Ar kada susimąstėte, kad vasaros išvykų metu turite nedidelį nešiojamąjį šaldytuvą, kad atvėsintumėte vandenį, gėrimus ir sultis?
Kintamosios srovės šaldymas yra labiausiai paplitęs vėsinimo būdas šaldytuve arba kambaryje. Tačiau tai yra sudėtingas procesas, kuriam atlikti reikia daug elektros energijos ir didelės elektros įrangos.
Laimei, naudojant nešiojamą nuolatinės srovės bateriją ir tai, kas vadinama Peltier efektu, galima pagaminti šaldytuvą, kuriame maistas vėsinamas.
Kas yra Peltier efektas?
Termoelektriniai aušintuvai arba Peltier efekto įtaisai yra palyginti miniatiūriniai įrenginiai, naudojami vėsinimui arba šildymui. Peltier įrenginiuose aušinimui naudojama nuolatinė srovė (nuolatinė srovė), priešingai nei įprasti šaldytuvai ar oro kondicionieriai, kuriuose naudojama kintamoji srovė. Peltier efektas yra procesas, kurio metu, jei nuolatinė srovė praeina per grandinę, turinčią du skirtingus laidininkus medžiagos, šiluma iš vienos jungties pašalinama, todėl ji tampa šalta, o kita sankryža sugeria šilumą, todėl ji tapti karšta.
Taip pat galima pastebėti, kad pakeitus srovės poliškumą, sandūra, kuri anksčiau buvo šalta, įkaista; o sandūra, kuri buvo karšta prieš keičiant srovės poliškumą, tampa šalta.
Termoelektrinių Peltier prietaisų naudojimas temperatūros kontrolei
Minėtas reiškinys sukuria galimybę sukurti įrenginį, galintį išgauti ir pašalinti šilumą. Jei šaltesnę jungtį pastatysite ant karšto paviršiaus arba įrenginio, iš kurio reikia išgauti šilumą, o karštesnė sankryža eina šilumos kriauklė, galite vėsinti paviršių arba įrenginį. Ne tik tai, bet ir galite palaikyti nuolatinę optimalią temperatūrą, kad būtų užtikrintas geras veikimas.
Kaip sukurti mini nuolatinės srovės šaldytuvą
Aukščiau minėtą koncepciją naudosime kurdami nuolatinės srovės šaldytuvą. Mini šaldytuvas yra tikslinis dizainas, tačiau jį galima pritaikyti iki vidutinio dydžio šaldytuvo, naudojant kelis Peltier efekto įrenginius, naudojant tą pačią techniką.
Ko Jums prireiks
Reikalinga įranga yra tokia:
- Peltier modulis (TEC1-12706) su pritvirtintais laidais.
- Du šilumnešiai.
- 12 V nuolatinės srovės baterija arba nuolatinės srovės maitinimo šaltinis.
- Dėžutė (vidus turi būti šilumai nelaidžios medžiagos, tokios kaip mediena, kartonas arba polistirolo putplastis)
- Du ventiliatoriai Delta elektronika FFB0412HN ant aušintuvo briaunų priverstinei konvekcijai
- Terminė pasta
- Elektros laidai
Termoelektrinis aušinimo Peltier įrenginys, kurį naudojame čia, yra nuolatinės srovės veikimo įrenginys, kurio optimali darbinė įtampa yra 12 VDC, kuri naudoja beveik 6 A srovę (72 W). Darbinė įtampa neturi viršyti 15 VDC. Neįjunkite Peltier įrenginio be šilumos kriauklės. Jei jis naudojamas nors trumpam, jis gali viršyti maksimalią įrenginio jungties darbinę temperatūrą ir sukelti prietaiso veikimo pablogėjimą arba visišką gedimą.
1 veiksmas: Paruoškite dėžutę
Dabar paimkite tuščią šilumą izoliuojančios medžiagos dėžutę. Šiam demonstravimui naudojome kartoną. Padarykite skylę arba ertmę pagal Peltier prietaiso TEC1-12706 matmenis (t. y. 40 mm x 40 mm), skirtą mini šaldytuvo konstrukcijai. Padėkite Peltier įrenginį tiesiai ant ertmės, kurią sukūrėte dėžutėje
2 veiksmas: įdėkite šilumos kriaukles ant Peltier įrenginio
Dabar įdėkite šilumos kriaukles ant abiejų Peltier įrenginio jungčių. Kiekviena Peltier įrenginio jungtis yra pritvirtinta prie šilumos kriauklės naudojant labai laidžią šilumos pastą. Šiluminė pasta užtikrina sklandų šilumos srautą tarp kiekvienos Peltier sankryžos ir radiatoriaus pagrindo plokštės. neleisti, kad karšta sankryža būtų per karšta, o šalta – per šalta, kad sugadintumėte sandūra.
Aušintuvas padidina Peltier įrenginio efektyvumą, reguliariai palaikydamas oro srautą. Taip yra todėl, kad šilumos mainai tarp aplinkos oro ir Peltier įrenginio padidėja dėl didelio paviršiaus aušintuvo siūlomas plotas šilumos ištraukimui iš vidinės jungties ir šilumos pašalinimui per išorinę sandūra. Norint sukurti gerą dizainą, rekomenduojami radiatoriai su didesniais pelekais ir didesniu paviršiaus plotu.
3 veiksmas: pritvirtinkite ventiliatorius
Dabar prijunkite jūsų pasirinktas ventiliatorius ant kiekvieno šilumos kriauklės peleko. Priverstinė ventiliatoriaus konvekcija padidina oro srauto greitį per aušintuvo briaunas, o tai leidžia išgauti daugiau šilumos.
Šiame projekte naudojami 12 VDC bešepetiniai ventiliatoriai (Delta electronics FFB0412HN), kurių oro srautas yra 10,6 cfm. Kiekvienas ventiliatorius sunaudoja mažiau nei vieną vatą energijos iš akumuliatoriaus. Tačiau galima naudoti ventiliatorių su didesniu oro srautu, kad būtų geriau.
Nejunkite įrenginio jungčių per metalinę sąsają, pvz., varžtą, pritvirtintą prie aušintuvų, kad išvengtumėte terminių jungčių trumpojo jungimo. Dėl to gali labai pablogėti Peltier įrenginio šaldytuvo veikimas, nes šilumos srautas gali patekti trumpiausiu keliu per metalinį varžtą ir pan.
Jei varžtų negalima pritvirtinti dėl terminio trumpojo jungimo tarp dviejų aušintuvų, galite naudoti klijus, kad pritvirtintumėte aušintuvus prie dėžutės. Tačiau tarp aušintuvo ir Peltier įrenginio privaloma naudoti aušintuvo pastą.
4 veiksmas: įjunkite maitinimą naudodami 12 V nuolatinę įtampą
Dabar sujunkite Peltier įrenginio jungtis ir ventiliatorių laidus su 12 V nuolatinės srovės baterija. Akumuliatoriaus srovė turi būti tokia, kad būtų užtikrinta 7A nuolatinė srovė. Šiam vienam Peltier moduliui su ventiliatoriais pakanka 10Ah ar didesnės baterijos. Nustatykite įrenginio jungčių įtampos poliškumą taip, kad vidinė dėžutės pusė taptų šaltesnė, o išorinė – karšta, o šiluma iš dėžutės būtų pašalinta vėsinimui.
Dabar sujunkite laidus su baterija, kad įrenginys imtų srovę. Atidžiai stebėkite iš akumuliatoriaus gaunamą srovę. Jis turi atitikti Peltier prietaiso gamintojo nurodytas ribas. Leiskite sistemai kurį laiką paimti srovę ir stebėkite įtampą ir srovę, kad būtų saugios ribos.
Po kelių akimirkų dėžutės viduje pajusite šaltesnį orą. Galite pridėti vandens butelių ir sulčių, kad jie būtų vėsūs. Dabar uždenkite dėžutę, kad galėtumėte naudoti kaip mini šaldytuvą. Norėdami užtikrinti patikimą veikimą, galite pridėkite temperatūros reguliatorių apsaugoti Peltier įrenginį nuo veikimo ribų viršijimo.
Sukūrėte savo „pasidaryk pats“ mini šaldytuvą
Dabar galite patys susikurti mini šaldytuvą naudodami Peltier įrenginius ir keletą kitų paprastų komponentų. Peltier efekto moduliai taip pat gali būti naudojami temperatūros kontrolei, pavyzdžiui, vėsinimui elektroniniai prietaisai, grandinės ir sistemos, kuriose yra mažo biudžeto ir lengva aušinimo sistema reikalaujama.