Gondolkozott már azon, hogy van egy kis hordozható hűtőszekrénye, amellyel lehűtheti a vizet, az italokat és a gyümölcsleveket a nyári kirándulások során?
Az AC hűtés a legelterjedtebb módja a hűtőszekrényben vagy helyiségben történő hűtésnek. De ez egy nagy igénybevételt jelentő folyamat, amely jelentős mennyiségű elektromos energiát és terjedelmes elektromos hardvereket igényel a feladat elvégzéséhez.
Szerencsére lehetséges olyan hűtőszekrényt készíteni, amely hűvösen tartja az ételeket egy hordozható egyenáramú akkumulátor és a Peltier-effektus segítségével.
Mi a Peltier-effektus?
A termoelektromos hűtők vagy a Peltier-effektus eszközök viszonylag kisméretű hűtésre vagy fűtésre használt eszközök. A Peltier készülékek DC-t (egyenáramot) használnak a hűtésre, ellentétben a hagyományos hűtőkkel vagy klímaberendezésekkel, amelyek váltakozó áramot használnak. A Peltier-effektus egy olyan folyamat, amelyben, ha egyenáramot vezetnek át két különböző vezetővel rendelkező áramkörön anyagok, az egyik csomópont hőjét eltávolítják, amitől az lehűl, a másik csomópont pedig elnyeli a hőt, amitől az forróvá válnak.
Az is megfigyelhető, hogy ha az áram polaritását megfordítjuk, akkor a korábban hideg csomópont felforrósodik; míg az a csomópont, amely az áram polaritásának megfordítása előtt meleg volt, hideg lesz.
Termoelektromos Peltier-eszközök használata a hőmérséklet-szabályozáshoz
A fenti jelenség lehetőséget teremt egy olyan készülék tervezésére, amely képes hőt kivonni és eltávolítani. Ha a hidegebb csomópontot arra a forró felületre vagy eszközre helyezi, amelyről hőt kell elszívni, és a melegebb csomópont egy hűtőborda, hűvösen tarthatja a felületet vagy az eszközt. Nem csak ez, hanem folyamatosan optimális hőmérsékletet is fenntarthat a jó teljesítmény érdekében.
Hogyan készítsünk egy mini DC hűtőszekrényt
A fent említett koncepciót fogjuk használni egy egyenáramú hűtőszekrény tervezésénél. A mini hűtőszekrény a cél, de több Peltier effektus eszközzel, ugyanazzal a technikával közepes méretű hűtőszekrényre méretezhető.
Amire szüksége lesz
A szükséges felszerelés a következő:
- Peltier-modul (TEC1-12706) vezetékekkel.
- Két hűtőborda.
- 12 V DC akkumulátor vagy egyenáramú tápegység.
- Doboz (a belsőnek hővezető anyagnak kell lennie, például fa, karton vagy hungarocell)
- Két ventilátor Delta elektronika FFB0412HN hűtőborda bordákon a kényszerített konvekcióhoz
- Termikus paszta
- Elektromos vezetékek
Az általunk használt termoelektromos Peltier-hűtőkészülék egy 12VDC optimális üzemi feszültségű egyenáramú működési eszköz, amely közel 6A (72W) áramot vesz fel. Az üzemi feszültség nem haladhatja meg a 15 VDC értéket. Ne kapcsolja be a Peltier készüléket hűtőborda nélkül. Ha akár csak rövid ideig is használják, az meghaladhatja a készülék csatlakozásának maximális üzemi hőmérsékletét, és teljesítményromláshoz vagy a készülék teljes meghibásodásához vezethet.
1. lépés: Készítse elő a dobozt
Most vegyen egy üres dobozt hőszigetelő anyaggal. Ehhez a bemutatóhoz kartont használtunk. Készítsen egy lyukat vagy üreget a TEC1-12706 Peltier készülék méretei szerint (azaz 40 mm x 40 mm) a mini hűtőszekrény kialakításához. Helyezze a Peltier eszközt közvetlenül a dobozban létrehozott üregbe
2. lépés: Helyezzen hűtőbordákat a Peltier-eszközre
Most helyezze el a hűtőbordákat a Peltier készülék mindkét csatlakozási pontjára. A Peltier készülék minden csomópontja a hűtőbordához van rögzítve nagy vezetőképességű hőpasztával. A hőpaszta egyenletes hőáramlást biztosít az egyes Peltier csomópontok és a hűtőborda alaplapja között, miközben nem engedi, hogy a forró csomópont túl meleg legyen, és a hideg csomópont túl hideg legyen ahhoz, hogy kárt okozzon csomópont.
A hűtőborda a légáramlás rendszeres fenntartásával növeli a Peltier készülék hatékonyságát. Ennek az az oka, hogy a nagy felület miatt megnövekszik a környezeti levegő és a Peltier készülék közötti hőcsere a hűtőborda által kínált terület a belső csomópontból történő hőelvezetéshez és a külsőn keresztül történő hőelvezetéshez csomópont. A jó kialakítás érdekében nagyobb bordákkal és nagyobb felülettel rendelkező hűtőbordák ajánlottak.
3. lépés: Csatlakoztassa a ventilátorokat
Most csatolja az Ön által választott ventilátor minden hűtőbordán. A ventilátor által biztosított kényszerkonvekció növeli a légáramlás sebességét a hűtőborda bordáin keresztül, ami nagyobb hőelvonást tesz lehetővé.
A projektben használt ventilátorok 12 VDC kefe nélküli (Delta electronics FFB0412HN) 10,6 cfm légáramlással. Minden ventilátor kevesebb, mint egy watt energiát fogyaszt az akkumulátorból. Használhat azonban nagyobb légáramlású ventilátort a jobb teljesítmény érdekében.
Ügyeljen arra, hogy az eszköz csatlakozásait ne csatlakoztassa fém interfészen, például hűtőbordára szerelt csavaron keresztül, hogy elkerülje a termikus csomópontok rövidre zárását. Ez jelentős romlását eredményezheti a Peltier készülék hűtőszekrényének teljesítményében, mivel a hőáramlás a legrövidebb úton juthat át a fémcsavaron stb.
Abban az esetben, ha a csavarokat nem lehet felszerelni a két hűtőborda közötti hőzárlat miatt, ragasztóval rögzítheti a hűtőbordákat a dobozhoz. A hűtőborda és a Peltier készülék között azonban kötelező hűtőborda pasztát használni.
4. lépés: Kapcsolja be 12 V egyenfeszültséggel
Most csatlakoztassa a Peltier készülék csomópontjait és a ventilátorok vezetékeit egy 12 VDC akkumulátorral. Az akkumulátornak olyan áramkapacitással kell rendelkeznie, hogy 7A egyenáramot biztosítson. A 10 Ah-s vagy nagyobb akkumulátor elegendő ehhez a ventilátoros Peltier-modulhoz. Állítsa be a készülékcsatlakozások feszültségpolaritását úgy, hogy a doboz belső oldala hidegebb legyen, a külső oldala pedig felmelegedjen, így a hőt kiveszi a dobozból a hűtés érdekében.
Most csatlakoztassa a vezetékeket az akkumulátorral, hogy az eszköz áramot vegyen fel. Figyelje meg alaposan az akkumulátorból felvett áramot. Ennek a Peltier készülék gyártója által meghatározott határokon belül kell lennie. Hagyja, hogy a rendszer egy ideig áramot vegyen fel, és figyelje meg a feszültségeket és az áramerősséget a biztonságos határértékek érdekében.
Néhány pillanat múlva érezni fogja a hidegebb levegőt a dobozban. Hozzáadhat vizes palackokat és gyümölcsleveket, hogy hűvös maradjon. Most fedje le a dobozt, hogy mini hűtőszekrényként használja. A megbízható működés érdekében megteheti adjunk hozzá hőmérséklet-szabályozót hogy megvédje a Peltier készüléket a működési határok túllépésétől.
Ön elkészítette saját barkács mini hűtőszekrényét
Most már elkészíthet magának egy mini hűtőszekrényt a Peltier eszközök és néhány egyéb egyszerű alkatrész segítségével. A Peltier-effektus modulok hőmérséklet-szabályozásra is használhatók olyan alkalmazásokhoz, mint a behűtés elektronikus eszközök, áramkörök és rendszerek, ahol alacsony költségvetésű és könnyű hűtőrendszer van kívánt.