Някога чудили ли сте се дали да имате малък преносим хладилник за охлаждане на водата, напитките и соковете по време на летните ви излети?
Охлаждането с променлив ток е най-често срещаният начин за охлаждане в хладилник или стая. Но това е тежък процес, който изисква значително количество електрическа енергия и обемист електрически хардуер за изпълнение на тази задача.
За щастие е възможно да се направи хладилник, който поддържа храната хладна с помощта на преносима DC батерия и нещо, наречено ефект на Пелтие.
Какво представлява ефектът на Пелтие?
Термоелектрическите охладители или устройствата с ефект на Пелтие са сравнително миниатюрни устройства, използвани за охлаждане или отопление. Уредите на Peltier използват DC (постоянен ток) за охлаждане, за разлика от конвенционалните хладилници или климатици, които използват AC ток. Ефектът на Пелтие е процес, при който, ако постоянен ток преминава през верига с два различни проводника материали, топлината от едно кръстовище се отстранява, което го кара да стане студено, а другото кръстовище абсорбира топлина, което го кара да стават горещи.
Може също да се наблюдава, че ако полярността на тока се обърне, преходът, който преди е бил студен, става горещ; докато кръстовището, което е било горещо преди обръщането на полярността на тока, става студено.
Използване на термоелектрически устройства на Пелтие за контрол на температурата
Горното явление създава възможност за проектиране на устройство, което може да извлича и премахва топлина. Ако поставите по-студения възел върху горещата повърхност или устройство, от което се изисква топлината да бъде извлечена, и по-горещият преход преминава система за охлаждане, можете да поддържате повърхността или устройството хладни. Не само това, но можете да поддържате постоянна оптимална температура за добро представяне.
Как да си направим мини DC хладилник
Ще използваме концепцията, спомената по-горе, за да проектираме DC хладилник. Мини хладилникът е целевият дизайн, но той може да бъде мащабиран до средно голям хладилник с помощта на множество устройства с ефект на Пелтие, използващи същата техника.
Какво ще ви трябва
Необходимото оборудване е както следва: -
- Модул Пелтие (TEC1-12706) с прикрепени проводници.
- Два радиатора.
- 12 V DC батерия или DC захранване.
- Кутия (вътрешността трябва да е от термично непроводим материал като дърво, картон или стиропор)
- Два вентилатора Delta electronics FFB0412HN на радиаторни перки за принудителна конвекция
- Термична паста
- Електрически проводници
Термоелектрическото охлаждащо устройство на Пелтие, което използваме тук, е устройство с постоянен ток с оптимално работно напрежение от 12 VDC, което приема почти 6 A ток (72 W). Работното напрежение не трябва да надвишава 15 VDC. Не включвайте устройството на Пелтие без радиатор. Ако се използва дори за момент, може да превиши максималната работна температура на кръстовището на устройството и да доведе до влошаване на производителността или пълна повреда на устройството.
Стъпка 1: Подгответе кутията
Сега вземете празна кутия от топлоизолационен материал. За тази демонстрация използвахме картон. Направете дупка или кухина според размерите на устройството на Пелтие TEC1-12706 (т.е. 40 mm x 40 mm) за дизайн на мини-хладилник. Поставете устройството Пелтие точно върху кухината, която сте създали в кутията
Стъпка 2: Поставете радиатори на устройството на Пелтие
Сега поставете радиатори на двете кръстовища на устройството на Пелтие. Всяка връзка на устройството на Пелтие е прикрепена към радиатора с помощта на високопроводима термична паста. Термичната паста осигурява плавен топлинен поток между всяко съединение на Пелтие и основната плоча на радиатора, докато като не позволявате горещият възел да стане твърде горещ, а студеният преход да стане твърде студен, за да се повреди кръстовище.
Радиаторът повишава ефективността на устройството Пелтие чрез редовно поддържане на въздушния поток. Това е така, защото топлообменът между околния въздух и устройството на Пелтие се увеличава поради голямата повърхност площ, предлагана от радиатора за извличане на топлина от вътрешния преход и отвеждане на топлина през външния кръстовище. За добър дизайн се препоръчват радиатори с по-големи ребра и по-голяма повърхност.
Стъпка 3: Прикрепете вентилатори
Сега прикрепете вашият избор на вентилатор на всяка перка на радиатора. Принудителната конвекция, осигурена от вентилатора, увеличава скоростта на въздушния поток през радиаторните перки, което позволява по-голямо извличане на топлина.
Вентилаторите, използвани в този проект, са 12VDC без четки (Delta electronics FFB0412HN) с въздушен поток от 10,6 cfm. Всеки вентилатор консумира по-малко от един ват мощност от батерията. Все пак може да се използва вентилатор с повече въздушен поток за по-добра производителност.
Внимавайте да не свързвате връзките на устройството чрез метален интерфейс като винт, монтиран на радиатори, за да избегнете късо съединение на термичните съединения. Това може да доведе до значително влошаване на работата на хладилника с устройство Пелтие, тъй като топлинният поток може да премине по най-краткия път през металния винт и т.н.
В случай, че винтовете не могат да бъдат монтирани поради термично късо съединение между два радиатора, можете да използвате лепило, за да прикрепите радиатори към кутията. Задължително е обаче използването на радиаторна паста между радиатора и устройството на Пелтие.
Стъпка 4: Захранване чрез 12 VDC
Сега свържете кръстовищата на устройството на Пелтие и проводниците на вентилаторите с 12 VDC батерия. Батерията трябва да има токов капацитет, за да осигури 7A постоянен ток. Батерия от 10Ah или повече е достатъчна за този единичен модул на Пелтие с вентилатори. Задайте полярността на напрежението на връзките на устройството така, че вътрешната страна на кутията да стане по-студена, а външната страна да се нагорещи, отнемайки топлината от кутията за охлаждане.
Сега съединете кабелите с батерията, за да позволите на устройството да приема ток. Наблюдавайте внимателно тока, консумиран от батерията. Тя трябва да бъде в границите, посочени от производителя на устройството Пелтие. Оставете системата да приема ток за известно време и наблюдавайте напреженията и тока за безопасни граници.
След няколко минути ще усетите по-студения въздух в кутията. Можете да добавите бутилки с вода и сокове, за да ги поддържате хладни. Сега покрийте кутията за използване като мини-хладилник. За надеждна работа можете добавете температурен контролер за защита на устройството на Пелтие от превишаване на работните граници.
Направихте свой собствен мини хладилник Направи си сам
Сега можете да си направите мини хладилник с помощта на устройствата на Пелтие и няколко други прости компонента. Модулите с ефект на Пелтие могат също да се използват за контрол на температурата за приложения като охлаждане електронни устройства, вериги и системи, където е нисък бюджет и лека охладителна система изисква се.
