Αναρωτηθήκατε ποτέ να έχετε ένα μικρό φορητό ψυγείο για να παγώσετε το νερό, τα ποτά και τους χυμούς σας κατά τις καλοκαιρινές σας εξόδους;
Η ψύξη AC είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος για ψύξη σε ψυγείο ή δωμάτιο. Αλλά αυτή είναι μια διαδικασία βαρέως τύπου, η οποία απαιτεί σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και ογκώδες ηλεκτρικό υλικό για την εκτέλεση αυτής της εργασίας.
Ευτυχώς, είναι δυνατό να φτιάξετε ένα ψυγείο που διατηρεί τα τρόφιμα δροσερά χρησιμοποιώντας μια φορητή μπαταρία DC και κάτι που ονομάζεται φαινόμενο Peltier.
Τι είναι το φαινόμενο Peltier;
Οι θερμοηλεκτρικοί ψύκτες ή οι συσκευές εφέ Peltier είναι συγκριτικά μικροσκοπικές συσκευές που χρησιμοποιούνται για ψύξη ή θέρμανση. Οι συσκευές Peltier χρησιμοποιούν συνεχές ρεύμα (DC) για ψύξη, σε αντίθεση με τα συμβατικά ψυγεία ή κλιματιστικά που χρησιμοποιούν ρεύμα AC. Το φαινόμενο Peltier είναι μια διαδικασία κατά την οποία, εάν το συνεχές ρεύμα διέρχεται από ένα κύκλωμα που έχει δύο διαφορετικούς αγωγούς υλικά, η θερμότητα από τη μία διασταύρωση αφαιρείται, με αποτέλεσμα να γίνει κρύο και η άλλη διασταύρωση απορροφά θερμότητα, με αποτέλεσμα να γίνει ζεστό.
Μπορεί επίσης να παρατηρηθεί ότι εάν η πολικότητα του ρεύματος αντιστραφεί, η διασταύρωση που ήταν προηγουμένως κρύα γίνεται ζεστή. ενώ η διασταύρωση που ήταν ζεστή πριν αντιστρέψει την τρέχουσα πολικότητα, γίνεται ψυχρή.
Χρήση θερμοηλεκτρικών συσκευών Peltier για έλεγχο θερμοκρασίας
Το παραπάνω φαινόμενο δημιουργεί την ευκαιρία να σχεδιαστεί μια συσκευή που μπορεί να εξάγει και να αφαιρεί θερμότητα. Εάν τοποθετήσετε την ψυχρότερη διασταύρωση στη θερμή επιφάνεια ή συσκευή από την οποία απαιτείται εξαγωγή θερμότητας και η θερμότερη διασταύρωση συνεχίζεται ψύκτρα, μπορείτε να διατηρήσετε την επιφάνεια ή τη συσκευή δροσερή. Όχι μόνο αυτό, αλλά μπορείτε να διατηρήσετε μια συνεχή βέλτιστη θερμοκρασία για καλή απόδοση.
Πώς να φτιάξετε ένα μίνι ψυγείο DC
Θα χρησιμοποιήσουμε την έννοια που αναφέρθηκε παραπάνω για να σχεδιάσουμε ένα ψυγείο συνεχούς ρεύματος. Ένα μίνι ψυγείο είναι η σχεδίαση-στόχος, ωστόσο, μπορεί να κλιμακωθεί σε ένα μεσαίου μεγέθους ψυγείο χρησιμοποιώντας πολλαπλές συσκευές εφέ Peltier που χρησιμοποιούν την ίδια τεχνική.
Τι θα χρειαστείτε
Ο εξοπλισμός που απαιτείται είναι ο εξής:
- Μια μονάδα Peltier (TEC1-12706) με συνδεδεμένα καλώδια.
- Δύο ψύκτρες.
- Μπαταρία 12 V DC ή τροφοδοτικό DC.
- Ένα κουτί (το εσωτερικό πρέπει να είναι θερμικά μη αγώγιμο υλικό όπως ξύλο, χαρτόνι ή φελιζόλ)
- Δύο ανεμιστήρες Delta electronics FFB0412HN σε πτερύγια ψύκτρας για εξαναγκασμένη μεταφορά
- Θερμοαγώγιμη πάστα
- Ηλεκτρικά καλώδια
Η θερμοηλεκτρική συσκευή ψύξης Peltier που χρησιμοποιούμε εδώ είναι μια συσκευή λειτουργίας συνεχούς ρεύματος με βέλτιστη τάση λειτουργίας 12 VDC που παίρνει ρεύμα σχεδόν 6Α (72W). Η τάση λειτουργίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 15 VDC. Μην ενεργοποιείτε τη συσκευή Peltier χωρίς ψύκτρα. Εάν χρησιμοποιηθεί έστω και στιγμιαία, μπορεί να υπερβεί τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας της διασταύρωσης της συσκευής και να οδηγήσει σε υποβάθμιση της απόδοσης ή πλήρη αστοχία της συσκευής.
Βήμα 1: Προετοιμάστε το κουτί
Τώρα πάρτε ένα άδειο κουτί με θερμομονωτικό υλικό. Για αυτήν την επίδειξη χρησιμοποιήσαμε χαρτόνι. Δημιουργήστε μια τρύπα ή μια κοιλότητα σύμφωνα με τις διαστάσεις της συσκευής Peltier TEC1-12706 (δηλαδή 40 mm x 40 mm) για σχεδιασμό μίνι ψυγείο. Τοποθετήστε τη συσκευή Peltier ακριβώς πάνω στην κοιλότητα που δημιουργήσατε στο κουτί
Βήμα 2: Τοποθετήστε τις ψύκτρες στη συσκευή Peltier
Τώρα τοποθετήστε ψύκτρες και στις δύο συνδέσεις της συσκευής Peltier. Κάθε διασταύρωση της συσκευής Peltier συνδέεται με την ψύκτρα χρησιμοποιώντας θερμική πάστα υψηλής αγωγιμότητας. Η θερμική πάστα εξασφαλίζει ομαλή ροή θερμότητας μεταξύ κάθε σύνδεσης Peltier και πλάκας βάσης ψύκτρας, ενώ να μην επιτρέπετε στην θερμή διασταύρωση να ζεσταθεί πολύ και στην κρύα διασταύρωση να γίνει πολύ κρύα για να καταστραφεί διασταύρωση.
Η ψύκτρα αυξάνει την απόδοση της συσκευής Peltier διατηρώντας τακτικά τη ροή του αέρα. Αυτό συμβαίνει επειδή η ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του ατμοσφαιρικού αέρα και της συσκευής Peltier είναι αυξημένη λόγω της μεγάλης επιφάνειας περιοχή που προσφέρει η ψύκτρα για εξαγωγή θερμότητας από την εσωτερική διασταύρωση και απομάκρυνση θερμότητας μέσω της εξωτερικής διασταύρωση. Για καλό σχεδιασμό, συνιστώνται ψύκτρες με μεγαλύτερα πτερύγια και μεγαλύτερη επιφάνεια.
Βήμα 3: Συνδέστε τους ανεμιστήρες
Τώρα επισυνάψτε οπαδός της επιλογής σας σε κάθε πτερύγιο ψύκτρας. Η εξαναγκασμένη μεταφορά που παρέχεται από τον ανεμιστήρα αυξάνει την ταχύτητα ροής αέρα μέσω των πτερυγίων ψύκτρας, γεγονός που επιτρέπει μεγαλύτερη εξαγωγή θερμότητας είναι δυνατή.
Οι ανεμιστήρες που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο είναι 12VDC brushless (Delta electronics FFB0412HN) με ροή αέρα 10,6 cfm. Κάθε ανεμιστήρας καταναλώνει λιγότερο από ένα watt ρεύματος από την μπαταρία. Ωστόσο, μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει έναν ανεμιστήρα με περισσότερη ροή αέρα για καλύτερη απόδοση.
Προσέξτε να μην συνδέετε τις συνδέσεις της συσκευής μέσω μιας μεταλλικής διεπαφής όπως μια βίδα τοποθετημένη σε ψύκτρες, για να αποφύγετε βραχυκύκλωμα θερμικών ενώσεων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική υποβάθμιση της απόδοσης του ψυγείου της συσκευής Peltier, καθώς η ροή θερμότητας μπορεί να πάρει τη συντομότερη διαδρομή μέσω της μεταλλικής βίδας κ.λπ.
Σε περίπτωση που οι βίδες δεν μπορούν να τοποθετηθούν λόγω θερμικού βραχυκυκλώματος μεταξύ δύο ψυκτών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κόλλα για να στερεώσετε ψύκτρες στο κουτί. Ωστόσο, είναι υποχρεωτική η χρήση πάστας ψύκτρας μεταξύ μιας ψύκτρας και της συσκευής Peltier.
Βήμα 4: Ενεργοποίηση με χρήση 12 VDC
Τώρα συνδέστε τις συνδέσεις της συσκευής Peltier και τα καλώδια των ανεμιστήρων με μια μπαταρία 12 VDC. Η μπαταρία πρέπει να έχει τη χωρητικότητα ρεύματος για να παρέχει ρεύμα συνεχούς ρεύματος 7Α. Μια μπαταρία 10 Ah ή μεγαλύτερη είναι αρκετή για αυτή τη μονάδα Peltier με ανεμιστήρες. Ρυθμίστε την πολικότητα τάσης των συνδέσεων της συσκευής έτσι ώστε η εσωτερική πλευρά του κουτιού να γίνεται πιο κρύα και η εξωτερική πλευρά να ζεσταίνεται, αφαιρώντας τη θερμότητα από το κουτί για ψύξη.
Τώρα συνδέστε τα καλώδια με την μπαταρία για να επιτρέψετε στη συσκευή να λαμβάνει ρεύμα. Παρατηρήστε προσεκτικά το ρεύμα που αντλείται από την μπαταρία. Θα πρέπει να είναι εντός των ορίων που καθορίζονται από τον κατασκευαστή της συσκευής Peltier. Αφήστε το σύστημα να λάβει ρεύμα για κάποιο χρονικό διάστημα και παρατηρήστε τις τάσεις και το ρεύμα για ασφαλή όρια.
Μετά από λίγα λεπτά, θα νιώσετε τον πιο κρύο αέρα μέσα στο κουτί. Μπορείτε να προσθέσετε μπουκάλια νερού και χυμούς για να τα διατηρήσετε δροσερά. Τώρα καλύψτε το κουτί για χρήση ως μίνι ψυγείο. Για αξιόπιστη λειτουργία, μπορείτε προσθέστε έναν ελεγκτή θερμοκρασίας για την προστασία της συσκευής Peltier από την υπέρβαση των ορίων λειτουργίας.
Έχετε φτιάξει το δικό σας DIY μίνι ψυγείο
Τώρα μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας ένα μίνι Ψυγείο χρησιμοποιώντας τις συσκευές Peltier και μερικά άλλα απλά εξαρτήματα. Οι μονάδες εφέ Peltier μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για έλεγχο θερμοκρασίας για εφαρμογές όπως η ψύξη ηλεκτρονικές συσκευές, κυκλώματα και συστήματα με χαμηλό προϋπολογισμό και ελαφρύ σύστημα ψύξης απαιτείται.
