термоелектрично явление, открито през 1834 г. от френския натуралист Жан-Шарл Пелтие. Същността на ефекта е отделянето или поглъщането на топлина в зоната, където са в контакт разнородни проводници, през които преминава електрически ток.

В съответствие с класическата теория има следното обяснение на явлението: електрическият ток пренася електрони между металите, което може да ускори или забави тяхното движение в зависимост от контактната потенциална разлика в проводници, изработени от различни материали. Съответно, с увеличаване на кинетичната енергия, тя се превръща в топлинна енергия.

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

Съвременните технологии позволяват да се произвеждат полупроводникови елементи-модули с максимален термоелектрически ефект. Има смисъл да говорим накратко за техния дизайн.

Конструкция и принцип на действие

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

Обозначения:

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

Дизайнът е направен по такъв начин, че всяка страна на модула да е в контакт с p-n или n-p преход (в зависимост от полярността). P-n контактите се нагряват, n-p контактите се охлаждат (виж фиг. 3). Съответно се получава температурна разлика (DT) отстрани на елемента. За наблюдател този ефект ще изглежда като пренос на топлинна енергия между страните на модула. Трябва да се отбележи, че промяната на полярността на захранването води до промяна на горещи и студени повърхности.

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

Спецификации

Характеристиките на термоелектрическите 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;
• максимална температурна разлика между страните на елемента (DT max), параметърът е даден за идеални условия, мерната единица е градус;
• допустим ток, необходим 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 Оми;
• коефициент на ефективност - COP (съкращение от английски - coefficient of performance), по същество това е ефективността на устройството, показваща отношението на охлаждане към консумация на енергия. За евтини елементи този параметър е в диапазона 0,3-0,35, за по-скъпите модели се доближава до 0,5.

Маркиране

Нека да разгледаме как се дешифрират типичните модулни маркировки, използвайки примера на Фигура 4.

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

Маркировката е разделена на три смислови групи:

1. Обозначаване на елемента. Първите две букви винаги са непроменени (TE), което показва, че това е термоелемент. Следващият показва размера, може да има буквите "C" (стандарт) и "S" (малък). Последното число показва колко слоя (каскади) има в елемента.
2. Броят на термодвойките в модула показан на снимката е 127 бр.
3. Номиналният ток е в ампери, при нас е 6 A.

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

Приложение

Въпреки доста ниската ефективност, термоелектрическите елементи се използват широко в измервателни, изчислителни и домакински уреди. Модулите са важен работен елемент на следните устройства:

• мобилни хладилни агрегати;
• малки генератори за производство на електричество;
• системи за охлаждане в персонални компютри;
• Охладители за охлаждане и отопление на вода;
• влагоуловители и др.

Нека дадем подробни примери за използването на термоелектрически модули.

Хладилник с елементи на Пелтие

Термоелектрическите хладилни агрегати са значително по-ниски по отношение на производителността на компресорните и абсорбционните аналози. Но те имат значителни предимства, което прави използването им препоръчително при определени условия. Тези предимства включват:

• простота на дизайна;
• устойчивост на вибрации;
• липса на движещи се елементи (с изключение на вентилатора, обдухващ радиатора);
• ниско ниво на шум;
• малки размери;
• способност за работа във 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 работят като генератори на електричество, ако едната им страна е подложена на принудително нагряване. Колкото по-голяма е температурната разлика между страните, толкова по-голям 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 масово производство на термогенератори се използват специални модули с огнеупорна спойка, които могат да се нагряват до 300°C. В обикновените елементи, например TEC1 12715, ограничението 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 на електрическа енергия. Въпреки това, 5-10 W термични генератори са търсени сред туристи, геолози и жители на отдалечени райони. Големи и мощни стационарни инсталации, захранвани с високотемпературно гориво, се използват за захранване на газоразпределителни агрегати, оборудване на метеорологични станции и др.

За охлаждане на процесора

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

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

Тези, които решат да създадат такава система сами, 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;

Ситуацията е съвсем различна при хибридните устройства, където термичните модули се използват заедно с водно или въздушно охлаждане.

Хибридните охладителни системи са доказали своята ефективност, но високата цена ограничава кръга на техните почитатели.

Климатик на базата на елементи на Пелтие

Теоретично такова устройство ще бъде структурно много по-просто от класическите системи за контрол на климата, но всичко се свежда до ниска производителност. Едно е да охладите малък обем хладилник, друго е стая или интериор на кола. Климатиците, използващи термоелектрически модули, ще консумират повече електроенергия (3-4 пъти) от оборудването, работещо с хладилен агент.

Що се отнася до използването му като система за климатичен контрол на автомобила, мощността на стандартен генератор няма да е достатъчна за работа на такова устройство. Замяната му с по-ефективно оборудване ще доведе до значителен разход на гориво, което не е рентабилно.

В тематичните форуми периодично възникват дискусии по тази тема и се разглеждат различни домашни дизайни, но все още не е създаден пълноправен работещ прототип (без да броим климатика за хамстер). 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 охлаждаща течност за водни охладители. Конструкцията включва: охлаждащ модул, контролер с термостатно управление и нагревател. Това изпълнение е много по-просто и по-евтино от компресорната верига, освен това е по-надеждно и по-лесно за работа. Но има и определени недостатъци:

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

Настолен воден охладител с елемент на Пелтие

Изсушител на въздух на базата на елементи на Пелтие

За разлика от климатика, внедряването на влагоуловител с помощта на термоелектрически 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 устройството, се утаява върху него. Утаената вода се изхвърля в специален резервоар за съхранение.

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

Как да се свържа?

Няма да има проблеми при свързването на модула, към изходните проводници трябва да се приложи постоянно напрежение; неговата стойност е посочена в листа с данни на елемента. Червеният проводник трябва да бъде свързан към положителния, черният проводник към отрицателния. внимание! Обръщането на полярността обръща позициите на охлажданите и нагряваните повърхности.

Как да проверите елемента на Пелтие за функционалност?

Най-простият и надежден метод е тактилен. Необходимо е да свържете модула към съответния източник на напрежение и да докоснете различните му страни. За работен елемент единият от тях ще бъде по-топъл, другият по-студен.

Ако нямате подходящ източник под ръка, ще ви трябват мултиметър и запалка. Процесът на проверка е доста прост:

1. свържете сондите към клемите на модула;
2. донесете запалената запалка към една от страните;
3. Наблюдаваме показанията на устройството.

В работния модул при нагряване на една от страните се генерира електрически ток, който се изобразява на дисплея на устройството.

Как да направите елемент на Пелтие със собствените си ръце?

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

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

Входът на такъв преобразувател се захранва с напрежение в диапазона от 0,8-5,5 V, а на изхода той ще произведе 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 избегнете проблемите с проследяването, по-добре е да използвате тенджера с вряща вода като източник на топлина. В този случай елементът гарантирано няма да се нагрее над 100 °C.

Предлагаме статия за това как да направите хладилник със собствените си ръце, като сте разбрали принципа на неговата работа.

Методът за генериране на студ директно зависи от размерите на бъдещото устройство. За големи размери изберете верига с фреон, за малки - електрически елементи на Пелтие.

важно! Ако го направите сами, обърнете внимание на втория вариант, който може да се приложи у дома.

След това ще разгледаме как да направите сами хладилник за вашата градина и кола, захранван от 12 волта USB. Какво можете да вземете от вашия компютър или охладител за вода? Как да сглобим корпус от листов материал? Как се правят хладилниците с амоняк и ремаркета?

Принцип на действие и предимства на охлаждащия елемент на Пелтие

По време на работа на преобразувателя на Пелтие двете му части имат различни температури. Когато електрическият ток преминава през охладителя, в горната половина се генерира топлина, а в долната половина се генерира студен поток.

внимание! Можете да закупите охлаждащо устройство в магазин, който продава компютърни компоненти или радиочасти.

Предимствата на такъв хладилник включват липсата на:

• подвижни елементи;
• транспортирани медии;
• шум.

Инструкции за сглобяване на термоелектрически хладилник със собствените си ръце

За да направите хладилник с помощта на елементи на Peltier със собствените си ръце, прочетете инструкциите стъпка по стъпка. Той описва подробно стъпките и дава полезни препоръки.

Материали и инструменти

За работа ще ви трябва:

• експандиран полистирол. Подходящи листове с дебелина 50 мм;
• елемент на Пелтие;
• радиатори с охладители. Може да се премахне от старо компютърно оборудване;
• термична паста;
• регулатор с температурен датчик;
• полиуретанова пяна;
• проводници;
• щепсели за свързване към USB кола и/или контакт;
• канцеларски нож;
• инструмент за измерване и молив;
• поялник

Сглобяване на корпуса

За да се гарантира геометричната точност на тялото на хладилника, се прави шаблон. Размерите му трябва да съответстват на необходимия обем на бъдещото устройство. Поставката за вино трябва да е достатъчно висока, за да побере бутилките.

внимание! Като шаблон използвайте чертеж на кутия или кутия с подходящ размер.

Изчертани елементи:

• изрежете по размер с канцеларски нож;
• са свързани помежду си с помощта на полиуретанова пяна. За да направите това, елементите с нанесена върху повърхността им пяна се свързват и оставят в неподвижно състояние, докато съставът изсъхне напълно. За подобряване на топлоизолационните характеристики стените са направени двойни.

Сглобената кутия се боядисва в избрания цвят на няколко слоя.

Изолацията с алуминиево фолио се залепва към вътрешната повърхност на хладилния агрегат с течни пирони.

При липса на листове от екструдирана полистиролова пяна можете да използвате:

• ламинат. Специални жлебове улесняват сглобяването на конструкцията. Материалът има достатъчна здравина;
• стиропор. Работи добре с режещи инструменти. Устойчив на влага. Хладилник, изработен от полистиролова пяна, ще струва по-малко от неговия аналог от полистиролова пяна;
• MDF или фазер. Ще е необходима допълнителна обработка поради ниска устойчивост на влага;
• пластмаса. За предпочитане са готовите кутии с капак. Кутия за инструменти или охладител за вода ще свърши работа.

Монтаж на охлаждащия агрегат

За да се осигури ефективно протичане на физическите процеси в преносим мини-хладилник, инсталирането се извършва в следната последователност:

• Перпендикулярно на страничната стена на кутията отвътре е монтиран алуминиев профил. Ще се използва за пренасяне на студ към вътрешното пространство;
• към неподвижния алуминиев профил отвътре е закрепен радиатор, с помощта на който ще се осигури преразпределение на студения въздух в целия вътрешен обем;
• от външната страна на профила е монтиран елемент на Пелтие. По-добре е да избягвате използването на лепило-уплътнител поради ниската му ефективност. Винтовете са за предпочитане.

За да може един хладилник за кола да осигури необходимите температурни условия, за охлаждане на контейнера се използват три елемента. Като източник на захранване се използва компютърен блок. Ако хладилникът ще бъде свързан към автомобилна батерия, ще ви е необходим удължителен кабел с конектор за запалка. За регулиране на температурата към хладилника е свързан термостат.

Монтажът на елемента на Пелтие трябва да се извърши при спазване на редица правила. Необходимо:

• Спазвайте полярността на проводниците. Неправилното свързване ще доведе до нагряване на вътрешността и охлаждане на външната страна;
• отстранете топлината отгоре своевременно, като инсталирате охладител. Без него елементът прегрява. Интензитетът на изпускане на въздушния поток определя мощността на системата;
• здраво закрепете изолационното уплътнение. Неговите характеристики определят ефективността на охладителя;
• при монтаж трябва да се постави термопаста между частите на елемента и изолационната плоча;
• За равномерно разпределение на студа и бързо охлаждане вътре в контейнера, към вътрешната повърхност е прикрепен друг охладител. Освен това ще предотврати кондензацията.

Други видове хладилници

Ако имате нужда от фризер, трябва да опитате да сглобите компресор. Характеризира се с бързо и надеждно замразяване. Трудно е да направите сами такова устройство. Трябва да имате определени познания и да разполагате с компресор, изпарител и кондензатор. Такова устройство може да се монтира в ремарке на кола, когато излиза на открито.

Има устройства от абсорбционен тип. Те включват:

• генератор, в който се подава смес, наситена с амоняк. След свързване към захранващата система кипи;

• кондензатор, който отвежда топлината извън хладилника;
• абсорбер, в който поради разликата в налягането амонячно-водният разтвор абсорбира амонячните пари. Процесът е придружен от отделяне на топлина. За предотвратяване на прегряване се охлажда с вода;
• изпарител, в който се отделят парите на хладилния агент;

Така най-простата версия на хладилник за кола е устройство, базирано на елементи на Пелтие. Това е оптималното решение в ситуация, в която пътната термос чанта не е подходяща. Къмпинг с мощност 12 волта ще бъде подходящ вариант за лятна резиденция, ако осигурите специален адаптер за 220 V.

Видео: Направи си сам чанта за хладилник

В борбата за екологичност и достоен живот се обръща внимание и на най-малките детайли. Ако сте уморени от постоянния шум на охладителя в процесора - не забравяйте, че устройството изисква охлаждане, в противен случай BIOS просто ще изключи системния модул заедно с операционната система. И в жегата искаш тишина и спокойствие. Решението е намерено. По-рано казаха, че хладилниците не разчитат само на компресори; създадени са алтернативни модели. Нека помислим, може би ще успеем да сглобим хладилника със собствените си ръце.

Историята на хладилниците или ръководство за изобретателя

Споменахме в рецензиите за адсорбционните хладилници, работещи със синьо гориво. При изгаряне газът кара хладилния агент да циркулира и охлажда отделенията. Безспорното предимство на дизайна е безшумността. Можете да чуете леко съскане от изгарянето на горивото и потока на течност през тръбите. Но решението далеч не е единственото. Пишат, че скъпите автомобилни хладилници работят на различен принцип - на елементи на Пелтие.

През 1834 г. е открито, че при преминаване на постоянен ток през проводници и полупроводници се отделя или поглъща топлина. Ефектът не се приписва на закона на Джаул-Ленц: в последния случай се отделя топлина, но охлаждането остава непостижимо. Никой не даде научно обяснение, но стана известно, че при преминаване на ток в едната посока се поглъща и отделя топлина в другата!

Известен е случай, когато ученик докладва на учител по темата за цифровите технологии, компютрите все още не са придобили силата, която имат днес. Процесорите Pentium II току-що се появиха на руския пазар, въпреки че четвъртите, разбира се, вече бяха видени в САЩ. Свеждаше се до захранване на мозъка на компютъра, до желанието постоянно да се намалява напрежението.

Забелязахме, че процесорът консумира 75 W. В същото време захранващото напрежение остава около 3 V. Оказва се, че малкият кристал е консумирал ток... 25 A. Всяка батерия при зареждане не е способна на това. Учителят се изказа, но се оказа, че не е съвсем прав.

При това ниско напрежение процесорът всъщност консумира огромен ток, част от мощността се изразходва за полезни нужди и топлината неизбежно се отделя в околната среда. И осезаемо! Без охладител процесорът може да достигне точката на кипене, той ще се нагрее допълнително, но защитните системи ще изключат захранването по-рано. Оказва се, че процесорът консумира значителна мощност. Наскоро на пазара се появиха елементи на Пелтие, предназначени да охлаждат бушуващия мозък. Един потребител забеляза, че процесорът се охлади... до минус 10 градуса по Целзий. Впечатляващо?

Елементите на Пелтие не могат да се нарекат евтини. Как да изградите домашен хладилник въз основа на тях: поставете ги успоредно в топлоизолиран контейнер, където температурата постепенно ще спадне. Но силата на замръзване на хладилниците не се измерва във ватове, а се изчислява от количеството (в килограми) продукти, чиято температура може да бъде намалена до дадена температура. Не знаем какво се има предвид с твърдението, че мощността на елемента на Пелтие е 77 W. При цена от 300 рубли на брой си струва да се опитате да изчислите цената на домашен хладилник, като съпоставите посочените параметри. Ние предлагаме различен начин.

Не забравяйте, че в рецензиите те представиха метод за определяне на необходимата отоплителна мощност на помещението, а сега го използваме в обратен ред. Стъпки на експеримента:

1. Ще ви трябва обикновен термометър. По-добре от обикновен уличен. Ще поставим термометъра в нашия домашен хладилник.
2. Ние правим тялото. Истинските хладилници използват полиуретанова пяна за топлоизолация. Купете кутия със спрей от магазин за строителни материали. Пенопластът също ще работи; препоръчваме да използвате отразяваща изолация от типа Penofol или подобен. Например вземете кутия, плътно я подстрижете от двете страни със споменатия материал, всъщност добър домашен хладилник вече е готов. За информация, материалът е взет от космическата индустрия, където е използван за създаване на скафандри. Слънчевите лъчи са смъртоносни извън атмосферата и космическият студ ще накара самия Саурон да потръпне, но всичко по-горе не е причинило особена вреда на астронавта под слой пенофол. Разбира се, в скафандрите са използвани злато и сребро, а не алуминий, може би не са използвали полиетилен. Факт - характеристиките на материала са невероятни.
3. Първоначално охладителят ще бъде един елемент на Пелтие. Монтираме го с лепило-уплътнител. След това ще покажем техника, която ви позволява да намерите броя на модулите, необходими за домашен хладилник, за да започне да замразява.

Метод за изчисление на домашен хладилник с помощта на елементи на Пелтие

Ние изхождаме от факта, че загубата на топлина зависи линейно от температурната разлика вътре и извън домашен хладилник. Нека преминем от просто към сложно:

1. Да кажем, че температурата в помещението е 20 ºС и остава непроменена през целия експеримент. Да започнем изследването. Очевидно при липса на елементи на Пелтие температурата вътре в хладилника ще бъде 20 ºС. Това е първата точка на правата линия (загубите се увеличават линейно от температурната разлика между външната и вътрешната част на домашния хладилник). Ще монтираме пелтие елемент с радиатори от двете страни, като външният ще бъде обдухван от охладител за подсилване на ефекта.
2. След известно време температурата в 30-литровото отделение беше 14 ºС. Ние твърдим, че с добавянето на още два елемента на Пелтие с радиатори и охладители, всеки ще получи 2 градуса топлина в домашен хладилник, ако стаята е топла 20 ºC. Схема:

Заключения относно дизайна на домашен хладилник

Читателите ще направят останалите си изводи сами: домашен хладилник ще даде 2 градуса топлина по скалата на Целзий, ако оборудвате устройството с три елемента на Пелтие с охладители. Допустимо е обобщаване на опита, избор на оптимална изолация и различни условия. Например махнете охладителите, за да не вдигате шум и да хабите енергия. Това ще опрости дизайна. Но ние искаме да охладим пламът на изобретателите: в истинските, а не домашните хладилници се използват два вентилатора, за студената и топла верига. Експериментирайте.

Хладилното устройство ще издържи захранването на компютъра. Спомнете си колко харчи процесора! Елементът на Пелтие далеч не е най-важното нещо вътре. Напрежението вече е настроено предварително, така че не е нужно да търсите редки части. Купувате три елемента на Пелтие, за да направите свой собствен хладилник, взимате захранване от стар компютър, изграждате кутия с два охладителя и получавате готовия продукт. Освен това може да работи от автомобилна батерия.

Принципът на работа на хладилника е толкова очевиден, че децата могат да го разберат. Когато посоката на тока се промени, елементите на Пелтие работят за нагряване. Добре е да има топла храна наблизо, когато няма нагревател. В последния случай законът работи в обратна посока. Три елемента на Пелтие в домашен хладилник ще осигурят температура с 18 ºС над околната среда. Ако колата има 25, кутията ще покаже 43. Достатъчно, за да хапнете и да не се оплаквате. Оказва се, че има две устройства в един човек.

Бихме искали да благодарим на автора на видеото в YouTube за страхотната идея как сами да си направите хладилник. Нека идеята не е твърде успешна, но само защото обемът е голям. Процесорните елементи на Пелтие не са толкова мощни, че да могат сами да преодолеят голям обем, който не е напълно оформен.

Направи си сам хладилник за кола с елементи Pelte

Докато строях селска къща, не можех да не измисля друг начин за използване на екструдирана полистиролова пяна. Днес това е един от най-ефективните изолационни материали с огромен брой предимства и много достъпна цена. Първото нещо, което разбрах, беше, че за пазаруване на хранителни стоки до хипермаркета е много полезно да имате термос, в който можете безопасно да транспортирате замразена храна.

За да се направи такава кутия бяха необходими 160 рубли и половин час свободно време. Но реших да отида по-далеч и да променя дизайна, за да го използвам като самостоятелен хладилник.

Да започнем да правим!

И така, нека започнем с термос контейнер. Ще ни трябва един лист полистиролова пяна с размери 1200x600 mm, дебелина 50 mm, канцеларски нож и ролетка. Цената на такъв лист във всеки строителен магазин е 160 рубли. Изрязваме листа според шаблона, вземаме полиуретановата пяна и залепваме такъв контейнер.

Ето схема на рязане на листа. Листът има страни с дебелина 20 мм; те трябва да бъдат отрязани от всички страни, с изключение на дъното. Листовете са залепени с 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 5 минути, за да не се разместят поради разширяването на пяната. Основното нещо е да не го оставяте без внимание. Ще остане само малко парче полистиролова пяна, отбелязано в сиво на диаграмата.

Обърнете внимание на дизайна на капака; разрязах един от големите листове от диаграмата по-горе на 3 части на място, когато го залепих, за да осигуря плътно прилепване. След това външната страна на кутията може да бъде боядисана. Боята леко корозира полистироловата пяна, така че е по-добре да боядисвате на два етапа. Полученият контейнер тежи 820 грама и има невероятни показатели за загуба на топлина. Можете да поставите няколко килограма замразена храна в такава кутия и да я транспортирате за няколко часа без никакви проблеми. Основното нещо е да не смесвате замразени и охладени храни. Можете да допълните дизайна със студен акумулатор.

Или можете да промените дизайна, за да получите пълноценен хладилник. За тези цели ще използваме елемент на Пелтие - термоелектрически преобразувател, чийто принцип на работа се основава на възникването на температурна разлика при протичане на електрически ток. Това са елементите, които се използват в серийните автомобилни хладилници, както и вентилираните автомобилни седалки.

Цената на един елемент Pelte с максимална мощност от 60 W на aliexpress е 130-150 рубли. Модел TEC1-12706. По време на работа едната страна на елемента се нагрява, другата се охлажда. За да се предотврати изгарянето на елемента, е необходимо интензивно да се отстрани топлината от горещата страна. За да направим това, се нуждаем от процесорен охладител с радиатор от компютърен магазин, струващ 250 рубли. За да подобря циркулацията на въздуха в хладилното отделение и да предпазя радиатора от замръзване, реших да монтирам вентилатори от двете страни. Ще ни трябва и термостат с външен температурен сензор и реле, струващ 170 рубли, което ще ни позволи да контролираме зададената температура вътре в контейнера. Е, удължителен кабел с конектор за автомобилна запалка за 100 рубли.

И така, нека започнем да сглобяваме.

Монтираме елемента Пелтие с помощта на термопаста (включена в охладителя) между два алуминиеви радиатора. Тук си струва да се отбележи, че температурният градиент на инсталацията може да се увеличи чрез сглобяване на 2 или 3 елемента на Пелтие, монтирани последователно. Така един елемент на Пелтие охлажда другия. При този вариант е възможно да се получи отрицателна температура до -18 градуса по Целзий в контейнера. Полагаме парче топлоизолация от пяна по периметъра между елемента.

Свързваме радиаторите един към друг със стандартни монтажни плочи към дънната платка, като ги свързваме с пластмасови скоби. Това също позволява студената и горещата страна да бъдат термично изолирани 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 към подаване на въздух към радиаторите; това е по-малко ефективно, отколкото ако се обърнат, за да ги издухат. В импровизираната кутия успяхме да постигнем температура от -3 градуса, при температура на околната среда +26. Снимката ясно показва модела на охладителите; тяхното предимство е голямата площ на опорната зона на радиатора. И като топлоизолационна подложка използвах парче топлоизолация за кръгли тръби.

Сега нека интегрираме термоелектрическия преобразувател в новия капак на контейнера. За удобство при поставяне на цялата конструкция ще увеличим дебелината на покритието до 100 mm (2 листа пенополистирол). Тази снимка ясно показва уплътнението по периметъра между двата радиатора.

Художествено рязане върху пенополистирол и обработка на шкурка. Да рисуваме отново. След боядисване външната обвивка от пенополистирол става по-здрава.

Покриваме шевовете с уплътнител, обръщаме и двата вентилатора, за да издухат. Сред потенциалните подобрения може да си струва да намалите скоростта на вентилатора от студената страна (в момента и двата вентилатора работят на максимална скорост).

Инсталираме платката на термостата до кутията и фиксираме захранващия проводник по този прост начин. Първо притискаме плочата с помощта на самонарезни винтове, след което я фиксираме с уплътнител.

Контейнерът е сглобен. Теглото на контейнера без капак е 800 грама, толкова тежи и капакът с термоелектрическия преобразувател в комплект. Общите разходи са 1000 рубли и няколко часа време. Тестовете с охладени продукти в багажника на автомобил показаха способността на системата да поддържа температурата на дъното (!) на контейнера в рамките на +5 градуса по Целзий, при температура на околната среда от +29 градуса (да, много по-топло е в багажник, дори и при включен климатик) и консумация на ток - 3 Ампера. Мисля, че това е отличен резултат.

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