автомобильный, из пенопласта, на элементах пельтье

27.05.2019Категория: Своими рукамиАвтор: Борис и Лена БорисовыНа чтение: 5 мин

Предлагаем статью о том, как изготовить холодильник своими руками, разобравшись в принципе его работы.

• 1. Принцип работы и преимущества охлаждающего элемента Пельтье
• 2. Инструкция по сборке термоэлектрического холодильника своими руками
  • 2.1. Материалы и инструмент
  • 2.2. Сборка корпуса
  • 2.3. Монтаж охлаждающего узла
• 3. Холодильники другого типа
  • 3. 1. Видео: сумка холодильник своими руками

Способ выработки холода напрямую зависит от габаритов будущего устройства. При больших размерах выбирают схему с фреоном, при маленьких – электрические элементы Пельтье.

Важно! При самостоятельном изготовлении обратите внимание на второй вариант, реализуемый в домашних условиях.

Далее рассмотрим, как самому сделать холодильник для дачи и машины, работающий от USB на 12 вольт. Что можно взять от компьютера или кулера для воды? Как собрать корпус из листового материала? Как делают холодильники на аммиаке и для прицепа?

Принцип работы и преимущества охлаждающего элемента Пельтье

Во время работы преобразователя Пельтье две его части имеют различную температуру. При прохождении электрического тока через охладитель, на верхней половине вырабатывается тепло, а на нижней – холодный поток.

Внимание! Приобрести охлаждающее устройство можно в магазине, реализующем компьютерные комплектующие либо радиотехнические детали.

К преимуществам такого холодильника стоит причислить отсутствие:

• движущихся элементов;
• транспортируемых сред;
• шума.

Инструкция по сборке термоэлектрического холодильника своими руками

Чтобы изготовить холодильник на элементах Пельтье своими руками, ознакомьтесь с пошаговой инструкцией. В ней подробно расписаны этапы и даны полезные рекомендации.

Материалы и инструмент

Для работы потребуется:

• пенополистирол. Подойдут листы толщиной 50 мм;
• элемент Пельтье;
• радиаторы с кулерами. Можно снять со старой компьютерной техники;
• термопаста;
• регулятор с температурным датчиком;
• монтажная пена;
• провода;
• штекеры для подключения к USB авто и/или розетке;
• канцелярский нож;
• измерительный инструмент и карандаш;
• паяльник.

Сборка корпуса

Чтобы обеспечить геометрическую точность корпуса холодильника, изготавливается шаблон.

Его размеры должны соотноситься с необходимым объемом будущего устройства. Винный должен иметь высоту, достаточную для размещения бутылок.

Внимание! В качестве шаблона используют чертеж ящика или коробки подходящего размера.

Вычерченные элементы:

• вырезаются по размеру с помощью канцелярского ножа;
• соединяются между собой с помощью монтажной пены. Для этого элементы с нанесенной на их поверхность пеной соединяют и оставляют в неподвижном состоянии до полного высыхания состава. Для усиления теплоизоляционных характеристик стенки делают двойными.

Собранный короб окрашивается в выбранный цвет несколькими слоями.

К внутренней поверхности холодильного устройства приклеивают утеплитель с алюминиевой фольгой, используя жидкие гвозди.

При отсутствии листов экструдированного пенополистирола можно использовать:

• ламинат. Специальные пазы облегчают сборку конструкции. Материал обладает достаточной прочностью;
• пенопласт. Хорошо обрабатывается режущим инструментом. Влагостоек. Холодильник из пенопласта обойдется дешевле аналога из пенополистирола;
• МДФ или ДВП. Потребуется дополнительная обработка из-за низкой стойкости к воздействию влаги;
• пластик. Предпочтительны готовые боксы с крышками. Подойдет ящик для инструментов или кулер для воды.

Монтаж охлаждающего узла

Для обеспечения эффективного протекания физических процессов внутри переносного мини-холодильника, монтаж выполняют в следующей последовательности:

• перпендикулярно боковой стенке короба изнутри монтируется алюминиевый профиль. Он будет использоваться для передачи холода во внутреннее пространство;
• к зафиксированному алюминиевому профилю изнутри крепится радиатор, с помощью которого будет обеспечиваться перераспределение холодного воздуха по внутреннему объему;
• снаружи на профиль монтируется элемент Пельтье. От использования клея-герметика лучше отказаться из-за низкой эффективности. Предпочтительны шурупы.

Чтобы автомобильный холодильник обеспечил необходимый температурный режим, для охлаждения емкости используют три элемента. В качестве источника питания используют блок от компьютера. Если холодильник будет подключаться к автомобильному аккумулятору, потребуется удлинитель с разъемом для прикуривателя. Для регулирования температуры к холодильнику подключается терморегулятор.

Монтаж элемента Пельтье должен выполняться с соблюдением ряда правил. Необходимо:

• соблюдать полярность проводов. Неправильное подключение приведет к тому, что внутренняя часть будет нагреваться, а наружная – охлаждаться;
• своевременно отводить тепло от верхней части путем установки кулера. Без него элемент перегревается. Интенсивность отвода воздушного потока определяет мощность системы;
• качественно закрепить изоляционную прокладку. Ее характеристики определяют эффективность работы охладителя;
• в процессе монтажа между частями элемента и изоляционной пластиной следует нанести термопасту;
• для равномерного распределения холода и быстрого охлаждения внутри контейнера, на внутренней поверхности закрепляется еще один кулер. Он также будет препятствовать появлению конденсата.

Холодильники другого типа

Если вам нужна морозилка, стоит попытаться собрать компрессорный агрегат. Для него характерна быстрая и надежная заморозка. Самостоятельно изготовить такое устройство сложно. Надо обладать определенными знаниями и иметь в наличии компрессор, испаритель и конденсатор. Такой агрегат можно установить в прицеп машины, отправляясь на природу.

Существуют устройства абсорбционного типа. В их состав входят:

• генератор, в который подается насыщенная аммиаком смесь. После подключения к системе электроснабжения она закипает;

• конденсатор, обеспечивающий отвод тепла за пределы холодильника;
• абсорбер, в котором за счет разницы давлений водоаммиачный раствор поглощает пары аммиака. Процесс сопровождается выделением тепла. Для недопущения перегрева его охлаждают водой;
• испаритель, в котором выделяются пары хладагента;
• вентили;
• насос, обеспечивающий подачу пересыщенного аммиачного раствора внутрь генератора.

Все элементы соединяются вместе, формируя замкнутую схему. Собрать холодильник сможет только мастер, имеющий подходящее образование. Ремонт такой камеры невозможен.

Таким образом, самый простой вариант холодильника для автомобиля – устройство на элементах Пельтье. Это оптимальное решение в ситуации, когда туристическая сумка-термос не устраивает. Походный, на 12 вольт, станет подходящим вариантом для дачи, если предусмотреть специальный переходник на 220 В.

Видео: сумка холодильник своими руками

Обзор мини холодильника

В этом обзоре вы увидите и прочитаете.
Немного истории изобретения. Разборка. Тестирование работы.
Внимание: обзор содержит снимки голого холодильника и его внутренних органов.

Изначально холод древние люди добывали так:

Если эти куски льда заложить сеном или опустить в погреб(ледник), то холод мог дожить и до конца лета.

Но было это не очень удобно и хлопотно и ленивые, но наблюдательные люди заметили, что при испарении жидкостей, они охлаждаются и придумали холодильник.

Эта идея испарения жидкостей заложена в принцип работы большинства современных холодильных устройств, будь то домашний или промышленный холодильник, авто или домашний кондиционер.

Схема работы таких устройств такая.
В металлическом пОлом радиаторе жидкость испаряется, охлаждая радиатор, и всё вокруг него.
В другом аналогичном радиаторе, связанным с первым радиатором трубопроводом, испарившаяся жидкость конденсируется, выделяя тепло. Таким образом, происходит перенос тепла из области первого радиатора в область второго при помощи этой жидкости/газа, называемых хладагентом.

Почему же в одном радиаторе жидкость испаряется, а в другом конденсируется? Дело в том, что в разрыве трубопровода, соединяющего радиаторы, стоит компрессор, который повышает давление хладагента в одном радиаторе и соответственно понижает в другом.

При низком давлении жидкость кипит и испаряется, охлаждая всё вокруг себя, при повышенном давлении пар конденсируется, а при конденсации, как известно из физики, выделяется тепло:

Вот цветная картинка и чуть ближе к реальному устройству:

Так выглядит примерная схема работы компрессорных холодильных устройств.
Но к нашему обзору она не имеет никакого отношения.

Наш холодильник основан на другом принципе работы. На каком?
Для начала давайте посмотрим, чем же нас не устраивает описанная выше система и зачем нам другие принципы работы холодильников?

В общем эта схема почти всем хороша — давно отлажена, обладает высоким КПД и надёжностью. Некоторые советские холодильники работают/работали десятки лет без ремонтов или с минимальными ремонтами непосредственно холодильной системы. Но всё же у неё есть и недостатки.

Наличие подвижных частей в виде компрессора. Шум, издаваемый этим компрессором. Наличие трубопроводов, которые ещё должны быть и герметичными. Наличие хладагента, который часто из кондиционеров куда-то девается. А некоторые типы хладагента могут быть очень опасны при аварийных ситуациях (аммиак, например). Ну и наконец относительная громоздкость всей этой конструкции.

Поэтому для некоторых холодильных устройств получила распространение, хоть и гораздо меньшее, вторая технология – на элементах Пельтье. Если коротко, то элемент Пельтье это соединение (переход) двух полупроводников, на месте контакта которых, в зависимости он направления протекаемого тока либо выделяется тепло, либо поглощается. Реальная конструкция элемента Пельтье состоит из большого количества таких переходов, одна сторона которого холодная, другая горячая:

Эта конструкция очень компактна, не имеет в составе никаких трубопроводов, газов, жидкостей подвижных элементов и абсолютно бесшумна.

Но есть и недостатки.
Прежде всего это низкий КПД.

Но достоинства перевешивают при использовании в компактных устройствах, например таких, как обозреваемый мини холодильник. Или, например, элементы Пельтье применяют при охлаждении матриц некоторых фото/видео камер, где использование компрессорной схемы практически невозможно.

Вообще элементы Пельтье крайне интересная штука и применений им уже есть и ещё можно найти великое множество, но обзор не о них, а о холодильнике, поэтому вернёмся к нему:

Крышка находится вверху, открывается откидыванием, и держится на петлях:

и магнитной защёлке:

Комплектация включает ремень для переноски и провод со штекером для прикуривателя автомобиля, предохранитель в штекере имеется:

Обычно такие устройства называются авто-холодильники, в виду питания от 12 вольт. Но ничто не мешает использовать его и дома, как локальное хранилище холода для напитков, например, чтобы не бегать каждый раз к его большому брату.

А наш брат маленький и размеры у него примерно такие:
Габариты холодильника: 32 х 17.5 х 26 см.
Размер холодильной камеры: 20 х 13 х 19 см.

Но наш холодильник хоть и маленький, но зато не только холодильник, но и нагревальник.
У этого холодильника есть функция не только охлаждения, но и нагрева. Как мы выяснили ранее, при использовании элементов Пельтье переключение между охлаждением и нагревом осуществляется без всяких танцев с бубном, простым переключением полярности подаваемого напряжения, здесь это реализовано с помощью этого переключателя:

Это удобно, когда в одном приборе сочетается две функции, не нужна — не используем, нужна — используем.
А в данном случае эта дополнительная функция почти ничего не стоит.

Кроме того, нагрев здесь будет более экономичен, чем использование классических нагревателей, поскольку здесь, как и в компрессорных системах происходит перенос тепла, что экономичнее, чем выработка его классическим способом пропуская ток через проводник с тем или иным сопротивлением.

Для меня всегда это мыло магией. Как кондиционер, с потребляемой из розетки мощностью 0,9 кВт, может давать тепла на 2,5 кВт?!
Но тем не менее это так. Кому интересно, как такое может быть могут самостоятельно изучить эту тему подробнее.

Теперь залезем в сердце нашего холодильника.

Здесь нас ждёт небольшая плата со светодиодами и переключателем режима работы, алюминиевый радиатор и вентилятор 80х25 мм для охлаждения этого радиатора.

Открутим радиатор, и там ожидаемо элемент Пельтье, одной стороной контачащий с радиатором, второй — с мощным теплораспределительным алюминиевым блоком, который в свою очередь прикручен к алюминиевой чаше холодильника, которая в свою очередь покрыта тонким голубым пластиком (на фотках выше). Тут же можно увидеть слой пенопласта между стенками холодильника для теплоизоляции:

Помимо элемента Пельтье, под радиатором обнаружилась и термопаста, нанесённая вполне прилично — тонким слоем и равномерно:

Посмотрим, что за элемент используется:

Это TES1-12704.
Размеры 30 х 30 мм.
Питание 12-15 В, максимальная мощность 36 Вт.

Тест.

При подключении к 12 В, холодильник потребляет в начальный момент около 3.4 А, в дальнейшем при прогреве/охлаждении ток снижается до примерно 3 А.

В тесте замерялась температура воздуха внутри холодильника, включенного в режиме охлаждения.
Вот небольшой график. По горизонтали минуты работы холодильника, по вертикали температура воздуха внутри камеры:

Думаю комментировать тут особо нечего, на графике всё видно.

В тесте на нагрев, меня интересовало, не будет ли течь конденсат из радиатора. Не течёт. Но в процессе этого теста, обнаружился интересный эффект.

После теста на нагрев, я отключил питание, а красный светодиод продолжил светиться. Это повергло меня в некоторый ступор.
Конденсаторов внутри обнаружено не было, а провода я точно отсоединил от холодильника.
Ступор длился не долго, я понял, что это элемент Пельтье вырабатывает электричество от разницы температур на его поверхностях.

Так что у этого холодильника помимо двух режимов работы — на охлаждение и нагрев, выявился и третий, не задокументированный — работа на выработку электроэнергии.
Как его использовать, я думаю будет предложено в комментариях к этому обзору, поскольку полёт фантазии тут может быть бесконечный 🙂

Товар для написания обзора предоставлен магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Стоит ли попробовать сделать холодильник на элементах Пельтье?

\$\начало группы\$

Я построил коробку из пенополистирола толщиной 5см с внешними размерами 60х55х80см. Я хотел использовать его в качестве бродильной камеры для домашнего пивоварения. Причина, по которой я не выбрал обычный (некоторые б/у дешевые) холодильник, заключается в том, что он мне нужен в небольшой камере с размерами пола 80х130см. Также дверь этой камеры имеет ширину всего 55 см. Так что попасть внутрь какого-нибудь холодильника, скорее всего, будет невозможно.

Решил купить 2 модуля Пельтье — TEC-12715 и прикрепил их к «радиатору горячей стороны» размерами 23х17х4см и «радиатору холодной стороны» размерами 10х17х5см. Я запитываю каждый отдельно от выделенного блока питания ATX, каждый из которых может выдерживать максимум 18 А при 12 В, поэтому есть резерв. Горячую сторону охлаждают 5 вентиляторов, снятых со старых корпусов, и блоки питания atx. Меньший прохладный радиатор вставлен в верхнюю часть коробки и запаян. На холодном радиаторе установлен один 12см вентилятор.

К сожалению, внутри (35-литровая бочка с примерно 20-литровым пивом внутри + 4x 1,5-литровые бутылки с водой для накопления «холода») я могу получить только около 18 градусов по Цельсию. Горячий радиатор большую часть времени имеет температуру 50 градусов по Цельсию (у меня датчик температуры наклеен на его среднюю часть (рядом с элементами Пельтье, которые также находятся посередине)). Температура окружающей среды сейчас составляет 29 градусов по Цельсию. Таким образом, это разница максимум в 11 градусов Цельсия .

Должен ли я считать это «нормальным» при рассмотрении неэффективности модулей Пельтье? Или я могу втиснуть внутрь больше холода? Я где-то читал в Интернете, что эффективность Пельтье ужасна, когда горячая сторона превышает 40 градусов, но я не уверен, что это правда. Я планировал также сделать некоторую регулировку температуры, но, поскольку я хотел приблизиться к 15 градусам Цельсия, сейчас для этого нет причины.

Есть идеи, предложения?

• Пельтье

\$\конечная группа\$

4 9)

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Вы можете посмотреть, чем занимаются коммерческие подразделения. Вот, например, имеющийся в продаже ларь-холодильник TEC. Он меньше твоего, но потребляет всего 3,5 ампера при 12 вольтах. Обратите внимание, что он указан для перепада температур 36 F (20 C).

Вы не говорите, как долго ваш кулер работает, но имейте в виду, что 26 литров воды требуют много времени для охлаждения. Согласно ссылке Amazon, вы должны подождать не менее 24 часов, прежде чем проводить измерения.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Я заметил, что никто не упомянул об использовании водяного охлаждения для горячей стороны, в моем лучшем морозильнике используются элементы Пельтье на каждом конце, с водяным охлаждением через водяной насос, небольшим радиатором и вентилятором. Достигнет внутренней температуры на 27 градусов ниже температуры окружающей среды, при полном пиве.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я использую элемент Пельтье в старом мини-холодильнике. Это работает хорошо; он продолжает замораживать внутреннюю холодную раковину.

Я использую небольшой вентилятор на 120 В от Walmart на горячей стороне и небольшой компьютерный вентилятор внутри. Он становится холодным до тех пор, пока на нем не образуется слишком много льда, после чего я должен выключить его примерно на 30 минут.

Помните, что чем больше тепла вы рассеиваете, тем холоднее оно становится; меньше влаги также означает лучшее охлаждение.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Я прикрепил два модуля Пельтье (TEC12706) к 11-литровому холодильнику. В сумме они потребляют около 8 ампер тока. Температура внутри коробки достигает 10 градусов по Цельсию в течение часа (с четырьмя бутылками по 1 л) и минимум 1 градус по Цельсию после ожидания в течение двух часов. Температура в помещении 30С. Я использую водяное охлаждение. Вы можете сравнить эти результаты со своей настройкой и найти ответ самостоятельно.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Напряжение

— делаю небольшой холодильник с модулем Пельтье, но не могу найти радиатор. Будет ли это работать, если я использую только термопасту и не использую радиатор?

спросил 2 года 5 месяцев назад

Изменено 2 года, 5 месяцев назад

Просмотрено 264 раза

\$\начало группы\$

Делаю небольшой холодильник с модулем Пельтье, но не могу найти радиатор.

• Будет ли работать, если я использую только термопасту и не использую радиатор?
• Можно ли использовать 9-вольтовую батарею для 12-вольтового модуля?

• напряжение
• радиатор
• Пельтье

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Модуль Пельтье работает, создавая температурный градиент, когда в него подается ток. Одна сторона будет нагреваться сильнее, чем другая. Радиатор Пельтье отводит тепло горячей стороны в воздух.

Здесь Пельтье подобен кондиционеру с (холодным) испарителем и (горячим) конденсатором. Вы, несомненно, заметили, что змеевики кондиционера имеют ребра: они улучшают теплопередачу.

То же самое и с элементом Пельтье: ребра радиатора на горячей стороне позволяют излучать больше тепла. Чем больше раковина, тем больше тепла может быть отведено и тем эффективнее может быть кулер.

Что тогда делает термопаста ? Без радиатора никак. Его задача — улучшить тепловой контакт с радиатором и сделать его более эффективным. Нет радиатора, нет эффекта.

Можно ли запустить модуль Пельтье на 9В? Это зависит от устройства. Можете ли вы запустить его на «транзисторной» батарее 9 В (типа «СИЗ» или «Е»?) Нет, тока недостаточно.

Еще две вещи:

• Рассмотрите возможность добавления вентилятора к радиатору горячей стороны.
• Добавьте радиатор на холодную сторону , чтобы улучшить теплопередачу.