Har du noen gang lurt på å ha et lite bærbart kjøleskap for å kjøle ned vannet, drinkene og juicene under sommerturene?
AC-kjøling er den vanligste måten å kjøle ned i et kjøleskap eller et rom. Men dette er en tung prosess, som krever en betydelig mengde elektrisk kraft og klumpete elektrisk maskinvare for å utføre denne oppgaven.
Heldigvis er det mulig å lage et kjøleskap som holder maten kjølig ved hjelp av et bærbart DC-batteri og noe som kalles Peltier-effekten.
Hva er Peltier-effekten?
Termoelektriske kjølere eller Peltier-effektenheter er relativt miniatyrenheter som brukes til kjøling eller oppvarming. Peltier-enheter bruker likestrøm (likestrøm) for kjøling, i motsetning til konvensjonelle kjøleskap eller klimaanlegg som bruker vekselstrøm. Peltier-effekten er en prosess der, hvis likestrøm føres gjennom en krets med to ledere av forskjellige materialer fjernes varme fra det ene krysset, noe som får det til å bli kaldt, og det andre krysset absorberer varme og får det til å bli varm.
Det kan også observeres at hvis polariteten til strømmen snus, blir krysset som tidligere var kaldt varmt; mens krysset som var varmt før du snudde strømpolariteten, blir kaldt.
Bruk av termoelektriske Peltier-enheter for temperaturkontroll
Fenomenet ovenfor skaper en mulighet til å designe en enhet som kan trekke ut og fjerne varme. Hvis du plasserer det kaldere krysset på den varme overflaten eller enheten som det kreves varme for å hentes ut fra, og det varmere krysset går på en kjøleribbe, kan du holde overflaten eller enheten kjølig. Ikke bare det, men du kan opprettholde en kontinuerlig optimal temperatur for god ytelse.
Hvordan bygge et Mini DC-kjøleskap
Vi vil bruke konseptet nevnt ovenfor for å designe et DC-kjøleskap. Et minikjøleskap er måldesignet, men det kan skaleres til et mellomstort kjøleskap ved å bruke flere Peltier-effektenheter med samme teknikk.
Hva du trenger
Utstyret som trengs er som følger:-
- En Peltier-modul (TEC1-12706) med ledninger festet.
- To varmeavledere.
- Et 12 V DC-batteri eller DC-strømforsyning.
- En boks (innvendig skal være termisk ikke-ledende materiale som tre, papp eller styrofoam)
- To vifter Delta elektronikk FFB0412HN på kjøleribbefinner for tvungen konveksjon
- Termisk pasta
- Elektriske ledninger
Den termoelektriske Peltier-enheten vi bruker her er en DC-driftsenhet med en optimal driftsspenning på 12VDC som tar nesten 6A strøm (72W). Driftsspenningen bør ikke overstige 15 VDC. Ikke slå på Peltier-enheten uten en kjøleribbe. Hvis den brukes til og med et øyeblikk, kan den overskride den maksimale driftstemperaturen til enhetskrysset og resultere i ytelsesforringelse eller fullstendig feil på enheten.
Trinn 1: Klargjør boksen
Ta nå en tom boks med varmeisolerende materiale. Til denne demonstrasjonen brukte vi papp. Lag et hull eller hulrom i henhold til dimensjonene til Peltier-enheten TEC1-12706 (dvs. 40 mm x 40 mm) for minikjøleskapsdesign. Plasser Peltier-enheten rett på hulrommet du opprettet i esken
Trinn 2: Plasser varmeavledere på Peltier-enheten
Plasser nå varmeavledere på begge kryssene til Peltier-enheten. Hvert kryss i Peltier-enheten er festet til kjøleribben ved hjelp av svært ledende termisk pasta. Termisk pasta sikrer en jevn varmestrøm mellom hvert Peltier-kryss og kjøleribbens bunnplate, mens ikke la det varme krysset bli for varmt og det kalde krysset bli for kaldt til å skade heller kryss.
Kjøleribben øker effektiviteten til Peltier-enheten ved å opprettholde luftstrømmen regelmessig. Dette er fordi varmevekslingen mellom omgivelsesluften og Peltier-enheten økes på grunn av den store overflaten område som tilbys av kjøleribben for varmeavtrekk fra det indre krysset og varmefjerning gjennom det ytre kryss. For et godt design anbefales kjøleribber med større finner og større overflate.
Trinn 3: Fest vifter
Legg nå ved ditt valg av vifte på hver kjøleribbefinne. Tvunget konveksjon levert av viften øker luftstrømhastigheten gjennom kjøleribbefinner, noe som muliggjør mer varmeuttak.
Viftene som brukes i dette prosjektet er 12VDC børsteløse (Delta electronics FFB0412HN) med luftstrøm på 10,6 cfm. Hver vifte bruker mindre enn én watt strøm fra batteriet. Imidlertid kan man bruke en vifte med mer luftstrøm for bedre ytelse.
Pass på at du ikke kobler enhetens koblinger gjennom et metallgrensesnitt som en skrue montert på varmeavledere, for å unngå kortslutning av termiske koblinger. Dette kan resultere i betydelig forringelse av ytelsen til Peltier-enhetens kjøleskap, ettersom varmestrømmen kan få den korteste veien gjennom metallskruen osv.
I tilfelle skruer ikke kan monteres på grunn av termisk kortslutning mellom to kjøleribber, kan du bruke lim for å feste kjøleribber til boksen. Det er imidlertid obligatorisk å bruke kjøleribbepasta mellom en kjøleribbe og Peltier-enheten.
Trinn 4: Slå på med 12 VDC
Koble nå koblingene til Peltier-enheten og ledningene til viftene med et 12 VDC-batteri. Batteriet må ha strømkapasitet for å gi en 7A likestrøm. Et batteri på 10Ah eller mer er tilstrekkelig for denne enkelt Peltier-modulen med vifter. Still inn spenningspolariteten til enhetskoblingene slik at innsiden av boksen blir kaldere og yttersiden blir varm, og tar varmen ut av boksen for avkjøling.
Koble nå ledningene med batteriet for å la enheten ta strøm. Følg nøye med på strømmen som trekkes fra batteriet. Det bør være innenfor grensene spesifisert av produsenten av Peltier-enheten. La systemet ta strøm en stund og observer spenningene og strømmen for sikre grenser.
Etter noen få øyeblikk vil du føle den kaldere luften inne i boksen. Du kan legge til vannflasker og juice for å holde dem kjølige. Dekk nå til boksen for bruk som minikjøleskap. For pålitelig drift kan du legg til en temperaturregulator for å beskytte Peltier-enheten mot å overskride driftsgrensene.
Du har laget ditt eget DIY-minikjøleskap
Nå kan du bygge deg et minikjøleskap ved å bruke Peltier-enhetene og noen få andre enkle komponenter. Peltier-effektmoduler kan også brukes til temperaturkontroll for applikasjoner som innkjøling elektroniske enheter, kretser og systemer der et lavbudsjett og lett kjølesystem er nødvendig.
