Peltier elemanlarında bir otomatik buzdolabının şeması. Peltier elemanda buzdolabı nasıl yapılır

Peltier elemanlarında kendi elinizle bir araba buzdolabı yapmak en iyisidir. Böyle bir buzdolabının cihazı, soğutucu olarak kompresör ve freon ile alıştığımız üniteden çok daha basittir. Kompresörlü buzdolabının Peltier etkisine dayalı olandan daha yüksek bir verime sahip olmasına rağmen, ikincisinin otomobillerde kullanılması tercih edilir. Diğer önemli avantajları olduğu için: daha küçük boyutlar ve sessiz çalışma.

Kompresör iklim teknolojisi, örneğin klima gibi otomobillerde hala kullanılmaktadır. Bu, klimanın büyük bir hacmi soğutması ve Peltier etkisine dayalı olarak yapılamaması ile açıklanmaktadır. Ek olarak, klimanın yolcu bölmesindeki ısıyı Peltier elemanının tasarımının izin verdiğinden daha fazla uzaklaştırması gerekir. Eski bir ev klimanız varsa, bundan bir araba buzdolabı çıkarmanız pek mümkün olmadığı için sevinmek için acele etmeyin.

Kompresörsüz soğutma

Peltier etkisi, iki yarı iletkenin temasından bir elektrik akımı geçtiğinde ortaya çıkar. çeşitli tipler iletkenlik (p-n eklemi), akımın yönüne bağlı olarak ya soğur ya da ısınır. Bu, elektronların kristal kafes atomlarının termal titreşimleriyle etkileşimi ile açıklanır. Akım seri bağlı bağlantılardan geçtiğinde, bir p-n bağlantısı tarafından emilen termal enerji diğerinde serbest bırakılır.

Peltier elemanını, bir p-n bağlantısı iyi ısı yalıtımı olan bir kabın içine, diğeri dışarıda olacak şekilde yerleştirirseniz, bir araba çakmağından yeterli güce sahip küçük bir buzdolabı alırsınız. Kompresörsüz çalışan bir diğer buzdolabı ise absorpsiyonlu buzdolabıdır. Böyle eski bir üniteden arabada bir buzdolabı yapabilirsiniz. Ancak bu durumda, tasarım neye sahip olduğunuza bağlı olacaktır, bu nedenle ısıtıcıları ve termostatları kesinlikle 12 volt olarak değiştirmeniz gerekecektir.

vücut yapmak

Kasanın üretimi için malzemelere ihtiyacınız olacak:

Bir Peltier elemanı büyük bir hacmi önemli ölçüde soğutamayacak, bu nedenle bir termoelektrik eleman için kasayı 40×40×30 cm'den büyük yapmayın.

Sunta kesmek için elektrikli bir testere veya daire testere kullanın, ancak cephaneliğinizde değilse, ince dişli sıradan bir demir testeresi yapacaktır. MDF levhalardan köşeleri ve perçinleri kullanarak mini buzdolabınızın gövdesi olacak bir kutu oluşturun. Perçinlerin daha güvenli bir şekilde tutulması için köşeleri iç tarafa yerleştirin. Yapısal parçalar arasındaki derzlerdeki tüm boşlukları dolgu macunu ile doldurun. Sızdırmazlık maddesi kuruduktan sonra, ortaya çıkan kutunun iç yüzeyini bir ısıtıcı ile yapıştırın. Bunun için "sıvı çiviler" kullanın.

Duvarların üst uçlarına bir köpük conta yapıştırın. MDF çok higroskopiktir, bu nedenle gövdeyi yapıştırmadan önce astarlanmalıdır. Bir astar yerine, biraz PVA'yı suyla seyreltin (1 kısım yapıştırıcıya 2 kısım sıvı ekleyin). Kasayı astarlayın, kurumasını bekleyin ve muşamba ile örtün. Kapı radyatör olduğu için üzerine yapıştırmayınız ve yapıştırmak ısı transferini bozacaktır.

Soğutucu kurulumu

Bunun için ihtiyacınız olacak:

İlk önce alüminyumdan iki radyatör yapmanız, aralarına bir soğutma elemanı takmanız ve bunları bir ısı yalıtım levhası ile birbirinden ayırmanız gerekir. Bu tasarım yarı zamanlı buzdolabı kapısı olacak. Kasanın dış boyutları 40x40x30 cm, üst radyatör kutuyu kaplayacağı için 40x40 cm, alt radyatör ise 38x38 cm olması gerektiği için içeriye girmesi gerekiyor. Yalıtım levhasından 38×38 cm'lik bir kare kesin, ortasından soğutma elemanının boyutuna göre bir delik açın ve daha küçük radyatöre “sıvı çivi” kullanarak yapıştırın. Güç kablolarını elemanın terminallerine lehimleyin (kırmızı çıkışa “+” ve siyah olana “toprak” uygulamanız gerekir).

Büyük bir radyatör koyun ve üzerine ısı yalıtımı yukarıda, merkezleri çakışacak şekilde küçük bir radyatör koyun. Isı yalıtımındaki oluğun her köşesinden bir santimetre, iki radyatörde aynı anda Ø 3 mm'lik bir delik açın. Soğutma elemanını her iki taraftaki ısı ileten macunla yağlayın ve daha küçük radyatörün yalıtımsız alanına, soğutma tarafı metale gelecek şekilde yerleştirin. Daha önce açılan delikler çakışacak şekilde büyük bir radyatörle örtün ve ortaya çıkan sandviçi ısı yalıtımı sıkışana ve radyatörler soğutucuya değene kadar vida ve somunlarla sıkın. Radyatörler arasındaki mesafeyi ölçerek sıkıştırmayı bir kumpasla kontrol edin. Elemanın kalınlığı 3,8 mm'dir. Boşluk bu değere düşürüldükten sonra radyatör plakalarının sıkılması durdurulmalıdır.

Ortaya çıkan kapıyı menteşelere ve bunları kasaya, kapandığında daha küçük radyatör kasanın içine girecek şekilde takın. Kabloları yuvadan çıkarmak için üzerlerine uygun çapta bir parça lastik boru koyun. Soğutucunun güç bağlantı pimlerinin yanındaki üst plakaya borunun dış çapından biraz daha küçük bir delik açın. Telleri içinden çekin, boruyu delikte bırakın, böylece tel kenarlarına sürtmez. Fanı kapıya bakacak şekilde takın ve aynı kablo çiftine bağlayın. Cihazı taşımak için mandalı ve bir çeşit tutamağı takmak için kalır ve soğuk jeneratör hazırdır.

Tel bölümü seçimi

Dahili klimanın tükettiği akımı bulmak için, soğutma elemanının aynı parametresiyle fanın anma akımını ekleyin. Bundan sonra, sadece bu akıma karşılık gelen tel bölümünü dizinden seçmek kalır. Bu durumda bir karar vermek için yeterli referans kitabının bir parçası aşağıda verilmiştir. 2 m'ye kadar bağlantı uzunlukları için:

• 1,5 A'ya kadar akım, kablo kesiti - 0,3 mm 2;
• akım - 2,5 A, kesit - 0,5 mm 2;
• akım - 3,5 A, tel - 0,7 kare;
• akım - 7,5 A, kablo 1,5 kare;
• akım - 10 A, tel - 2 mm 2.

3 m bağlantı uzunluğu ile:

• 1,5 A'ya kadar nom, tel - 0,4 mm 2;
• nom - 2,5 A, tel - 0,8 mm 2;
• Ben nom - 3.5 A, tel - 1.1 kare;
• I nom - 7,5 A, kesit - 2,3 mm 2;
• I nom - 10 A, kesit - 3.2 kare.

Klimanız çakmak sigortasının tasarlandığı akımdan daha fazla akım çekiyorsa, kendi sigortası ile akü terminallerine bağlamanız gerekecektir. Ancak çakmak soketine bağlanmak için konektörden tasarruf edeceksiniz.

Tek damarlı bir tel S'nin çapını ölçtükten sonra kesiti d - S \u003d π * (d / 2) 2 formülü ile hesaplanabilir. Çok telli bir telin kesitini belirlemek için, yalıtımın altındaki damar sayısını saymanız, birinin kesitini hesaplamanız ve sayıları ile çarpmanız gerekir.

Kumpasınız yoksa, düz bir telin çapını normal bir cetvel kullanarak belirleyebilirsiniz. Bunu yapmak için, bir tornavidaya 10 tur tel sarın ve elde edilen sargının uzunluğunu bir cetvelle ölçün. Telin çapını bulmak için sonucu 10'a bölün.

Güç Gereksinimleri

Cihazın güç kaynağı, 15 V'tan fazla olmayan bir doğru akım voltajı olmalıdır. Küçük dalgalanmalar çalışmayı engellemez. yani Özel durumlar ev yapımı bir klimaya ihtiyaç yoktur ve 12 voltluk elektrikli ekipmana sahip bir arabanın yerleşik ağına kolayca bağlanabilir. Yerleşik ağ voltajı 24 V olan araç sahipleri için iki soğutma elemanının seri bağlanması önerilir.

Termoelektrik soğutma cihazlarının avantajları ve dezavantajları

Peltier etkisine dayalı termoelektrik soğutmalı klima aşağıdaki avantajlara sahiptir:

1. Yüksek spesifik soğutma kapasitesi. 40 × 40 × 3,8 mm boyutlarında bir eleman yön değiştirebilir Termal enerji 57 watt'a kadar güç.
2. Sessiz çalışma.
3. Düşük maliyetli. Bir öğenin maliyeti 3 dolardan fazla değildir.
4. Yüksek güvenilirlik. Arıza öncesi sürekli çalışma süresi 200 bin saate ulaşıyor.

Peltier soğutucuların dezavantajları:

• Düşük verimlilik. Bu nedenle, büyük bir soğutulmuş hacim ile karşıt yüzeyler arasında önemli bir sıcaklık farkı elde etmek zordur.
• Klima nispeten büyük miktarda güç tüketir. Bir eleman tarafından tüketilen akım 6 A'ya ulaşır.
• Tüketilen gücün bir kısmı, atmosfere ısı veren radyatörün ısıtılması için harcanır.

Kendi kendine yapılan bir buzdolabı elbette klimayı veya iklim kontrolünü fark etmeyecek, ancak her durumda sıcak havalarda seyahat etmeyi kolaylaştıracak.

Çevre dostu olma ve nezih bir varoluş mücadelesi sırasında en küçük ayrıntılara dikkat edilir. İşlemcideki soğutucunun sürekli gürültüsünden bıktınız - unutmayın, cihazın soğutulması gerekir, aksi takdirde BIOS basitçe kesilecektir sistem birimi birlikte işletim sistemi. Ve sıcakta huzur ve sessizlik istersiniz. Çözüm bulundu. Buzdolapları sadece kompresörlerle canlanmaz, alternatif modeller oluşturulur derlerdi. Düşünelim, belki kendi ellerimizle bir buzdolabı monte edebiliriz.

Buzdolaplarının Tarih Öncesi veya Bir Mucit Kılavuzu

Mavi yakıtla çalışan adsorpsiyon buzdolapları hakkındaki incelemelerde bahsedildi. Yanan gaz, soğutucunun bölmeleri dolaşmasına ve soğumasına neden olur. Tasarımın şüphesiz avantajı gürültüsüzlüktür. Yakıtın yanmasından, tüplerden sıvı akışından hafif bir tıslama duymak mümkündür. Ancak çözüm tek çözümden çok uzak. Pahalı araba buzdolaplarının farklı bir prensipte çalıştığını yazdılar - Peltier elemanları üzerinde.

1834'te, geçerken doğru akım Isı, iletkenler ve yarı iletkenler aracılığıyla salınır veya emilir. Etki, Joule-Lenz yasasına bağlanmıyordu: ikinci durumda, ısı açığa çıktı, ancak soğutma elde edilemez kaldı. Hiç kimse bilimsel bir açıklama yapmadı, ancak bir yönden akım geçirildiğinde ısının emildiği, diğer taraftan serbest kaldığı biliniyordu!

Bir öğrencinin dijital teknolojiler konusunda bir öğretmene rapor verdiği bilinen bir durum vardır, bilgisayarlar henüz günümüz gücünü kazanmamıştır. Pentium II işlemciler Rusya pazarında yeni ortaya çıktı, ancak ABD'de elbette dördüncüsü var. Bilgisayarın beynini beslemeye, voltajı sürekli olarak azaltma arzusuna geldi.

İşlemcinin 75 watt tükettiğini fark ettik. Aynı zamanda, besleme voltajı 3 V civarında kaldı. Küçük bir kristalin ... 25 A akım tükettiği ortaya çıktı. Şarj olurken herhangi bir pil bunu yapamaz. Öğretmen konuştu, ama tam olarak doğru değildi.

Belirtilen düşük voltajda, işlemci aslında devasa bir akım tüketir, gücün bir kısmı faydalı ihtiyaçlara harcanır ve ısı kaçınılmaz olarak çevreye salınır. Ve somut! Soğutucu olmadan işlemci kaynama noktasına ulaşabilir, daha fazla ısınır ancak koruma sistemleri gücü daha erken keser. İşlemcinin çok fazla güç tükettiği ortaya çıktı. Son zamanlarda, öfkeli beyni soğutmak için tasarlanmış Peltier elemanları piyasaya çıktı. Belirli bir kullanıcı, işlemcinin eksi 10 santigrat dereceye kadar soğuduğunu fark etti. Etkileyici?

Peltier elemanları ucuz olarak adlandırılamaz. Onlara dayalı bir ev yapımı buzdolabı nasıl yapılır: paralel olarak, sıcaklığın yavaş yavaş düşeceği ısı yalıtımlı bir kabın içine koyun. Ancak buzdolaplarının donma gücü watt olarak ölçülmez, sıcaklığı önceden belirlenmiş bir seviyeye düşürülebilen ürünlerin miktarı (kilogram olarak) ile hesaplanır. Peltier elementinin gücünün 77 watt olduğu ifadesinden ne kastedildiğini bilmiyoruz. Her biri 300 ruble fiyatla, belirtilen parametreleri ilişkilendirerek ev yapımı bir buzdolabının maliyetini hesaplamaya değer. Farklı bir yol öneriyoruz.

Unutmayın, incelemelerde gerekli alan ısıtma gücünü belirlemek için bir metodoloji verdiler ve şimdi bunu ters sırada kullanıyoruz. Deney adımları:

1. Sıradan bir termometreye ihtiyacınız olacak. Daha iyi basit sokak. Termometreyi ev yapımı buzdolabımıza koyduk.
2. Bir vücut yapıyoruz. Gerçek buzdolaplarında ısı yalıtımı için poliüretan köpük kullanılmaktadır. Mağazada bir kutu satın alın Yapı malzemeleri. Strafor da sığar, Penofol yansıtıcı yalıtım veya benzeri kullanmanızı öneririz. Örneğin, bir kutu alınır, her iki tarafta belirtilen malzeme ile sıkıca kesilir, aslında iyi bir ev yapımı buzdolabı zaten hazırdır. Bilgi için - malzeme, uzay giysileri oluşturmak için kullanıldığı uzay endüstrisinden alınmıştır. Güneş ışınları atmosferin dışında ölümcüldür ve uzayın soğuğu Sauron'un kendisini titretecektir, ancak yukarıdakilerin tümü Penofol tabakasının altındaki astronot için fazla bir zarara yol açmadı. Tabii ki, uzay giysilerinde alüminyum değil altın, gümüş kullanıldı, belki de polietilen olmadan yaptılar. Gerçek - malzemenin özellikleri şaşırtıcı.
3. Soğutucu başlangıçta tek bir Peltier elemanı olacaktır. Yapıştırıcı mastik üzerine monte edeceğiz. Ardından, ev yapımı bir buzdolabının donmaya başlaması için gereken modül sayısını bulmanızı sağlayan bir teknik göstereceğiz.

Peltier elemanlarında ev yapımı bir buzdolabı hesaplama yöntemi

Isı kayıplarının, ev yapımı bir buzdolabının içindeki ve dışındaki sıcaklık farkına doğrusal olarak bağlı olduğu gerçeğinden yola çıkıyoruz. Basitten karmaşığa doğru gidiyoruz:

1. Odadaki sıcaklığın 20 ºº olduğunu ve deney boyunca değişmediğini varsayalım. Araştırmaya başlayalım. Açıkçası, Peltier elemanlarının yokluğunda, buzdolabının içindeki sıcaklık 20 ºС olacaktır. Bu, düz bir çizgi üzerindeki ilk noktadır (kayıplar, ev yapımı bir buzdolabının dışındaki ve içindeki sıcaklık farkından doğrusal olarak büyür). Her iki tarafına da radyatörlü bir Peltier elemanı yerleştirelim ve dıştaki etkiyi arttırmak için bir soğutucu tarafından üflenir.
2. Bir süre sonra, 30 litre hacimli bölmedeki sıcaklık 14 ºС idi. Radyatörlü ve soğutuculu iki Peltier elemanı daha ekleyerek, oda 20 ºС sıcaksa, herkesin ev yapımı bir buzdolabında 2 derece ısı alacağını savunuyoruz. Şema:

Ev yapımı bir buzdolabının tasarımı hakkında sonuçlar

Okuyucular, sonuçların geri kalanını kendi başlarına çıkaracaklar: Cihaz, soğutuculu üç Peltier elemanı ile donatılmışsa, ev yapımı bir buzdolabı, Celsius ölçeğinde 2 derece ısı verecektir. Deneyimi genelleştirmeye, optimum yalıtımı seçmeye, koşulları değiştirmeye izin verilir. Örneğin soğutucular, gürültü yapmamaları ve enerji israfı yapmamaları için çıkarılmalıdır. Bu tasarımı basitleştirecektir. Ancak mucitlerin şevkini soğutmak istiyoruz: gerçek, ev yapımı olmayan buzdolapları, soğuk ve sıcak devre için iki fan kullanılır. Deney.

Buzdolabı cihazı bir bilgisayar güç kaynağını tolere edecektir. İşlemcinin ne kadar tükettiğini unutmayın! Peltier öğesi, içindeki ana şeyden uzaktır. Voltaj zaten önceden ayarlanmış, nadir bulunan parçaları aramanıza gerek yok. Kendiniz bir buzdolabı yapmak için üç Peltier elemanı satın alıyor, eski bir bilgisayardan bir güç kaynağı alıyor, iki soğutuculu bir kutu oluşturuyor ve bitmiş bir ürün elde ediyorsunuz. Ayrıca, araba aküleri ile çalışabilir.

Buzdolabının çalışma prensibi o kadar açıktır ki çocuklar tarafından anlaşılabilir. Akımın yönü değiştiğinde Peltier elemanları ısınmak için çalışır. Etrafta ısıtma cihazı olmadığında yakınlarda sıcak yemek olması iyidir. İkinci durumda, yasa ters yönde çalışır. Ev yapımı bir buzdolabının içindeki üç Peltier elemanı 18 ºС daha yüksek bir sıcaklık sağlayacaktır çevre. Arabada 25 tane varsa kutu 43 gösterir. Bir kişide zaten iki cihaz ortaya çıkıyor.

Kendiniz bir buzdolabının nasıl yapılacağına dair harika bir fikir için YouTube'daki videonun yazarına teşekkür etmek istiyoruz. Fikir çok başarılı olmasın, ancak yalnızca hacim büyük olduğu için. Peltier işlemci elemanları, tam olarak tamamlanmamış büyük bir hacmi tek başına aşabilecek kadar güçlü değildir.

Çalışma prensibini anlayarak, kendi elinizle bir buzdolabının nasıl yapılacağına dair bir makale sunuyoruz.

Doğrudan soğuk üretme yöntemi, gelecekteki cihazın boyutlarına bağlıdır. Büyük boyutlar için, küçük olanlar için freonlu bir şema seçilir - elektrik elemanları Peltier.

Önemli! saat kendi kendine üretim evde uygulanan ikinci seçeneğe dikkat edin.

Ardından, 12 voltluk USB ile çalışan bir yazlık ev ve araba için bir buzdolabının nasıl yapılacağına bakalım. Bir bilgisayardan veya su soğutucusundan ne alabilirim? Sac malzemeden bir kasa nasıl monte edilir? Amonyak ve römork için buzdolapları nasıl yapılır?

Peltier soğutma elemanının çalışma prensibi ve avantajları

Peltier dönüştürücünün çalışması sırasında, iki parçası farklı sıcaklıklara sahiptir. Elektrik akımı soğutucudan geçtiğinde, üst yarıda ısı, alt yarıda ise soğuk bir akım üretilir.

Dikkat! Bilgisayar bileşenleri veya radyo parçaları satan bir mağazadan bir soğutma cihazı satın alabilirsiniz.

Böyle bir buzdolabının avantajları şunların olmamasını içerir:

• hareketli elemanlar;
• taşınan medya;
• gürültü, ses.

Kendi elinizle bir termoelektrik buzdolabı montajı için talimatlar

Peltier elemanlarında kendi elinizle bir buzdolabı yapmak için, kontrol edin adım adım talimatlar. Adımları ayrıntılı olarak özetlemekte ve faydalı önerilerde bulunmaktadır.

Malzemeler ve araçlar

İş için ihtiyacınız olacak:

• genişletilmiş polistiren 50 mm kalınlığında uygun levhalar;
• Peltier elemanı;
• soğutuculu radyatörler. eskisinden çıkarılabilir bilgisayar Teknolojisi;
• Termal macun;
• sıcaklık sensörlü kontrolör;
• montaj köpüğü;
• teller;
• bir USB araca ve / veya bir prize bağlanmak için fişler;
• kırtasiye bıçağı;
• ölçme aracı ve kalem;
• havya.

Kasa montajı

Buzdolabı gövdesinin geometrik doğruluğunu sağlamak için bir şablon yapılır. Boyutları, gelecekteki cihazın gerekli hacmi ile ilgili olmalıdır. Şarap, şişeleri alacak kadar yüksekliğe sahip olmalıdır.

Dikkat! Şablon olarak, uygun boyutta bir kutu veya kutu çizimi kullanın.

Çizilmiş öğeler:

• büro bıçağıyla boyuta kesin;
• köpük ile birbirine bağlıdır. Bunu yapmak için, yüzeylerine köpük uygulanan elemanlar bağlanır ve bileşim tamamen kuruyana kadar sabit bir durumda bırakılır. amplifikasyon için ısı yalıtım özellikleri duvarlar çift.

Birleştirilmiş kutu, seçilen renkte birkaç kat halinde boyanır.

Alüminyum folyolu bir yalıtım, sıvı çiviler kullanılarak soğutma cihazının iç yüzeyine yapıştırılır.

Ekstrüde polistiren köpük tabakalarının yokluğunda şunları kullanabilirsiniz:

• laminat. Özel oluklar yapının montajını kolaylaştırır. Malzeme yeterli güce sahiptir;
• Strafor. iyi işlenmiş kesici alet. Neme dayanıklı. Köpük buzdolabı, polistiren köpükten yapılmış bir analogdan daha ucuza mal olacaktır;
• MDF veya sunta. Neme karşı düşük direnç nedeniyle ek işlem gerekecektir;
• plastik. Kapaklı hazır kutular tercih edilir. Bir alet kutusu veya su soğutucusu yapacaktır.

Soğutma ünitesinin montajı

Taşınabilir bir mini buzdolabı içinde fiziksel süreçlerin etkin akışını sağlamak için kurulum aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir:

• kutunun yan duvarına içeriden dik bir alüminyum profil monte edilir. Soğuğu içeriye aktarmak için kullanılacak;
• tamir edildi alüminyum profil soğuk havanın iç hacim boyunca yeniden dağıtılacağı, içeriden bir radyatör bağlanır;
• Profilin dışına bir Peltier elemanı monte edilmiştir. Düşük verimlilik nedeniyle yapıştırıcı-yalıtkan kullanımını reddetmek daha iyidir. Vidalar tercih edilir.

Araba buzdolabının gerekli sıcaklık koşullarını sağlaması için, kabı soğutmak için üç eleman kullanılır. Güç kaynağı olarak bilgisayardan bir blok kullanılır. Buzdolabı bir araba aküsüne bağlanacaksa, çakmak soketli bir uzatma kablosuna ihtiyacınız olacaktır. Sıcaklığı kontrol etmek için buzdolabına bir termostat bağlanır.

Peltier elemanının montajı bir takım kurallara uygun olarak gerçekleştirilmelidir. Gerekli:

• tellerin polaritesini gözlemleyin. Yanlış bağlantı, içerinin ısınmasına ve dışarının soğumasına neden olur;
• bir soğutucu takarak üstteki ısıyı zamanında alın. Onsuz, eleman aşırı ısınır. Hava akışının giderilmesinin yoğunluğu sistemin gücünü belirler;
• yalıtımı uygun şekilde sabitleyin. Özellikleri soğutucunun verimliliğini belirler;
• kurulum sırasında, elemanın parçaları ile yalıtım plakası arasına termal macun uygulanmalıdır;
• kap içinde soğuğun homojen dağılımı ve hızlı soğutma için iç yüzeye başka bir soğutucu sabitlenmiştir. Ayrıca yoğunlaşmayı da önleyecektir.

Başka bir tür buzdolapları

Bir dondurucuya ihtiyacınız varsa, bir kompresör ünitesi kurmaya değer. Hızlı ve güvenilir donma ile karakterizedir. Böyle bir cihazı kendi başınıza yapmak zordur. Belirli bir bilgiye sahip olmanız ve bir kompresör, evaporatör ve kondenser bulundurmanız gerekir. Böyle bir ünite, doğaya giden arabanın römorkuna monte edilebilir.

Absorpsiyon cihazları vardır. Onlar içerir:

• amonyak ile doymuş bir karışım ile sağlanan jeneratör. Güç kaynağı sistemine bağlandıktan sonra kaynar;

• buzdolabının dışındaki ısıyı uzaklaştıran bir yoğunlaştırıcı;
• Basınç farkından dolayı bir amonyak-su çözeltisinin amonyak buharını emdiği bir emici. Sürece ısı salınımı eşlik eder. Aşırı ısınmayı önlemek için su ile soğutulur;
• soğutucu buharlarının serbest bırakıldığı bir evaporatör;

Bu nedenle, bir araba için buzdolabının en basit versiyonu, Peltier elemanlarına dayanan bir cihazdır. Bu, bir seyahat termos çantasının size uymadığı bir durumda en iyi çözümdür. Yürüyüş, 12 voltta olacak uygun seçenek vermek için, 220 V için özel bir adaptör sağlarsanız.

Video: kendin yap buzdolabı çantası

Haydi yapmaya başlayalım!

2. O halde bir termos kabı ile başlayalım. 1200x600 mm boyutlarında, 50 mm kalınlığında, kırtasiye bıçağı ve mezura ile bir adet genişletilmiş polistirene ihtiyacımız var. Herhangi bir hırdavatçıda böyle bir sayfanın maliyeti 160 ruble. Sayfayı şablona göre kesiyoruz, montaj köpüğünü alıyoruz ve böyle bir kabı yapıştırıyoruz.

3. İşte bir sac kesme şeması. Levhanın 20 mm kalınlığında kenarları vardır, alt kısım hariç her taraftan kesilmeleri gerekir. Levhalar kendi aralarında montaj köpüğü ile yapıştırılır. Teknoloji basittir. Yapıştırma bölgesine biraz köpük uygulayın, 1 dakika bekleyin, levhaları birbirine sıkıca bastırın ve ardından köpük genleşmesi nedeniyle hareket etmemesi için 5 dakika manuel olarak kontrol edin. Ana şey katılımsız bırakmak değil. Sadece küçük bir polistiren köpük parçası gereksiz kalacak, işaretlenmiş gri diyagram üzerinde.

4. Kapağın tasarımına dikkat edin, sıkı sabitlemeyi sağlamak için yapıştırırken yukarıdaki diyagramdaki büyük yapraklardan birini 3 parçaya kesiyorum. Bundan sonra kutunun dışı boyanabilir. Boya, polistiren köpüğü biraz aşındırır, bu nedenle iki aşamada boyamak daha iyidir. Ortaya çıkan kap 820 gram ağırlığındadır ve inanılmaz bir ısı kaybı performansına sahiptir. Böyle bir kutuya birkaç kilo donmuş gıda koyabilir ve birkaç saat boyunca sorunsuz bir şekilde taşıyabilirsiniz. Ana şey, dondurulmuş ve soğutulmuş yiyecekleri karıştırmamaktır. Tasarımı bir soğuk akümülatör ile tamamlamak mümkündür.

5. Veya tam teşekküllü bir buzdolabı elde etmek için tasarımı değiştirebilirsiniz. Bu amaçlar için, çalışma prensibi bir elektrik akımı akarken bir sıcaklık farkının oluşmasına dayanan bir termoelektrik dönüştürücü olan Peltier elemanını kullanacağız. Seri otomobil buzdolaplarında kullanılan bu elementlerin yanı sıra araba koltukları havalandırma ile.

Aliexpress'de maksimum 60 watt güce sahip bir Pelte elemanının maliyeti 130-150 ruble. TEC1-12706 modeli. Çalışma sırasında elemanın bir tarafı ısınır, diğer tarafı soğur. elemanın yanmaması için, sıcak taraftan ısıyı yoğun bir şekilde çıkarmak gerekir. Bunu yapmak için, bir bilgisayar mağazasından 250 rubleye mal olan bir soğutucuya sahip bir işlemci soğutucusuna ihtiyacımız var. İçerideki hava sirkülasyonunu iyileştirmek için buzdolabı bölmesi ve radyatörün donmasını önlemek için her iki tarafa da fan takmaya karar verdim. Ayrıca, kabın içindeki ayarlanan sıcaklığı kontrol etmemizi sağlayacak, 170 rubleye mal olan harici sıcaklık sensörlü ve röleli bir termostata ihtiyacımız olacak. Peki, 100 ruble için bir araba çakmağı için konektörlü bir uzatma kablosu.

Öyleyse, montaja başlayalım.

6. Peltier elemanını iki alüminyum radyatör arasına termal macun (soğutucuyla birlikte verilir) kullanarak takın. Burada, 2 veya 3 Peltier elemanın seri olarak monte edilmesiyle tesisatın sıcaklık gradyanını arttırmanın mümkün olduğunu belirtmekte fayda var. Böylece bir Peltier elemanı diğerini soğutur. Bu uygulamada, kapta -18 santigrat dereceye kadar negatif bir sıcaklık elde etmek gerçekçidir. Eleman arasındaki çevre boyunca bir parça köpüklü ısı yalıtımı döşeriz.

7. Radyatörleri birbirine standart montaj plakaları ile anakarta bağlayıp, plastik kelepçelerle bağlıyoruz. Bu aynı zamanda soğuk ve sıcak tarafları birbirinden termal olarak izole etmeyi mümkün kılar. Kurulumun deneme çalıştırması. Sıcak tarafı ne kadar yoğun soğutursak, sıcaklık o kadar düşük olur soğuk taraf. Burada fanlar, radyatörlere giden hava akışına yönlendirilir, bu, üflemek için döndürüldüklerinden daha az verimlidir. Doğaçlama bir kutuda, +26 ortam sıcaklığında -3 derecelik bir sıcaklığa ulaşmak mümkün oldu. Fotoğraf, soğutucuların modelini açıkça göstermektedir, avantajları radyatör destek pedinin geniş alanındadır. Ve ısı yalıtım contası olarak yuvarlak borular için bir parça ısı yalıtımı kullandım.

8. Şimdi termoelektrik dönüştürücüyü kabın yeni kapağına entegre edelim. Tüm yapıyı yerleştirme kolaylığı için, kapağın kalınlığını 100 mm'ye (2 yaprak genleşmiş polistiren) çıkaracağız. Bu fotoğraf, iki radyatör arasındaki çevre contasını açıkça göstermektedir.

9. Polistiren köpük üzerinde sanatsal kesim ve zımparalama. Tekrar boyadık. Boyamadan sonra genleşmiş polistirenin dış kabuğu güçlenir.

10. Dikişleri dolgu macunu ile kaplıyoruz, her iki fanı da üflemek için ters çeviriyoruz. Potansiyel iyileştirmelerden - soğuk taraftaki fan hızını düşürmeye değer olabilir (şimdi her iki fan da maksimum hızda çalışıyor).

11. Kasanın yanına termostat kartını takıyoruz ve güç kablosunu bu kadar iddiasız bir şekilde sabitliyoruz. Önce plakayı kendinden kılavuzlu vidalarla bastırıyoruz, ardından dolgu macunu ile sabitliyoruz.

12. Konteyner montajı. Kapaksız kabın ağırlığı 800 gramdır, monte edilmiş termoelektrik konvertörlü kapak aynı ağırlıktadır. Genel giderler - 1000 ruble ve birkaç saat. Bir arabanın bagajında ​​​​soğutulmuş ürünlerle yapılan testler, sistemin konteynerin altındaki (!) sıcaklığı +29 derecelik bir ortam sıcaklığında +5 santigrat derece içinde tutma kabiliyetini gösterdi (evet, bagajda çok daha sıcak) , klima açıkken bile) ve akım tüketimi - 3 Amper. Bence bu mükemmel bir sonuç.

Tam teşekküllü bir dondurucu elde etmek için bir sonraki kabı sıralı olarak monte edilmiş 3 Peltier elemanından yapmayı planlıyorum.

Soğutma ekipmanı hayatımıza o kadar sıkı bir şekilde yerleşti ki, onsuz nasıl yapılabileceğini hayal etmek bile zor. Ancak klasik soğutucu akışkan tasarımları, örneğin seyahat soğutucu çantası gibi mobil kullanım için uygun değildir.

Bu amaçla, çalışma prensibi Peltier etkisine dayanan tesisler kullanılmaktadır. Bu fenomen hakkında kısaca konuşalım.

Ne olduğunu?

Bu terim, 1834'te Fransız doğa bilimci Jean-Charles Pelletier tarafından keşfedilen bir termoelektrik fenomeni ifade eder. Etkinin özü, bir elektrik akımının geçtiği, farklı iletkenlerin temas ettiği bölgede ısının serbest bırakılması veya emilmesidir.

Klasik teoriye göre, fenomenin aşağıdaki açıklaması vardır: bir elektrik akımı, metaller arasında elektronları aktarır ve bu, iletkenlerdeki temas potansiyel farkına bağlı olarak hareketlerini hızlandırabilir veya yavaşlatabilir. çeşitli malzemeler. Buna göre, kinetik enerjideki artışla ısıya dönüştürülür.

İkinci iletkende, temel fizik yasasına göre enerjinin yenilenmesini gerektiren ters işlem gözlemlenir. Bunun nedeni, ikinci iletkenin yapıldığı metalin soğumasına neden olan termal dalgalanmadır.

Modern teknolojiler, maksimum termoelektrik etkiye sahip yarı iletken elemanlar-modüller üretmeyi mümkün kılar. Tasarımlarından kısaca bahsetmek mantıklı.

Cihaz ve çalışma prensibi

Modern modüller, aralarında seri olarak bağlanan termokupllarla iki yalıtkan plakadan (genellikle seramik) oluşan bir yapıdır. Böyle bir elemanın basitleştirilmiş bir diyagramı aşağıdaki şekilde bulunabilir.

Tanımlar:

• A - bir güç kaynağına bağlanmak için kontaklar;
• B, elemanın sıcak yüzeyidir;
• C - soğuk taraf;
• D - bakır iletkenler;
• E, p-bağlantı tabanlı bir yarı iletkendir;
• F, n-tipi bir yarı iletkendir.

Tasarım, modülün her iki tarafı p-n veya p-n ile temas edecek şekilde yapılmıştır. n-p geçişleri(polariteye bağlı olarak). p-n kişileriısınma, n-p - soğuma (bkz. Şekil 3). Buna göre elemanın kenarlarında bir sıcaklık farkı (DT) oluşur. Bir gözlemci için bu etki, modülün kenarları arasında bir termal enerji transferi gibi görünecektir. Kaynağın polaritesindeki bir değişikliğin, sıcak ve soğuk yüzeylerde bir değişikliğe yol açması dikkat çekicidir.

Özellikler

Termoelektrik modüllerin özellikleri aşağıdaki parametrelerle açıklanmıştır:

• soğutma kapasitesi (Q max), bu özellik maksimum baz alınarak belirlenir izin verilen akım ve modülün kenarları arasındaki Watt cinsinden ölçülen sıcaklık farkı;
• elemanın kenarları arasındaki maksimum sıcaklık farkı (DT max), ideal koşullar için parametre verilir, ölçü birimi derecedir;
• maksimum sıcaklık farkını sağlamak için gerekli izin verilen akım gücü - I max;
• akım I max'ın DT max tepe farkına ulaşması için gereken maksimum voltaj U max ;
• modülün iç direnci - Direnç, Ohm cinsinden belirtilir;
• verimlilik katsayısı - COP (İngilizce'den kısaltma - performans katsayısı), aslında bu, soğutmanın güç tüketimine oranını gösteren cihazın verimliliğidir. Ucuz elemanlar için bu parametre, daha fazlası için 0.3-0.35 aralığındadır. pahalı modeller 0,5'e yaklaşıyor.

İşaretleme

Modüllerin tipik işaretlemesinin Şekil 4 örneğini kullanarak nasıl çözüldüğünü düşünün.

İşaretleme üç anlamlı gruba ayrılır:

1. Eleman tanımı. İlk iki harf her zaman değişmez (TE), bunun bir termoelement olduğunu gösterir. Sonraki boyutu gösterir, "C" (standart) ve "S" (küçük) harfleri olabilir. Son rakam, elemanda kaç katman (kaskad) olduğunu gösterir.
2. Fotoğrafta gösterilen modüldeki termokupl sayısı 127'dir.
3. Amper cinsinden anma akımının değeri, elimizde - 6 A.

TEC1 serisinin diğer modellerinin işaretleri de aynı şekilde okunur, örneğin: 12703, 12705, 12710, vb.

Başvuru

Oldukça düşük verimliliğe rağmen, termoelektrik elemanlar ölçme, hesaplama ve Ev aletleri. Modüller, aşağıdaki cihazların önemli bir işletim unsurudur:

• mobil soğutma üniteleri;
• elektrik üretmek için küçük jeneratörler;
• kişisel bilgisayarlarda soğutma sistemleri;
• soğutma ve ısıtma suyu için soğutucular;
• nem gidericiler, vb.

Termoelektrik modüllerin kullanımına ilişkin ayrıntılı örnekler verelim.

Peltier elemanları üzerinde buzdolabı

Termoelektrik soğutma üniteleri kompresör ve absorpsiyon analoglarından önemli ölçüde daha düşük performans. Ancak, belirli koşullar altında kullanımlarını uygun hale getiren önemli avantajları vardır. Bu faydalar şunları içerir:

• tasarımın sadeliği;
• Titreşim direnci;
• hareketli elemanların eksikliği (radyatörü üfleyen fan hariç);
• düşük gürültü seviyesi;
• küçük boyutlar;
• herhangi bir pozisyonda çalışma yeteneği;
• uzun hizmet ömrü;
• küçük enerji tüketimi.

Bu özellikler mobil kurulumlar için idealdir.

Bir elektrik jeneratörü olarak Peltier elemanı

Termoelektrik modüller, yanlarından biri cebri ısıtmaya maruz kaldığında elektrik jeneratörü olarak çalışabilir. Taraflar arasındaki sıcaklık farkı ne kadar büyük olursa, kaynak tarafından üretilen akım o kadar yüksek olur. Ne yazık ki, termojeneratör için maksimum sıcaklık sınırlıdır; modülde kullanılan lehimin erime noktasından daha yüksek olamaz. Bu koşulun ihlali, elemanın arızalanmasına yol açacaktır.

Termojeneratörlerin seri üretimi için refrakter lehimli özel modüller kullanılır, 300°C sıcaklığa kadar ısıtılabilirler. Sıradan elemanlarda, örneğin TEC1 12715, sınır 150 derecedir.

Bu tür cihazların verimleri düşük olduğu için sadece daha verimli bir kaynak kullanmanın mümkün olmadığı durumlarda kullanılırlar. elektrik enerjisi. Bununla birlikte, turistler, jeologlar ve uzak bölgelerin sakinleri arasında 5-10 W termal jeneratörler talep edilmektedir. Gaz dağıtım ünitelerine, meteoroloji istasyonu ekipmanlarına vb. güç sağlamak için yüksek sıcaklıkta yakıtla çalışan büyük ve güçlü sabit tesisler kullanılır.

CPU soğutması için

Nispeten yakın zamanda, bu modüller kişisel bilgisayarların CPU'su için soğutma sistemlerinde kullanılmaya başlandı. Termoelementlerin düşük verimliliği göz önüne alındığında, bu tür yapıların faydaları oldukça şüphelidir. Örneğin, 100-170 W gücünde bir ısı kaynağını soğutmak için (çoğu modern CPU modeline karşılık gelir), güçlü bir güç kaynağının kurulmasını gerektiren 400-680 W harcamanız gerekecektir.

İkinci tuzak ise, yüklenmemiş bir işlemcinin daha az termal enerji yayması ve modülün onu çiy noktasının altına kadar soğutabilmesidir. Sonuç olarak, garantili olarak elektroniği devre dışı bırakacak olan yoğuşma oluşmaya başlayacaktır.

Böyle bir sistemi kendi başlarına oluşturmaya karar verenlerin, belirli bir işlemci modeli için modülün gücünü seçmek için bir dizi hesaplama yapması gerekecektir.

Yukarıdakilere dayanarak, bu modülleri bir CPU soğutma sistemi olarak kullanmak karlı değildir, ayrıca bilgisayar ekipmanlarının arızalanmasına neden olabilir.

Termal modüllerin su veya hava soğutma ile birlikte kullanıldığı hibrit cihazlarda durum oldukça farklıdır.

Hibrit soğutma sistemlerinin etkili olduğu kanıtlanmıştır, ancak yüksek maliyet, hayran çevrelerini sınırlandırmaktadır.

Peltier elemanlarında klima

Teorik olarak, böyle bir cihaz, klasik iklim kontrol sistemlerinden yapısal olarak çok daha basit olacak, ancak hepsi düşük performansa bağlı. Küçük bir buzdolabı hacmini soğutmak bir şeydir, başka bir şey bir oda veya araba içidir. Termoelektrik modüllere dayalı klimalar, bir soğutucu ile çalışan ekipmanlardan daha fazla elektrik (3-4 kat) tüketecektir.

Bir otomotiv iklim kontrol sistemi olarak kullanıma gelince, standart bir jeneratörün gücü böyle bir cihazı çalıştırmak için yeterli olmayacaktır. Daha verimli ekipmanlarla değiştirmek, maliyet etkin olmayan önemli miktarda yakıt tüketimine yol açacaktır.

Tematik forumlarda, bu konuyla ilgili periyodik olarak tartışmalar ortaya çıkar ve çeşitli ev yapımı tasarımlar, ancak tam teşekküllü bir çalışma prototipi henüz oluşturulmadı (hamster için klimayı saymıyor). Daha kabul edilebilir verimliliğe sahip modüller yaygın olarak kullanılabilir hale geldiğinde durumun değişmesi oldukça olasıdır.

Soğutma suyu için

Termoelektrik eleman genellikle su soğutucuları için soğutucu olarak kullanılır. Tasarım şunları içerir: bir soğutma modülü, bir termostat tarafından kontrol edilen bir kontrolör ve bir ısıtıcı. Böyle bir uygulama kompresör devresinden çok daha basit ve ucuzdur, ayrıca daha güvenilir ve kullanımı daha kolaydır. Ama aynı zamanda bazı dezavantajlar da var:

• su 10-12°C'nin altına soğutulmaz;
• soğutma kompresör analogundan daha uzun sürer, bu nedenle böyle bir soğutucu çok sayıda çalışanı olan bir ofis için uygun değildir;
• cihaz dış sıcaklığa duyarlıdır, ılık bir odada su minimum sıcaklığa soğumaz;
• fan tıkanabileceğinden ve soğutma modülü arızalanabileceğinden tozlu odalara kurulum önerilmez.

Peltier elemanlarında hava kurutucu

Bir klimanın aksine, bir hava kurutucusunun termoelektrik elemanlar üzerinde uygulanması oldukça mümkündür. Tasarım oldukça basit ve ucuzdur. Soğutma modülü, soğutucunun sıcaklığını çiy noktasının altına düşürerek, cihazdan geçen havanın içerdiği nemi emmesine neden olur. Çöken su özel bir depolama tankına boşaltılır.

Düşük verimliliğe rağmen, bu durumda cihazın verimliliği oldukça tatmin edicidir.

Nasıl bağlanır?

Modülün bağlanmasıyla ilgili herhangi bir sorun olmayacaktır, çıkış kablolarına sabit voltaj uygulamak gerekir, değeri elemanın veri sayfasında belirtilir. Kırmızı kablo artıya, siyah kablo eksiye bağlanmalıdır. Dikkat! Polariteyi tersine çevirmek, soğutulmuş ve ısıtılmış yüzeyleri değiştirir.

Peltier elemanının performansı nasıl kontrol edilir?

En kolay ve en güvenilir yol dokunsaldır. Modülü uygun bir voltaj kaynağına bağlamak ve farklı taraflarına dokunmak gerekir. İşlenebilir bir eleman için bunlardan biri daha sıcak, diğeri daha soğuk olacaktır.

Elinizde uygun bir kaynak yoksa, bir multimetreye ve çakmağa ihtiyacınız olacaktır. Doğrulama işlemi oldukça basittir:

1. probları modülün terminallerine bağlayın;
2. yanlardan birine yanan bir çakmak getirin;
3. cihazın okumalarını gözlemleyin.

Çalışma modülünde, yanlardan biri ısıtıldığında, gösterge panelinde görüntülenecek olan bir elektrik akımı üretilir.

Kendi elinizle bir Peltier elemanı nasıl yapılır?

Evde kendi kendine bir modül yapmak neredeyse imkansızdır, nispeten düşük maliyetleri (yaklaşık 4-10 $) göz önüne alındığında, daha da mantıklı değildir. Ancak, örneğin bir termoelektrik jeneratör gibi bir yürüyüşte faydalı olacak bir cihaz monte edebilirsiniz.

Voltajı stabilize etmek için L6920 IC yongasına basit bir dönüştürücü monte etmeniz gerekir.

Böyle bir dönüştürücünün girişine 0,8-5,5 V aralığında bir voltaj uygulanır, çıkışta çoğu mobil cihazı şarj etmek için oldukça yeterli olan kararlı bir 5 V üretecektir. Geleneksel bir Peltier elemanı kullanılıyorsa, ısıtılan tarafın çalışma sıcaklığı aralığı 150 °C ile sınırlandırılmalıdır. İzlemeyi rahatsız etmemek için, bir ısı kaynağı olarak bir tencere kaynar su kullanmak daha iyidir. Bu durumda, elemanın 100 °C'nin üzerine ısınmaması garanti edilir.