Ste se kdaj spraševali o majhnem prenosnem hladilniku za hlajenje vode, pijač in sokov med poletnimi izleti?
AC hlajenje je najpogostejši način hlajenja v hladilniku ali prostoru. Toda to je zahteven postopek, ki za izvedbo te naloge zahteva precejšnjo količino električne energije in zajetno električno strojno opremo.
Na srečo je mogoče izdelati hladilnik, ki ohranja hrano hladno z uporabo prenosne enosmerne baterije in nečesa, kar se imenuje Peltierjev učinek.
Kaj je Peltierjev učinek?
Termoelektrični hladilniki ali naprave s Peltierjevim učinkom so razmeroma miniaturne naprave, ki se uporabljajo za hlajenje ali ogrevanje. Peltier naprave za hlajenje uporabljajo enosmerni tok (DC), v nasprotju s klasičnimi hladilniki ali klimatskimi napravami, ki uporabljajo izmenični tok. Peltierjev učinek je proces, pri katerem enosmerni tok teče skozi vezje z dvema različnima vodnikoma materialov se toplota iz enega stičišča odstrani, kar povzroči, da se ohladi, drugo stičišče pa absorbira toploto, zaradi česar se postati vroče.
Opazimo lahko tudi, da če se polarnost toka obrne, spoj, ki je bil prej hladen, postane vroč; medtem ko spoj, ki je bil pred zamenjavo tokovne polarnosti vroč, postane hladen.
Uporaba termoelektričnih Peltierjevih naprav za nadzor temperature
Zgornji pojav ustvarja priložnost za oblikovanje naprave, ki lahko odvaja in odvaja toploto. Če postavite hladnejši spoj na vročo površino ali napravo, iz katere je treba odvzeti toploto, se bolj vroč spoj toplotno telo, lahko površino ali napravo ohranjate hladno. Ne samo to, ampak lahko vzdržujete stalno optimalno temperaturo za dobro delovanje.
Kako sestaviti mini DC hladilnik
Zgoraj omenjeni koncept bomo uporabili za oblikovanje hladilnika DC. Mini hladilnik je ciljna zasnova, vendar ga je mogoče povečati na srednje velik hladilnik z uporabo več naprav s Peltierjevim učinkom z isto tehniko.
Kaj boste potrebovali
Potrebna oprema je naslednja: -
- Modul Peltier (TEC1-12706) s priloženimi žicami.
- Dva hladilnika.
- Baterija 12 V DC ali napajalnik DC.
- Škatla (notranjost mora biti toplotno neprevoden material, kot je les, karton ali stiropor)
- Dva ventilatorja Delta electronics FFB0412HN na rebrih hladilnika za prisilno konvekcijo
- Termalna pasta
- Električne žice
Termoelektrična hladilna naprava Peltier, ki jo uporabljamo tukaj, je naprava za delovanje z enosmernim tokom z optimalno delovno napetostjo 12 VDC, ki sprejme skoraj 6 A toka (72 W). Delovna napetost ne sme presegati 15 VDC. Naprave Peltier ne vklapljajte brez hladilnega telesa. Če se uporablja celo za trenutek, lahko preseže najvišjo delovno temperaturo spoja naprave in povzroči poslabšanje delovanja ali popolno odpoved naprave.
1. korak: Pripravite škatlo
Zdaj vzemite prazno škatlo toplotnoizolacijskega materiala. Za to predstavitev smo uporabili karton. Naredite luknjo ali votlino v skladu z dimenzijami Peltier naprave TEC1-12706 (tj. 40 mm x 40 mm) za oblikovanje mini hladilnika. Postavite Peltierjevo napravo točno na votlino, ki ste jo ustvarili v škatli
2. korak: Namestite toplotne odvode na Peltierjevo napravo
Sedaj postavite hladilna telesa na obe stičišči Peltierjeve naprave. Vsak spoj Peltierjeve naprave je pritrjen na hladilno telo z uporabo visoko prevodne termalne paste. Termalna pasta zagotavlja nemoten toplotni tok med vsakim Peltierjevim spojem in osnovno ploščo hladilnega telesa, medtem ko ne dovolite, da bi vroč spoj postal prevroč in hladen spoj prehladen, da bi se poškodoval križišče.
Hladilnik poveča učinkovitost naprave Peltier z rednim vzdrževanjem pretoka zraka. To je zato, ker je izmenjava toplote med okoliškim zrakom in Peltierjevo napravo povečana zaradi velike površine območje, ki ga nudi hladilno telo za odvzem toplote iz notranjega spoja in odvajanje toplote skozi zunanji križišče. Za dobro zasnovo se priporočajo hladilniki z večjimi rebri in večjo površino.
3. korak: Pritrdite ventilatorje
Zdaj priložite vaša izbira ventilatorja na vsakem rebru hladilnika. Prisilna konvekcija, ki jo zagotavlja ventilator, poveča hitrost pretoka zraka skozi rebra hladilnega telesa, kar omogoča večji odvzem toplote.
Ventilatorji, uporabljeni v tem projektu, so brezkrtačni 12 VDC (Delta electronics FFB0412HN) s pretokom zraka 10,6 cfm. Vsak ventilator porabi manj kot en vat energije iz baterije. Vendar pa lahko za boljše delovanje uporabite ventilator z večjim pretokom zraka.
Pazite, da stičišč naprav ne povežete prek kovinskega vmesnika, kot je vijak, nameščen na hladilnih odvodih, da se izognete toplotnim spojem kratkega stika. To lahko povzroči znatno poslabšanje delovanja hladilnika naprave Peltier, saj gre toplotni tok po najkrajši poti skozi kovinski vijak itd.
V primeru, da vijakov ni mogoče pritrditi zaradi toplotnega kratkega stika med dvema hladilnima odvodoma, lahko uporabite lepilo za pritrditev hladilnih odvodov na škatlo. Vendar je med hladilnikom in Peltierjevo napravo obvezna uporaba paste za hladilno telo.
4. korak: Vklopite napajanje z 12 VDC
Zdaj povežite spoje Peltier naprave in žice ventilatorjev z 12 VDC baterijo. Baterija mora imeti tokovno kapaciteto, da zagotavlja 7A enosmernega toka. Baterija 10 Ah ali več zadostuje za ta en sam Peltierjev modul z ventilatorji. Nastavite polarnost napetosti priključkov naprav tako, da se notranja stran škatle ohladi, zunanja stran pa segreje, pri čemer se toplota odvaja iz škatle za hlajenje.
Sedaj povežite žice z baterijo, da omogočite napravi prejem toka. Pozorno opazujte tok, ki ga črpa baterija. Biti mora v mejah, ki jih je določil proizvajalec Peltier naprave. Pustite, da sistem nekaj časa jemlje tok in opazujte napetosti in tok za varne meje.
Po nekaj trenutkih boste v škatli začutili hladnejši zrak. Dodate lahko steklenice vode in sokove, da se ohladijo. Zdaj pokrijte škatlo za uporabo kot mini hladilnik. Za zanesljivo delovanje lahko dodajte regulator temperature za zaščito naprave Peltier pred prekoračitvijo meja delovanja.
Naredili ste svoj DIY mini hladilnik
Zdaj si lahko zgradite mini hladilnik z uporabo Peltierjevih naprav in nekaj drugih preprostih komponent. Module s Peltierjevim učinkom je mogoče uporabiti tudi za nadzor temperature za aplikacije, kot je hlajenje elektronske naprave, vezja in sistemi, kjer je poceni in lahek hladilni sistem potrebno.
