Oletko koskaan miettinyt, että sinulla on pieni kannettava jääkaappi jäähdyttämään vettä, juomia ja mehuja kesäretkilläsi?
AC-jäähdytys on yleisin tapa jäähdyttää jääkaapissa tai huoneessa. Mutta tämä on raskas prosessi, joka vaatii huomattavan määrän sähköä ja tilaa vieviä sähkölaitteita tämän tehtävän suorittamiseen.
Onneksi on mahdollista tehdä jääkaappi, joka pitää ruoan viileänä kannettavan tasavirta-akun ja Peltier-efektin avulla.
Mikä on Peltier-efekti?
Termosähköiset jäähdyttimet tai Peltier-efektilaitteet ovat verrattain pieniä laitteita, joita käytetään jäähdytykseen tai lämmitykseen. Peltier-laitteet käyttävät DC: tä (tasavirtaa) jäähdytykseen, toisin kuin perinteiset jääkaapit tai ilmastointilaitteet, jotka käyttävät vaihtovirtaa. Peltier-ilmiö on prosessi, jossa, jos tasavirta johdetaan piirin läpi, jossa on kaksi eri johdinta materiaalit, lämpö poistuu yhdestä liitoksesta, jolloin se jäähtyy, ja toinen liitos absorboi lämpöä, jolloin se kuumentua.
Voidaan myös havaita, että jos virran napaisuus käännetään, aiemmin kylmä risteys kuumenee; kun taas risteys, joka oli kuuma ennen virran napaisuuden vaihtamista, muuttuu kylmäksi.
Termosähköisten Peltier-laitteiden käyttö lämpötilan säätelyyn
Yllä oleva ilmiö luo mahdollisuuden suunnitella laite, joka voi ottaa ja poistaa lämpöä. Jos asetat kylmemmän liitoskohdan kuumalle pinnalle tai laitteelle, josta lämpöä tarvitaan, ja kuumempi liitos menee jäähdytyselementti, voit pitää pinnan tai laitteen viileänä. Ei vain sitä, vaan voit ylläpitää jatkuvaa optimaalista lämpötilaa hyvän suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Mini DC -jääkaapin rakentaminen
Käytämme yllä mainittua konseptia DC-jääkaapin suunnittelussa. Tavoitteena on minijääkaappi, mutta se voidaan skaalata keskikokoiseen jääkaappiin käyttämällä useita Peltier-efektilaitteita samalla tekniikalla.
Mitä tarvitset
Tarvittavat laitteet ovat seuraavat:
- Peltier-moduuli (TEC1-12706), johon on kiinnitetty johdot.
- Kaksi jäähdytyselementtiä.
- 12 V DC akku tai tasavirtalähde.
- Laatikko (sisäosan tulee olla lämpöä johtamatonta materiaalia, kuten puuta, pahvia tai styroksi)
- Kaksi tuuletinta Delta-elektroniikka FFB0412HN jäähdytyselementin rivoissa pakotettua konvektiota varten
- Lämpötahna
- Sähköjohdot
Tässä käyttämämme lämpösähköinen Peltier-jäähdytyslaite on DC-käyttölaite, jonka optimaalinen käyttöjännite on 12VDC ja joka kuluttaa lähes 6A virtaa (72W). Käyttöjännite ei saa ylittää 15 VDC. Älä käynnistä Peltier-laitetta ilman jäähdytyselementtiä. Jos sitä käytetään edes hetkellisesti, se voi ylittää laitteen liitoskohdan maksimikäyttölämpötilan ja johtaa laitteen suorituskyvyn heikkenemiseen tai täydelliseen vikaan.
Vaihe 1: Valmistele laatikko
Ota nyt tyhjä laatikko lämpöä eristävää materiaalia. Tässä esittelyssä käytimme pahvia. Tee reikä tai onkalo Peltier-laitteen TEC1-12706 mittojen mukaan (eli 40mm x 40mm) minijääkaapin suunnittelua varten. Aseta Peltier-laite suoraan laatikkoon luomaasi onteloon
Vaihe 2: Aseta jäähdytyselementit Peltier-laitteeseen
Aseta nyt jäähdytyslevyt Peltier-laitteen molempiin liitoskohtiin. Jokainen Peltier-laitteen liitoskohta on kiinnitetty jäähdytyselementtiin käyttämällä erittäin johtavaa lämpötahnaa. Lämpöpasta varmistaa tasaisen lämpövirran jokaisen Peltier-liitoksen ja jäähdytyselementin pohjalevyn välillä. ei anna kuuman liitoskohdan kuumentua liian kuumaksi ja kylmän risteyksen liian kylmäksi vahingoittaakseen kumpaakaan risteys.
Jäähdytyselementti lisää Peltier-laitteen tehokkuutta ylläpitämällä säännöllisesti ilmavirtausta. Tämä johtuu siitä, että lämmönvaihto ulkoilman ja Peltier-laitteen välillä lisääntyy suuren pinnan vuoksi jäähdytyslevyn tarjoama alue lämmönpoistoon sisäliitoksesta ja lämmönpoistoon ulkopuolen kautta risteys. Hyvän suunnittelun saavuttamiseksi suositellaan jäähdytyselementtejä, joissa on suuremmat rivat ja suurempi pinta-ala.
Vaihe 3: Kiinnitä tuulettimet
Liitä nyt valitsemasi tuuletin jokaisessa jäähdytyselementissä. Tuulettimen pakotettu konvektio lisää ilmavirran nopeutta jäähdytyselementin ripojen läpi, mikä mahdollistaa suuremman lämmönpoiston.
Tässä projektissa käytetyt puhaltimet ovat 12 VDC harjattomia (Delta electronics FFB0412HN), joiden ilmavirta on 10,6 cfm. Jokainen tuuletin kuluttaa alle yhden watin akusta. Voit kuitenkin käyttää tuuletinta, jossa on enemmän ilmavirtaa paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Varo kytkemästä laitteen liitäntöjä metalliliitännän kautta, kuten jäähdytyselementteihin kiinnitetyn ruuvin kautta, jotta vältytään lämpöliitosten oikosulkulta. Tämä voi heikentää merkittävästi Peltier-laitteen jääkaapin suorituskykyä, koska lämpövirta voi päästä lyhimmän reitin metalliruuvin läpi jne.
Jos ruuveja ei voida asentaa kahden jäähdytyslevyn välisen lämpöoikosulun vuoksi, voit kiinnittää jäähdytyslevyt laatikkoon liimalla. Jäähdytyslevypastan käyttö jäähdytyslevyn ja Peltier-laitteen välissä on kuitenkin pakollista.
Vaihe 4: Käynnistä 12 VDC: llä
Liitä nyt Peltier-laitteen liitokset ja puhaltimien johdot 12 VDC akulla. Akun virtakapasiteetin on oltava 7 A tasavirtaa. 10 Ah tai enemmän akku riittää tälle yksittäiselle Peltier-moduulille tuulettimilla. Aseta laiteliitosten jännitenapaisuus siten, että laatikon sisäpuoli kylmenee ja ulkopuoli kuumenee, jolloin lämpö otetaan pois laatikosta jäähdytystä varten.
Liitä nyt johdot akun kanssa, jotta laite voi ottaa virtaa. Tarkkaile tarkasti akusta tulevaa virtaa. Sen tulee olla Peltier-laitteen valmistajan määrittelemissä rajoissa. Anna järjestelmän ottaa virtaa jonkin aikaa ja tarkkaile jännitteitä ja virtaa turvarajojen saavuttamiseksi.
Muutaman hetken kuluttua tunnet kylmemmän ilman laatikon sisällä. Voit lisätä vesipulloja ja mehuja pitääksesi ne viileinä. Peitä nyt laatikko käytettäväksi minijääkaapina. Luotettavaa toimintaa varten voit lisää lämpötilansäädin Peltier-laitteen suojaamiseksi käyttörajojen ylittymiseltä.
Olet tehnyt oman DIY-minijääkaapin
Nyt voit rakentaa itsellesi minijääkaapin Peltier-laitteilla ja muutamilla yksinkertaisilla komponenteilla. Peltier-efektimoduuleja voidaan käyttää myös lämpötilan säätelyyn sovelluksissa, kuten jäähdytys elektroniset laitteet, piirit ja järjestelmät, joissa on pieni budjetti ja kevyt jäähdytysjärjestelmä edellytetään.