Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Содержание

Как сделать аккумулятор холода

Готовая сумка сама по себе не производит холод. Её в таком виде можно использовать зимой в качестве термоса. Продукты или напитки будут оставаться тёплыми при минусовой температуре. Холод внутри бокса держится при условии размещения внутрь аккумулятора. Его можно купить в магазине или сделать собственноручно.

Вариант 1: кубики льда

Алгоритм изготовления аккумулятора холода:

  • в формочки залить воду и поставить в морозильную камеру;
  • спустя 1-2 часа достать кубики льда и наполнить ими прочный полиэтиленовый пакет;
  • запаять выход или завязать верёвкой.

Такое приспособление укладывается на дно сумки. После производится закладка продуктов

Важно не оставлять аккумулятор вне бокса, чтоб лёд быстро не растаял

Источник холода на основе ледяных кубиков имеет существенный недостаток. Заключается он в постепенном таянии содержимого пакета под воздействием тепла. Сквозь швы может протекать жидкость, из-за чего подмокают продукты.

Вариант 2: гель

Более практичными считаются аккумуляторы из геля. Они дольше поддерживают температуру в боксе, не протекают. Изготовить такое приспособление можно из подгузника. Последовательность процесса такова:

  • новый подгузник опускают в ёмкость с водой и дают хорошо впитаться ей в наполнитель;
  • разрезают аккуратно участок с разбухшим гелем и переносят его в полиэтиленовый пакет с застёжкой;
  • оправляют в морозильную камеру на 30-60 минут.

Источник холода готов к эксплуатации!

Подобную массу можно получить из желатина или обойного клея. Порошок засыпают в ёмкость и заливают холодной водой. В процессе настаивания образуется субстанция со схожими с гелем свойствами. После фасовки в пакет и замораживания её помещают внутрь термобокса. Перед вторичным использованием требуется «зарядка» аккумулятора в морозильной камере.

Вам будет интересно: Особенности сумки холодильника

Компрессорные холодильники для авто

Именно из-за всех вышеперечисленных недостатков для длительных выездов на природу или путешествий следует выбирать ТОЛЬКО компрессорные холодильники, а не их термоэлектрические псевдо-аналоги.Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Компрессорный — это неубиваемая и надежная классика. Самый ходовой вариант — это коробка объёмом 30-40 литров, внутри которой встроен настоящий мини-компрессор, не боящийся вибраций и жестких условий эксплуатации.

Холодильник заполнен фреоном и способен реально поддерживать температуру до -20С (независимо от температуры за бортом). Теплые напитки охлаждаются буквально за полчаса.

Если позволяют средства, лучше выбирать двухкамерные автохолодильники с раздельным поддержанием температуры. У этих устройств в одной из камер происходит заморозка до -20С (мясо, рыба, мороженное и другие продукты), а в другой устанавливается температура чуть выше ноля (для напитков). Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Ошибка №13
При этом не путайте простое разделение секций на две камеры тонкой стеночкой с настоящими двухкамерниками.

Это разные вещи. У “настоящих”, деление температуры между отсеками происходит за счет разного расположения хладоэлементов.

Что касается объема, при покупке обращайте внимание на следующий момент:

Ошибка №14
Некоторые производители указывают объем не внутреннего пространства холодильника, а считают его по размерам наружных стенок!

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Делается это, чтобы выиграть в конкурентной борьбе и в характеристиках прописать гораздо лучшие параметры.

При толщине стенок в 2-3см потеря объема будет существенна. Поэтому не ленитесь и прямо в магазине рулеткой перемерьте фактические размеры. Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Цвет корпуса также играет немаловажную роль. Темные стенки будут хорошо нагреваться от солнечного света за стеклом автомобиля.

Поэтому белые и серебристые тона должны быть в приоритете.

А еще при покупке автохолодильника желательно с собой взять полуторалитровую бутылку из-под воды. Это самый распространенных предмет, который вы будете помещать внутрь.

Ошибка №15
Пространство некоторых моделей спроектировано таким образом, что эту самую бутылку можно засунуть только по диагонали (от нижнего угла до верхнего).

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Ее невозможно поставить вертикально (не закрывается крышка) или положить горизонтально (не хватает длины). В итоге у вас останется очень мало места для других продуктов.

Старайтесь выбирать универсальные модели, которые одновременно работают как от 12В-24В, так и от 220В.

Недостатка у компрессорных холодильников по сути всего два:

дорогие

тяжелые

Холодильники с элементом Пельтье

Чтобы повысить эффективность термобоксов и заставить их охлаждать продукты не только за счет “кубиков льда”, придумали холодильники с элементом Пельтье.

В быту элементы Пельтье чаще всего используют в винных шкафах.

Там не обязательно поддерживать сверхнизкие температуры. То же самое происходит и в сумках.

Как это все работает? Грубо говоря, внутри устройства имеются две металлические пластины, через которые проходит ток.

Одна из пластин нагревается, другая охлаждается. Холод при этом идет во внутрь, а тепло рассеивается наружу.

Благодаря изменению направлению тока (смена полярности) процесс можно легко поменять местами.

Это бывает полезно зимой, когда в холодильнике (как бы это странно не звучало) нужно что-то по-быстрому подогреть или разморозить .

Ошибка №9
Не подключайте такие холодильники к бортовой сети через низкотоковые разъемы (на фото слева).

Это весьма прожорливые устройства с током потребления 4,5А-5А (батарею на авто высаживают за 10-12 часов).

Коннектор для их подключения через прикуриватель должен быть с запасом до 10А.

Преимущества холодильников с элементами Пельтье очевидны:

приемлемая цена

бесшумность

работа на нагрев

Однако их недостатки полностью перекрывают все достоинства и желание пользоваться такими девайсами в дальнейшем.

Во-первых, без внешнего эл.снабжения холодильники не способны длительно удерживать холод наподобие обычных изоконтейнеров.

Охлаждающее устройство в этом случае будет играть роль двухстороннего радиатора, через который теплый воздух проникает внутрь.

Ошибка №10
Поэтому вытащить такой холодильник из машины и взять его с собой на пляж или в лес не получится.

Все слишком быстро растает.

Во-вторых, в отличие от компрессорных моделей они зависимы от температуры окружающей среды (поддерживают разницу максимум 18-20С) и не умеют охлаждать продукты до низких температур.

Допустим, если на улице жара +30С, то внутри такого автохолодильника будет максимум +10С или +12С.

Дабы понизить температуру, еще при выезде вам придется включать холодильник в прохладном помещении дома, дать ему поработать некоторое время, чтобы внутри создать около +2С. Затем загрузить туда холодные продукты и аккумуляторы холода, вынести все это наружу и тут же подключить к сети автомобиля.

Только в этом случае холодильник несколько часов будет держать приемлемую температуру.

Если где-нибудь по дороге вы купите теплую минералку и засунете бутылку в ящик, не ждите что спустя несколько часов вы оттуда достанете ледяные напитки.

Ошибка №11
Еще такой холодильник нельзя ничем накрывать.

Очень часто, дабы придавить крышку и предотвратить выход холода через нее, сверху ставят что-нибудь тяжелое (сумку).

Не забывайте, что часть элемента, которая находится снаружи, постоянно нагревается и если ее чем-то закрыть, это приведет к перегреву и деформации крышки, либо к выходу из строя всего устройства.

Ошибка №12
Не перевозите незакрепленные холодильники на заднем сиденье.

Подобным образом стараются выиграть несколько градусов. Благодаря автомобильному кондиционеру, внутри салона температура гораздо ниже, чем на улице или в багажнике.

А значит от холодильника можно будет получить приемлемые +2С. Однако задумайтесь, что произойдет, если вы в дороге попадете в дтп?

Этот массивный ящик просто снесет кому-нибудь голову!

Чип TEC и базовый тест

Перед тем, как начать фактическую конструкцию с микросхемой ТЕС, проверьте ее на исправность. Для этого просто подключите красный (+) и черный (-) провода микросхемы TEC (TEC1-12706) к лабораторному источнику питания 1,5 В постоянного тока и оставьте источник питания включенным на 10–30 секунд. После этого вы можете проверить чип TEC, используя кончик пальца или цифровой термометр, чтобы убедиться, что одна сторона чипа горячая, а другая сторона холодная. Просто отметьте горячие и холодные поверхности микросхемы TEC (например, буквами H и C), используя любую постоянную маркерную ручку.

Популярные статьи  Технология изготовления чаши из дерева без токарного станка

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками
Рис. 2: Тестирование чипа TEC

Особенности конструкций

Современный шкаф для вина — идеальное хранилище благородного напитка. Шкафы обеспечивают нужный температурный режим и вентиляцию, поддерживают влажность, защищают от прямого света. Температурные шкафы ориентированы на недолгое хранение, климатические конструкции рассчитаны на длительное хранение и создают условия, сходные с винным погребом.

Кроме эстетичного внешнего вида, шкафы оснащаются системой климат-контроля. Принцип работы этой системы схож с принципом работы холодильника. Компрессор снижает температуру, система вентиляции обеспечивает равномерное распределение охлажденного воздуха. Угольные фильтры очищают воздух от мелкой пыли. Для подсветки применяют лампы, не нагревающие воздух.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Компрессор создает небольшую вибрацию, поэтому в системе предусмотрена защита конструкции — для хранения вина недопустимо механическое воздействие на шкаф. Компрессор закрепляют так, чтобы он не соприкасался со стенками шкафа. Поддоны для компрессора изготавливают из плотной древесины. Специальные резиновые амортизаторы, установленные в шкафах, гасят вибрацию.

Самые современные модели созданы по принципу Пельтье. В них применяется термоэлектрическое охлаждение, когда тепловая энергия выкачивается из камеры. Влага частично оседает на стенках, чем достигается нужный процент влажности. Лишняя жидкость выводится за наружу специальной дренажной системой. Управляют оборудованием с помощью встроенной панели или дистанционным пультом.

Термоизоляция и сохранение холода – как долго и от чего зависит?

В бюджетных изоконтейнерах изоляция делается в виде тонких пенопластных листов.

Ошибка №4
На угловых стыках такие листы могут вообще не касаться друг друга.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Здесь то и будут наблюдаться самые большие потери тепла. Гораздо эффективнее, когда в качестве наполнителя используется жидкий полиуретан.

Он просто заливается между внутренними и внешними стенками и создает равномерную термоизоляцию.

Ошибка №5
Дополнительные лючки в корпусе, которые рекламируются как способ сохранить холод, на деле оказываются бесполезными.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Через них, якобы удобно доставать продукты не открывая крышку целиком. По факту большинство людей в дальнейшем их просто заклеивают герметиком.

Во-первых, они ими не пользуются. Во-вторых, щели превращаются в дополнительные мостики проникновения тепла.

У термосумок смотрите в первую очередь на то, как закрывается ее верхняя часть.

Ошибка №6
При недостаточно герметичной конструкции сумка начинает “дышать” через застежку-молнию.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Тем самым, накопленный внутри холод выпускается наружу.

Ошибка №7
Чем больше будет швов у внутреннего слоя сумки, тем больше будет потерь.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Особенно, если эти швы не проклеены.

Как в магазине проверить качество и толщину термоизоляции у холодильного бокса? Положите ящик плашмя и надавите на стенку пальцами.

Ошибка №8
Если стенка “играет” и легко проминается, то бокс явно имеет пустоты и слой изоляции в нем минимален.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Если термоизоляции достаточно, то стенку продавить будет не просто.

Вывод из всего вышесказанного — если у вас будет выбор, то лучше переплатить и купить более дорогую термосумку, чем дешевый термобокс.

Вы получите примерно одинаковое время сохранения продуктов, зато с ней будет комфортнее выезжать на природу или пляж, чем таскать за собой большое, пластиковое ведро.

Несомненные плюсы доработанного холодильника для рыбалки

С учетом небольшой цены холодильника и несложной его доработки (чтобы оно служило рыбаку в автономном режиме) на сегодняшний день разумной альтернативы такому устройству нет. Ведь даже после выключения питания холодильной камеры ее содержимое сохранит заморозку (останется холодным) еще в течение длительного времени (согласно моим тестам, если не открывать крышку, то накопленная отрицательная температура до 0 °С может сохраняться 12 часов и более).

Что можно хранить? Наживку, рыбу, раков (в том числе в живом виде — для этого заполнить термокамеру водой в разумных пределах), лекарства, снег, лед и много чего другого. Шум вращения вентилятора холодильника невелик, что также подтверждается специальным тестом. «Шумовой тест» проведен мной с помощью специального профессионального шумомера DVM401, который при непосредственном приближении датчикамикрофона к работающему вентилятору холодильника показал уровень 71,2 дБ (см. фото 6). Для сравнения: примерно такой же звук издает вентилятор моего ноутбука, если этот шум зафиксировать тем же прибором в непосредственной близости от источника шума. Таким образом, для рыбалки и туризма это устройство можно считать вполне приемлемым.

Как сделать элементы Пельтье для холодильника?

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими рукамиЭлементы Пельтье своими руками для холодильника изготавливаются также просто и быстро. Первое, что нужно учесть перед работами, это – материал пластины. Это должна быть прочная керамика. Что касается проводников, то их нужно подготовить не меньше 20-ти штук, что позволит добиться максимального перепада температур. При правильном расчете коэффициент полезного действия может быть увеличен на 70%.

Многое зависит от мощности используемого оборудования. Если холодильник работает на основе жидкого фреона, то проблем с мощностью никогда не будет. Элемент Пельтье, который был изготовлен своими руками устанавливается непосредственно возле испарителя, который установлен вместе с мотором. Для подобного монтажа вам понадобится запастись самым стандартным набором инструментов и прокладками. Они будут применены для элемента модели от пускового реле. С помощью подобного решения охлаждение в нижней части устройства произойдёт намного быстрее.

Стоит помнить, что перед тем как сделать элемент Пельтье для холодильника своими руками, вам нужно запастись достаточным количеством электрических проводников. Для того чтобы добиться разницы в температурах при разработке элемента своими руками, используйте не меньше 16 проводов. Обязательно обеспечьте им качественную изоляцию и только тогда подключайте к компрессору. Убедившись в надёжности и безопасности связи между проводами можно переходить к их соединению. После завершения установки ещё раз проверьте силу предельного напряжения с помощью тестера. Если работа элемента была нарушена, это первым делом скажется на терморегуляторе. Иногда случается его короткое замыкание.

Помимо холодильников, элементы Пельтье активно применяются и в автомобильных охладителях. Сделать качественный автомобильный холодильник своими руками тоже достаточно просто. Для этого необходимо найти хорошую керамическую пластину с толщиной не меньше 1.1 миллиметра. Провода должны быть немодульными. В качестве проводников лучше всего использовать медные провода с пропускной способностью не меньше 4 Ампера.

В связи с этим максимальное отклонение температур будет доходить до десяти градусов, что считается нормой. В частых случаях используются проводники с маркировкой «ПР20», которые сумели отличиться максимальной надёжностью и стабильностью работы. К тому же они подходят для различных типов контактов. При соединении устройства с конденсатором стоит применить паяльник.

Предыстория холодильников, или Пособие для изобретателя

Упоминали в обзорах про адсорбционные холодильники, работающие на голубом топливе. Газ, сгорая, заставляет хладагент циркулировать и охлаждать отсеки. Безусловным достоинством конструкции считается бесшумность. Удаётся услышать легкое шипение от горения топлива, перетекания жидкости по трубкам. Но решение далеко не единственное. Писали, что дорогие автомобильные холодильники работают по иному принципу – на элементах Пельтье.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

В 1834 году установлено, что при пропускании постоянного тока через проводники и полупроводники выделяется либо поглощается тепло. Эффект не списывался на закон Джоуля-Ленца: в последнем случае жар выделялся, но охлаждение оставалось недостижимым. Научного объяснения никто не дал, но стало известно, что при пропускании тока в одном направлении тепло поглощается, в другом выделяется!

Известен случай, когда студент отчитывался перед преподавателем на предмет цифровых технологий, компьютеры еще не обрели сегодняшней силы. Процессоры Пентиум II только-только появились на рынке РФ, хотя в США, безусловно, уже встречались и четвертые. Дело сводилось к питанию мозга ЭВМ, к желанию постоянно снизить вольтаж.

При указанном малом напряжении процессор в действительности потребляет гигантский ток, часть мощности уходит на полезные нужды, неизбежно происходит выделение тепла в окружающую среду. И ощутимого! Без кулера процессор может дойти до точки кипения, грелся бы дальше, но системы защиты выключат питание раньше. Получается, процессор расходует значительную мощность. Недавно на рынке появились элементы Пельтье, призванные охлаждать разбушевавшийся мозг. Некий пользователь заметил, что процессор охладился… до минус 10 градусов Цельсия. Впечатляет?

Популярные статьи  Делаем багажник на велосипед

Элементы Пельтье нельзя назвать дешевыми. Как на их основе построить самодельный холодильник: поставить параллельно внутри термоизолированной емкости, где температура примется постепенно падать. Но мощность морожения холодильников не измеряется в ваттах, вычисляется по количеству (в килограммах) продукции, температуру которой возможно понизить до заданной. Не знаем, что подразумевается под утверждением, что мощность элемента Пельтье составляет 77 Вт. При цене 300 рублей за штуку стоит попробовать рассчитать стоимость самодельного холодильника, соотнеся указанные параметры. Мы предлагаем иной путь.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Помните, в обзорах приводили методику для определения потребной мощности нагрева помещения, а теперь ее используем в обратной последовательности. Шаги эксперимента:

  1. Понадобится обыкновенный градусник. Лучше простой уличный. Градусник поместим в наш самодельный холодильник.
  2. Делаем корпус. В настоящих холодильниках применяется для теплоизоляции пенополиуретан. Купите баллончик в магазине строительных материалов. Сгодится и пенопласт, рекомендуем применить изоляцию отражающего типа Пенофол либо подобную. К примеру, берется ящик, с двух сторон плотно отделывается упомянутым материалом, собственно, уже готов неплохой самодельный холодильник. Для сведения – материал взят из космической отрасли, где использовался для создания скафандров. Солнечные лучи убийственны вне атмосферы, а космический холод заставит вздрогнуть самого Саурона, но космонавту все перечисленное не причиняло особенного вреда под слоем Пенофола. Разумеется, в скафандрах применялось золото, серебро, а не алюминий, возможно, обошлось без полиэтилена. Факт – характеристики материала изумительны.
  3. Охладителем вначале станет единственный элемент Пельтье. Вмонтируем его на клей-герметик. Потом покажем методику, позволяющую найти число модулей, необходимых, чтобы самодельный холодильник начал морозить.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Последовательность монтажа

Схема компоновки деталей следующая:

  • модуль монтируется в вырезанное точно по его размеру отверстие в основании (крышке или стенке автомобильного холодильника);
  • к обеим его плоскостям крепятся предварительно смазанные термопастой радиаторы;
  • на каждый радиатор устанавливается вентилятор в режиме отведения воздуха.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Чтобы понять, какой стороной лучше поставить модуль, следует обратиться к практике обозначений «плюса» красным проводом, а «минуса» – черным. При подаче тока с плюсовой клеммы аккумулятора на красный провод модуля, будет нагреваться та его сторона, на которой расположена маркировка. При обратном подключении – противоположная.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Во время эксплуатации самодельного автомобильного холодильника следует принимать во внимание, что продукты, загружаемые в него, должны быть по возможности охлажденными, иначе аппарату придется затратить большое количество энергии и времени на то, чтобы сначала охладить их, а уже затем – поддерживать заданную температуру внутри камеры. Отлична поделка для лета — сделать миниатюрный холодильник с низковольтным питанием

Разнообразие питающего напряжения (220 В, 12 В, 5 В) дает возможность использовать такой холодильник практически где угодно: в машине, офисе, дома и тп. Это прекрасная вещица, чтобы охладить напитки в жаркий летний день

Отлична поделка для лета — сделать миниатюрный холодильник с низковольтным питанием. Разнообразие питающего напряжения (220 В, 12 В, 5 В) дает возможность использовать такой холодильник практически где угодно: в машине, офисе, дома и тп. Это прекрасная вещица, чтобы охладить напитки в жаркий летний день.

Подготовительный этап

Чтобы удачно поставить элемент Пельтье себе на службу, необходимо ознакомиться с теоретической частью задачи:

  • что такое элемент Пельтье;
  • как рассчитать требуемый объем холодильника;
  • как обеспечивать устройству требуемое питание и корректный отвод тепла;
  • какие существуют схемы подключения данного термоэлектрического модуля.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

В основе работы элемента Пельтье лежит одноименный эффект, при котором, в зависимости от направления и силы тока, протекающего через точку контакта двух полупроводников различного состава, происходит либо выделение, либо поглощение тепла. Это явление стали использовать в радиоэлектронике для локального охлаждения интегральных матриц, диодов и т. д. Позже компактную, нешумную, недорогую и надежную деталь стали использовать как кустарную замену воздушному охлаждению процессоров ПК. Чаще всего в качестве рабочего модуля рассматривается элемент Пельтье 12703 для холодильника полезным объемом до 0,5 куб. м.

Одного элемента Пельтье 12703, работающего от 12 V, потребляющего около 3А и 28 Вт; размерами 40х40х10 мм; хватает для создания в закрытом объеме 0,5-0,7 куб. м. разницы температур в 20 градусов с окружающей средой. Деталь будет корректно функционировать только при работающем теплоотводном устройстве (металлическом радиаторе) и вентиляторе, обеспечивающем отток воздуха от него. Если запитать элемент 12703 без обеспечения оттока тепла, равно как и его аналоги, охлаждавшие мощные диоды, он может сгореть в течение минуты.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Коэффициент производительности

Важной мерой при выборе элемента Пельтье является коэффициент производительности (COP). КС определяется как тепло, поглощаемое на холодной стороне, деленное на входную мощность элемента Пельтье

Результатом максимального COP является минимальная входная мощность Пельтье. Таким образом, радиатор должен рассеивать минимальное суммарное тепло. Более низкая температура радиатора приводит к снижению dT. Таким образом, можно использовать радиаторы меньшего размера, что позволяет сэкономить пространство. С другой стороны, при оптимизации затрат следует использовать проект с более низким COP.

Холодильники на газу

Еще есть универсальные девайсы, работающие как от электричества, так и от сжиженного газа.

Холодильник “чисто” на газу очень популярная вещь, но не в наших краях. В США в домах на колесах и на уличных тележках по продаже мороженного именно такие и используются. Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

К данному устройству подключается баллон с газом и поджигается газовый фитиль, подобно газовой колонке.

Фитиль нагревает охлаждающую жидкость и заставляет ее циркулировать по системе. Компрессор в этом случае не работает.

Одного небольшого баллона объемом всего 5 литров хватает минимум на неделю непрерывной работы! Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Автономность устройства наголову выше, чем у всех аккумуляторных моделей. Он идеально подходит для продолжительного проживания вдали от цивилизации.

Правда у комбо моделей при работе на газу опять же есть зависимость от t окружающей среды. Они понижают t внутри с максимальной разницей всего в 30 градусов от наружной.

На улице +35С, в холодильнике +5С.

Подводя итог всему вышесказанному, что же вам выбрать? Вот 3 основных правила:

для разовых поездок на рыбалку или пляж – обычной термосумки или термобокса с аккумуляторами холода будет более чем достаточно

для выездов на пару дней с ночевкой – холодильники с элементом Пельтье

для длительных путешествий вдали от электричества – только компрессорные или газовые холодильники

Как работает элемент Пельтье

Представим, что электрический ток проходит через термическую пару, как показано на рисунке 2.

В этом случае происходит процесс поглощения энергии тепла на полупроводниковом контакте n — p и процесс выделения тепловой энергии на p — n контакте. В итоге часть термопары полупроводника, который сопрягается с n — p контактом, будет охлаждаться, а вторая часть с другой противоположной стороны — соответственно, нагреваться.

В том случае, когда поменяем полярность по току, то происходит процессы нагревания и охлаждения, соответственно, также поменяются.

Обратный процесс эффекта Пельтье приводит к тому, что при подводе теплоты к одной стороне термопреобразователя получают энергию электрического тока.

Конечно на практике, применение одной термопары не хватает для полного отвода тепловой энергии, поэтому в преобразователе применяют большое количество. Электрическая цепь собирается из термопар последовательно. В то же время в конструкции термопреобразовательных элементов: нагревающие термопары располагаются на другой стороне относительно охлаждающих.

Устройство элемента Пельтье очень простое. Термические пары конструируются между двумя платинами, выполненными из керамики. Соединение термопар производится медными проводниками (шинами). Количество термопар определяется назначением термопреобразователя, его мощности и места установки и может применяться от одной до нескольких сотен штук.

Основными элементами термопреобразователя являются: полупроводники р — типа, n — типа, керамические пластины, медные сопряжения — проводники; контакты подвода электрического тока «плюс» и «минус». Для элемента Пельтье разница по температурам разных краев термопар достигает до 70 градусов по Цельсию. Чтобы увеличить данную разницу требуется увеличить каскад последовательного включения термопар.

Популярные статьи  Нож-топорик для кухни и не только

Практическое применение

В наше время элементы Пельтье активно применяются для:

  1. холодильников;
  2. кондиционеров;
  3. автомобильных охладителей;
  4. кулеров для воды
  5. видеокарт ПК;

Элемент Пельтье получил широкое применение в различных холодильных системах, в том числе и среди холодильников и кондиционеров. Возможность достигать очень низких температур делает его превосходным решением для охлаждения электрических приборов или технического оборудования, подвергающегося нагреву. Сегодня разработчики применяют элементы Пельтье в акустических и звуковых системах, где они выполняют роль обычного куллера. Отсутствие интенсивных звуков делает процесс охлаждения практически бесшумным, что является прекрасным преимуществом элемента.

В наше время подобная технология пользуется большой популярностью за счёт очень мощной теплоотдачи. К тому же, современные элементы Пельтье отличаются очень компактными габаритами, а их радиаторы способны хранить нужную температуру на протяжении длительного времени. Ещё одним преимуществом элементов Пельтье является их долговечность, т.к. они состоят из цельных неподвижных элементов, что уменьшает вероятность поломок. Конструкция самого распространённого типа выглядит очень просто и включает в себя два медные проводника с контактами и соединительными проводами, также изолирующий элемент, который изготовляется из нержавеющей стали или керамических материалов.

Варианты изготовления переносного холодильника

По сути, любой холодильник, неважно, домашний или более мощный промышленный, состоит из теплоизолирующей камеры, в которой находится источник холода. Поэтому для обеспечения надежного хранения продуктов нужно будет решить две задачи:

  • Сделать теплоизолированный бокс или сумку;
  • Найти подходящий источник холода.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Проще всего сделать холодильник своими руками из пенопласта. Облицовочный пенополистирол обладает наилучшими теплоизоляционными свойствами из всех материалов, доступных в домашних условиях. Любые тканевые, полиэтиленовые, деревянные, бумажные, насыпные теплоизоляторы минимум в два, а то и в три раза уступают холодильнику, сделанному из пенопласта.

Важно! Для изготовления подойдет практически любой качественный пенопласт, но лучше всего пару листов вспененного полимера известной марки, который допускается для контакта с пищевыми продуктами. Можно взять обычный пенопласт 20-й или 25-й марки, толщиной 30-40 мм, но после сборки холодильника внутреннюю поверхность нужно будет оклеить полиэтиленовой пленкой

Для взрослых подойдет и такой вариант, для детей, особенно, если есть предрасположенность к аллергии, нужно будет искать пищевой пенопласт

Можно взять обычный пенопласт 20-й или 25-й марки, толщиной 30-40 мм, но после сборки холодильника внутреннюю поверхность нужно будет оклеить полиэтиленовой пленкой. Для взрослых подойдет и такой вариант, для детей, особенно, если есть предрасположенность к аллергии, нужно будет искать пищевой пенопласт.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Элемент пельтье своими руками

Изготовить устройство в домашних условиях практически невозможно, тем более это не имеет особого смысла, учитывая его невысокую рыночную стоимость.

Но большинство умельцев все же предпочитает мастерить элемент пельтье своими руками, ссылаясь на ряд его достоинств:

  1. Компактность, удобство установки на самодельное электронное плато.
  2. Отсутствие движущихся деталей, что увеличивает сроки его эксплуатации.
  3. Возможность соединения нескольких элементов в каскадной схеме для снижения очень больших температур.

Тем не менее, пельтье своими руками имеет определенные недостатки: низкий коэффициент полезного действия (КПД), необходимость подачи высокого тока для получения заметного перепада температуры, сложность отведения тепловой энергии от охлаждаемой поверхности.

Рассмотрим на примере схем, как сделать пельтье своими руками:

  • Задействовать его в качестве детали термоэлектрического генератора, согласно рисунку подключения.
  • Собрать простой преобразователь на микросхеме ИМС L6920 (рисунок 1).

Рисунок 1. Элемент пельтье своими руками: универсальная схема

Далее стоит следовать простой инструкции, как сделать пельтье своими руками:

  1. Подать на вход получившегося преобразователя напряжение диапазоном 0.8-5.5В, чтобы иметь на выходе стабильные 5В.
  2. При использовании устройства обычного типа — поставить лимит температуры нагреваемой стороны в 150 градусов.
  3. Для калибровки — в качестве источника тепла использовать емкость с кипящей водой, которая точно не нагреется свыше 100 градусов.

Описание технологии и принцип действия

Способ работы термоэлектрического охладителя достаточно прост. Эффект пельтье своими руками основывается на контакте двух проводников тока, обладающих разным уровнем энергии электронов в зоне своей проводимости.

Рисунок 2. Принцип действия элемента

При подаче электротока через такую связь, электрон приобретает высокую энергию, позволяющую ему перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости второго полупроводника. Когда эта энергия поглощается, происходит остуживание места охлаждения проводников (рисунок 2).

При протекании процесса в обратном направлении — реакция приводит к нагреванию контактного места и обычному тепловому эффекту.

Посмотрев пельтье своими руками видео, можно сделать определенные выводы о принципе его действия:

  1. Величина подаваемого тока будет пропорциональной степени охлаждения — если с одной стороны модуля сделать хороший теплоотвод, при использовании радиаторных схем, его холодная сторона обеспечит максимально низкую температуру.
  2. При смене полярности тока — нагревающая и охлаждающая плоскости меняются метами.
  3. При контакте объекта с металлической поверхностью, он становится настолько мал, что его нельзя увидеть на фоне омического нагрева, других эффектов теплопроводности, поэтому на практике применяют два полупроводника.
  4. Благодаря разнообразному количеству термопар — от 1 до 100, можно добиться практически любого показателя холодильных мощностей.

Технические характеристики элемента пельтье

Компонент получил широкое применение в различных холодильных схемах.

Что неудивительно, так как пельтье своими руками имеет следующие технические характеристики:

  1. Способен достигнуть низких температур, что служит отличным решением для охлаждения электрических приборов и тех оборудования, подвергающегося нагреву.
  2. Прекрасно выполняет работу обычного куллера, что делает возможным его установку в современные звуковые и акустические системы.
  3. Абсолютно бесшумен — в процессе работы не издает никаких посторонних и интенсивных звуков.
  4. Обладает мощной теплоотдачей при сохранении нужной температуры на радиаторе достаточно продолжительное время.

Требования к условиям для хранения вина

Не все винные сорта требуют тщательного хранения и обладают потенциалом старения. Для молодых легких вин достаточно небольшого стеллажа в прохладном темном месте или встроенного шкафчика в кухонном гарнитуре. Для марочных сортов, которым рекомендована длительная выдержка, требуется создать особые условия.

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Существует пять самых важных параметров для хранения вина дома:

  1. Защита от прямого солнечного света. Яркое освещение способствует быстрому старению вина, портит вкус и качество. Обязательное требование к длительному хранению вина — темное, защищенное от попадания солнечных лучей, место.
  2. Строгое соблюдение температурного режима.
  3. Поддержка постоянного уровня влажности 60−80%.
  4. Прочная фиксация винных бутылок. Недопустимо движение, вибрация, перекатывание.
  5. Дополнительное требование к бутылкам с традиционными пробками из коры пробкового дуба — хранить только в горизонтальном положении. Обязательно соприкосновение пробки и вина, т.к. в вертикальном положении пробка пересыхает и в напиток попадает воздух.

Есть несколько рекомендаций для хранения открытой бутылки вина. Чтобы продлить срок хранения, используют вакуумные пробки или добавление газа. Плотно закрытая тара без доступа воздуха в прохладном месте на некоторое время сохранит напиток. Но лучший способ — использовать оставшееся вино в кулинарных рецептах французской кухни.

Чем термосумка отличается от термобокса?

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Ошибка №3
Термобоксы или изотермические контейнеры обладают лучшими термоизолирующими свойствами.

Это не всегда так. По факту все будет зависеть от материала изготовления и начинки стенок.

Реальный опыт эксплуатации говорит, что качественная термосумка по термоизолирующим свойствам может ничем не уступать дешевому пластиковому ящику.

Ниже представлена табличка 5-ти часовых испытаний различных термосумок с аккумуляторами холода внутри. Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Как видите, некоторые из них показывают практически одинаковые результаты с термобоксами (смотри испытания выше).

При этом сумки гораздо удобнее, компактнее и легче в транспортировке.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий