Kas olete kunagi mõelnud, kas teil on suviste väljasõitude ajal väike kaasaskantav külmik, et jahutada vett, jooke ja mahlasid?
Vahelduvvoolujahutus on kõige levinum viis külmikus või ruumis jahutamiseks. Kuid see on raske protsess, mis nõuab selle ülesande täitmiseks märkimisväärset elektrienergiat ja mahukat elektrilist riistvara.
Õnneks on kaasaskantava alalisvooluaku ja Peltieri efekti abil võimalik teha külmik, mis hoiab toitu jahedas.
Mis on Peltieri efekt?
Termoelektrilised jahutid või Peltieri efektiga seadmed on suhteliselt miniatuursed seadmed, mida kasutatakse jahutamiseks või soojendamiseks. Peltieri seadmed kasutavad jahutamiseks alalisvoolu (alalisvoolu), erinevalt tavapärastest külmikutest või kliimaseadmetest, mis kasutavad vahelduvvoolu. Peltieri efekt on protsess, mille käigus alalisvool juhitakse läbi kahe erineva juhiga ahela materjalid, soojus ühest ristmikust eemaldatakse, mistõttu see muutub külmaks ja teine ristmik neelab soojust, põhjustades selle kuumaks muutuda.
Samuti võib täheldada, et kui voolu polaarsus on vastupidine, muutub ristmik, mis oli varem külm, kuumaks; samas kui ristmik, mis oli kuum enne voolu polaarsuse muutmist, muutub külmaks.
Termoelektriliste Peltieri seadmete kasutamine temperatuuri reguleerimiseks
Ülaltoodud nähtus loob võimaluse kujundada seade, mis suudab soojust eraldada ja eemaldada. Kui asetate külmema ristmiku kuumale pinnale või seadmele, millest on vaja soojust eraldada, ja kuumem ristmik läheb radikas, saate hoida pinda või seadet jahedana. Mitte ainult seda, vaid saate säilitada pideva optimaalse temperatuuri hea jõudluse tagamiseks.
Kuidas ehitada mini DC külmkappi
Alalisvoolukülmiku kujundamisel kasutame ülalmainitud kontseptsiooni. Väikekülmik on sihiks mõeldud disain, kuid seda saab skaleerida keskmise suurusega külmikuks, kasutades mitut Peltieri efektiga seadet, mis kasutavad sama tehnikat.
Mida vajate
Vajalik varustus on järgmine:
- Peltieri moodul (TEC1-12706), millele on kinnitatud juhtmed.
- Kaks jahutusradiaatorit.
- 12 V alalisvoolu aku või alalisvoolu toiteallikas.
- Kast (sisemine peaks olema soojust mittejuhtiv materjal, nagu puit, papp või vahtpolüstürool)
- Kaks ventilaatorit Delta elektroonika FFB0412HN jahutusradiaatori ribidel sundkonvektsiooni jaoks
- Termiline pasta
- Elektrijuhtmed
Termoelektriline jahutus Peltier seade, mida siin kasutame, on alalisvooluseade, mille optimaalne tööpinge on 12 VDC ja mis võtab peaaegu 6A voolu (72W). Tööpinge ei tohiks ületada 15 VDC. Ärge lülitage Peltieri seadet sisse ilma jahutusradiaatorita. Kui seda kasutatakse kasvõi hetkeliselt, võib see ületada seadme ristmiku maksimaalset töötemperatuuri ja põhjustada jõudluse halvenemist või seadme täielikku riket.
1. samm: valmistage kast ette
Nüüd võtke tühi kast soojusisolatsioonimaterjali. Selle demonstratsiooni jaoks kasutasime pappi. Minikülmiku projekteerimiseks tehke Peltier seadme TEC1-12706 mõõtude järgi auk või süvend (st 40mm x 40mm). Asetage Peltieri seade otse karbis loodud süvendisse
2. samm: asetage jahutusradiaatorid Peltieri seadmele
Nüüd asetage jahutusradiaatorid Peltieri seadme mõlemale ühenduskohale. Iga Peltieri seadme ühenduskoht on kinnitatud jahutusradiaatori külge kasutades väga juhtivat termopastat. Termopasta tagab sujuva soojusvoo iga Peltieri ristmiku ja jahutusradiaatori alusplaadi vahel. ei lase kuumal ristmikul liiga kuumaks minna ja külmal ristmikul liiga külmaks minna, et kumbagi kahjustada ristmik.
Jahutusradiaator suurendab Peltieri seadme efektiivsust, säilitades regulaarselt õhuvoolu. Seda seetõttu, et suure pinna tõttu suureneb soojusvahetus ümbritseva õhu ja Peltieri seadme vahel jahutusradiaatori pakutav ala soojuse eemaldamiseks sisemisest ristmikust ja soojuse eemaldamiseks välise ristmiku kaudu ristmik. Hea disaini saavutamiseks on soovitatav kasutada suuremate ribidega jahutusradiaatoreid, mille pindala on suurem.
3. samm: kinnitage ventilaatorid
Nüüd kinnita teie ventilaatori valik igal jahutusradiaatoril. Ventilaatori sundkonvektsioon suurendab õhuvoolu kiirust läbi jahutusradiaatori ribide, mis võimaldab rohkem soojust eraldada.
Selles projektis kasutatavad ventilaatorid on 12 VDC harjadeta (Delta electronics FFB0412HN) õhuvooluga 10,6 cfm. Iga ventilaator tarbib akust alla ühe vati. Parema jõudluse saavutamiseks võib aga kasutada suurema õhuvooluga ventilaatorit.
Vältimaks termiliste ühenduste lühistamist, ärge ühendage seadme ühenduskohti läbi metallliidese, nagu jahutusradiaatoritele paigaldatud kruvi. See võib kaasa tuua Peltieri seadme külmiku jõudluse olulise halvenemise, kuna soojusvoog võib läbida metallkruvi vms läbi lühima tee.
Kui kruvisid ei saa paigaldada kahe jahutusradiaatori vahelise termilise lühise tõttu, võite jahutusradiaatorite karbi külge kinnitamiseks kasutada liimi. Jahutusradiaatori ja Peltieri seadme vahel on aga kohustuslik kasutada jahutusradiaatori pasta.
4. samm: lülitage sisse 12 V alalisvoolu abil
Nüüd ühenda Peltieri seadme ristmikud ja ventilaatorite juhtmed 12 V alalisvoolu akuga. Aku vooluvõimsus peab olema 7A alalisvoolu tagamiseks. Selle ühe ventilaatoritega Peltieri mooduli jaoks piisab 10Ah või suuremast akust. Seadistage seadme ühenduskohtade pingepolaarsus nii, et karbi sisemine külg muutub külmemaks ja välimine külg kuumaks, võttes jahutamiseks karbist soojuse välja.
Nüüd ühendage juhtmed akuga, et seade saaks voolu võtta. Jälgige tähelepanelikult akust võetavat voolu. See peaks jääma Peltieri seadme tootja määratud piiridesse. Laske süsteemil mõnda aega voolu võtta ning jälgige pingeid ja voolu ohutuste piiride tagamiseks.
Mõne hetke pärast tunnete karbi sees külmemat õhku. Saate lisada veepudeleid ja mahlasid, et need jahtuda. Nüüd katke karp minikülmikuna kasutamiseks. Usaldusväärse töö tagamiseks saate lisada temperatuuri regulaator et kaitsta Peltieri seadet tööpiirangute ületamise eest.
Olete ise valmistanud oma minikülmiku
Nüüd saate Peltieri seadmeid ja mõnda muud lihtsat komponenti kasutades ehitada endale minikülmiku. Peltieri efektiga mooduleid saab kasutada ka temperatuuri reguleerimiseks sellistes rakendustes nagu sissejahutus elektroonilised seadmed, ahelad ja süsteemid, kus on madala eelarvega ja kerge jahutussüsteem nõutud.