چگونه یک عنصر Peltier (عنصر) را با دستان خود بسازیم؟ عنصر پلتیر چیست، ساختار، اصل کار و کاربرد عملی آن فریزر ساخته شده از عنصر پلتیه خودتان را انجام دهید

یک کاردستی عالی برای تابستان، ساختن یک یخچال مینیاتوری با برق کم ولتاژ است. انواع ولتاژهای تغذیه (220 ولت، 12 ولت، 5 ولت) استفاده از چنین یخچال و فریزر را تقریباً در همه جا ممکن می کند: در ماشین، اداره، خانه و غیره. این یک چیز عالی برای خنک کردن نوشیدنی در یک روز گرم تابستان است.

نیاز خواهد داشت

ساخت یخچال مینیاتوری با استفاده از عنصر Peltier

بدن ساخته شد اندازه های دلخواهبا در نظر گرفتن محل قرارگیری واحد خنک کننده، منبع تغذیه و محفظه نوشیدنی. این شامل دو بخش است: یکی برای بخش فنی، دیگری برای محصولات خنک کننده.
بدن را می سازیم. یک تکه تخته سخت را با مداد و خط کش علامت گذاری می کنیم.

همه عناصر را با اره برقی برش می دهیم.

تمام اعضای بدن آماده است.

از قسمت میانی که یخچال را به دو قسمت تقسیم می کند، پنجره ای را برای رادیاتور با ماژول Peltier برش می دهیم.

ما واحد خنک کننده را در کنار کیس اعمال می کنیم.

و از دو طرف سوراخ های زیادی دریل می کنیم. یعنی جریان هوا از یک طرف از سوراخ های کنار وارد خواهد شد. از رادیاتور عبور کنید، گرما را بگیرید و از سوراخ های طرف دیگر خارج شوید.

ما نقاشی می کنیم رنگ اسپریاز یک اسپری تمام قسمت های بدنه یخچال.

بیایید شروع به مونتاژ کنیم.

قسمت جداکننده بلوک خنک کننده را با چسب حرارتی بچسبانید.

همه قسمت های بدن را از دو طرف چسب می زنیم.

واحد خنک کننده بر روی یک تکه چوب است که به پایه چسبانده شده است.

برای نورپردازی به دو بخش نیاز دارید نوار LEDدر 12 V. یک رنگ سفید است، دیگری رنگی است.

فن کوچک را پیچ کنید.

قسمت فنی یخچال را به دو قسمت تقسیم می کنیم. منبع تغذیه در بالا قرار خواهد گرفت. دیوار تقسیم بر روی تکه های مربعی از تخته های چوبی که به طرفین چسبانده شده اند قرار می گیرد.

نصب دیوار پشتی.

ما درب را از یک تکه شیشه اکریلیک می سازیم. با خط کش و مداد علامت بزنید.

می توانید حلقه های مینیاتوری بخرید یا خودتان بسازید. آنها را با چسب فوری بچسبانید.

کناره های شیشه اکریلیک را با نوار چسب مشکی می پوشانیم.

دستگیره را به درب بچسبانید.

ما روشنایی را سازماندهی خواهیم کرد. کنتاکت ها را به کلید محدود مینی لحیم کنید.

سیم ها را به تکه های نوار LED لحیم کنید. ما خود قطعات را روی یک قفسه کوچک ساخته شده از همان اکریلیک می چسبانیم.

ما نور پس زمینه، فن ها، عنصر Peltier را به هم وصل می کنیم.

سوئیچ را در کناری نصب کنید.

ما همه پیچ های باز را جدا می کنیم.

محفظه را با واحد خنک کننده ببندید. این کار باید برای جلوگیری از بالا آمدن هوای گرم و گرم شدن منبع برق انجام شود.

برای کابل برق 220 ولت سوراخ کنید.

برای جلوگیری از باز شدن درب یخچال، آهنرباهای کوچک نئودیمیومی را از یک سیدر شکسته در کناره نصب می کنیم.

درپوش بالایی را می بندیم، اما قبل از آن کلید برق را قطع کرده و سیم ها را لحیم می کنیم. اکنون می توان یخچال را با دکمه ای که در بالا قرار دارد خاموش کرد.

درب را ببندید و با چسب محکم کنید.

برای عایق حرارتی مناسب، داخل یخچال را با فوم پلاستیکی نازک می پوشانیم. پانل های فوم بریده شده را روی چسب داغ قرار می دهیم.

و در نهایت نتیجه کار به گونه ای است که در مدت سی دقیقه دمای داخل محفظه از 42 به 16 درجه سانتیگراد کاهش یافت. نوشیدنی ها تا دمای 20 درجه سانتیگراد خنک شدند. و همه اینها در 30 دقیقه!

البته راندمان چنین یخچالی بسیار کمتر از کمپرسور است، اما مزایایی نیز دارد که یکی از آنها منبع ولتاژ پایین، که می تواند نه تنها 12 ولت بلکه 5 ولت باشد! به طور طبیعی، تغذیه آن از درگاه USB رایانه کاملاً امکان پذیر است، اگرچه خروجی کمتر از زمانی است که با ولتاژ 12 ولت تغذیه می شود.
مجموع مصرف برق هنگام تغذیه از شبکه 220 ولت حدود 100 وات بیشتر است دستورالعمل های دقیقبرای مونتاژ در فیلم زیر

تجهیزات برودتی به قدری در زندگی ما جا افتاده است که حتی تصور اینکه چگونه می‌توانیم بدون آن مدیریت کنیم، دشوار است. اما طرح‌های مبرد کلاسیک برای استفاده در موبایل، به عنوان مثال، به عنوان کیسه کولر مسافرتی مناسب نیستند.

برای این منظور از تاسیساتی استفاده می شود که در آنها اصل عملکرد بر اساس اثر پلتیه است. اجازه دهید به طور خلاصه در مورد این پدیده صحبت کنیم.

آن چیست؟

این اصطلاح به یک پدیده ترموالکتریک اشاره دارد که در سال 1834 توسط طبیعت شناس فرانسوی ژان چارلز پلتیه کشف شد. ماهیت اثر آزاد شدن یا جذب گرما در ناحیه ای است که در آن هادی های نامشابه که جریان الکتریکی از آن عبور می کند در تماس هستند.

مطابق با تئوری کلاسیک، توضیح زیر در مورد این پدیده وجود دارد: جریان الکتریکی الکترون ها را بین فلزات منتقل می کند، که می تواند حرکت آنها را تسریع یا کند کند، بسته به اختلاف پتانسیل تماس در هادی های ساخته شده از مواد مختلف. بر این اساس با افزایش انرژی جنبشی به انرژی حرارتی تبدیل می شود.

بر روی هادی دوم، یک فرآیند معکوس مشاهده می شود که مطابق با قانون اساسی فیزیک نیاز به پر کردن انرژی دارد. این به دلیل ارتعاش حرارتی رخ می دهد که باعث خنک شدن فلزی می شود که هادی دوم از آن ساخته شده است.

فن آوری های مدرن امکان تولید عناصر نیمه هادی - ماژول ها را با حداکثر اثر ترموالکتریک فراهم می کند. منطقی است که به طور خلاصه در مورد طراحی آنها صحبت کنیم.

طراحی و اصل عملیات

ماژول‌های مدرن ساختاری متشکل از دو صفحه عایق (معمولاً سرامیکی) هستند که ترموکوپل‌هایی که به‌صورت سریال به هم متصل شده‌اند، بین آنها قرار دارند. یک نمودار ساده از چنین عنصری را می توان در شکل زیر مشاهده کرد.

نام گذاری ها:

الف – کنتاکت‌هایی برای اتصال به منبع تغذیه؛
ب - سطح داغ عنصر؛
ج - سمت سرد؛
د - هادی های مسی؛
E - نیمه هادی مبتنی بر اتصال p.
F – نیمه هادی نوع n.

طراحی به گونه ای ساخته شده است که هر طرف ماژول یا p-n یا در تماس باشد انتقال n-p(بسته به قطبیت). مخاطبین p-nگرم کردن، n-p - سرد کردن (شکل 3 را ببینید). بر این اساس، اختلاف دما (DT) در طرفین عنصر رخ می دهد. برای یک ناظر، این اثر مانند انتقال انرژی حرارتی بین دو طرف ماژول به نظر می رسد. قابل ذکر است که تغییر قطبیت برق منجر به تغییر سطوح گرم و سرد می شود.

برنج. 3. الف – طرف گرم عنصر حرارتی، ب – طرف سرد

مشخصات فنی

ویژگی های ماژول های ترموالکتریک با پارامترهای زیر توصیف می شود:

ظرفیت خنک کننده (Q max)، این مشخصه بر اساس حداکثر جریان مجاز و اختلاف دما بین دو طرف ماژول، اندازه گیری شده بر حسب وات تعیین می شود.
حداکثر اختلاف دما بین دو طرف عنصر (DT max)، پارامتر برای شرایط ایده آل داده شده است، واحد اندازه گیری درجه است.
جریان مجاز مورد نیاز برای اطمینان از حداکثر اختلاف دما - I max;
حداکثر ولتاژ U max مورد نیاز برای جریان I max برای رسیدن به اختلاف پیک DT max .
مقاومت داخلی ماژول - مقاومت، نشان داده شده در اهم.
ضریب کارایی - COP (مخفف انگلیسی - ضریب عملکرد)، در اصل این کارایی دستگاه است که نسبت خنک کننده به مصرف برق را نشان می دهد. برای عناصر ارزان قیمت، این پارامتر در محدوده 0.3-0.35، برای بیشتر است مدل های گران قیمتبه 0.5 نزدیک می شود.

علامت گذاری

بیایید ببینیم که چگونه علامت گذاری های معمولی ماژول با استفاده از مثال شکل 4 رمزگشایی می شوند.

شکل 4. ماژول Peltier با علامت TEC1-12706

علامت گذاری به سه گروه معنی دار تقسیم می شود:

تعیین عنصر دو حرف اول همیشه بدون تغییر هستند (TE) که نشان می دهد این یک عنصر حرارتی است. مورد بعدی اندازه را نشان می دهد، ممکن است حروف "C" (استاندارد) و "S" (کوچک) وجود داشته باشد. آخرین عدد نشان می دهد که چند لایه (آبشار) در عنصر وجود دارد.
تعداد ترموکوپل های ماژول نشان داده شده در عکس 127 عدد می باشد.
اندازه جریان نامیدر آمپر، 6 A داریم.

علامت گذاری سایر مدل های سری TEC1 به همین ترتیب خوانده می شود، به عنوان مثال: 12703، 12705، 12710 و غیره.

کاربرد

با وجود راندمان نسبتا کم، ترمو عناصر الکتریکیکاربرد گسترده ای در اندازه گیری، محاسبات و لوازم خانگی. ماژول ها یک عنصر عملیاتی مهم دستگاه های زیر هستند:

واحدهای تبرید سیار;
ژنراتورهای کوچک برای تولید برق؛
سیستم های خنک کننده در رایانه های شخصی؛
کولرهای خنک کننده و گرمایش آب؛
رطوبت گیر و غیره

اجازه دهید مثال های مفصلی از استفاده از ماژول های ترموالکتریک ارائه دهیم.

یخچال با استفاده از عناصر Peltier

ترموالکتریک واحدهای برودتیعملکرد قابل توجهی نسبت به کمپرسور و آنالوگ های جذبی پایین تر است. اما آنها دارای مزایای قابل توجهی هستند که باعث می شود در زمان استفاده از آنها توصیه شود شرایط خاص. این مزایا عبارتند از:

سادگی طراحی؛
مقاومت در برابر لرزش؛
عدم وجود عناصر متحرک (به جز فن در حال دمیدن رادیاتور)؛
سطح سر و صدای کم؛
ابعاد کوچک؛
توانایی کار در هر موقعیتی؛
عمر طولانی؛
مصرف انرژی پایین

این ویژگی ها برای نصب موبایل ایده آل هستند.

عنصر پلتیه به عنوان یک مولد برق

ماژول‌های ترموالکتریک می‌توانند به عنوان ژنراتور برق عمل کنند، اگر یکی از طرف‌های آنها در معرض گرمایش اجباری قرار گیرد. هر چه اختلاف دما بین طرفین بیشتر باشد، جریان تولید شده توسط منبع بیشتر است. متأسفانه، حداکثر دما برای ژنراتور حرارتی محدود است، نمی تواند بالاتر از نقطه ذوب لحیم کاری استفاده شده در ماژول باشد. نقض این شرط منجر به خرابی عنصر می شود.

برای تولید انبوه ژنراتورهای حرارتی از ماژول های مخصوص با لحیم نسوز استفاده می شود که می توان آنها را تا دمای 300 درجه سانتی گراد گرم کرد. در عناصر معمولی، به عنوان مثال، TEC1 12715، حد 150 درجه است.

از آنجایی که کارایی چنین دستگاه هایی کم است، تنها در مواردی استفاده می شود که امکان استفاده از منبع کارآمدتر وجود ندارد. انرژی الکتریکی. با این حال، ژنراتورهای حرارتی 5-10 وات در بین گردشگران، زمین شناسان و ساکنان مناطق دور افتاده مورد تقاضا هستند. بزرگ و قدرتمند تاسیسات ثابتکه با سوخت با دمای بالا تغذیه می شود، برای تامین انرژی واحدهای توزیع گاز، تجهیزات ایستگاه های هواشناسی و غیره استفاده می شود.

برای خنک کردن پردازنده

اخیراً، این ماژول ها در سیستم های خنک کننده CPU رایانه های شخصی شروع به استفاده کردند. با توجه به راندمان پایینعناصر حرارتی، سود چنین ساختارهایی نسبتاً مشکوک است. به عنوان مثال، برای خنک کردن یک منبع حرارتی 100-170 وات (بیشتر مناسب است مدل های مدرن CPU)، شما باید 400-680 وات هزینه کنید، که نیاز به نصب یک منبع تغذیه قدرتمند دارد.

دومین مشکل این است که یک پردازنده بدون بار انرژی حرارتی کمتری آزاد می کند و ماژول می تواند آن را در زیر نقطه شبنم خنک کند. در نتیجه، تراکم شروع به شکل گیری می کند، که تضمین می شود به الکترونیک آسیب برساند.

کسانی که تصمیم به ایجاد چنین سیستمی به تنهایی دارند باید یک سری محاسبات را برای انتخاب قدرت ماژول برای یک مدل پردازنده خاص انجام دهند.

با توجه به موارد فوق، استفاده از این ماژول ها به عنوان سیستم خنک کننده CPU مقرون به صرفه نیست، علاوه بر این، می تواند باعث از کار افتادن تجهیزات کامپیوتری شود.

وضعیت در مورد دستگاه های هیبریدی کاملاً متفاوت است، جایی که ماژول های حرارتی همراه با خنک کننده آب یا هوا استفاده می شوند.

سیستم های هیبریدیخنک کننده اثربخشی خود را ثابت کرده است، اما هزینه بالا حلقه تحسین کنندگان آنها را محدود می کند.

تهویه مطبوع بر اساس عناصر Peltier

از نظر تئوری، چنین دستگاهی از نظر طراحی بسیار ساده تر خواهد بود. سیستم های کلاسیککنترل آب و هوا، اما همه اینها به عملکرد پایین برمی گردد. خنک کردن حجم کم یک چیز است اتاق تبرید، دیگری اتاق یا فضای داخلی ماشین است. دستگاه های تهویه مطبوع که از ماژول های ترموالکتریک استفاده می کنند نسبت به تجهیزاتی که با مبرد کار می کنند، برق بیشتری (3-4 برابر) مصرف می کنند.

در مورد استفاده از آن به عنوان سیستم کنترل آب و هوای خودرو، قدرت یک ژنراتور استاندارد برای کار با چنین دستگاهی کافی نخواهد بود. جایگزینی آن با تجهیزات کارآمدتر منجر به مصرف سوخت قابل توجهی می شود که مقرون به صرفه نیست.

در انجمن های موضوعی، بحث های مربوط به این موضوع به صورت دوره ای و متنوع مطرح می شود طرح های خانگی، اما یک نمونه اولیه کار کامل هنوز ایجاد نشده است (بدون احتساب تهویه مطبوع برای همستر). زمانی که ماژول هایی با کارایی قابل قبول تر در دسترس قرار گیرند، کاملاً ممکن است که وضعیت تغییر کند.

برای خنک کردن آب

عنصر ترموالکتریک اغلب به عنوان خنک کننده برای کولرهای آبی استفاده می شود. طراحی شامل: یک ماژول خنک کننده، یک کنترل کننده با ترموستات و یک بخاری است. این پیاده‌سازی بسیار ساده‌تر و ارزان‌تر از مدار کمپرسور است، علاوه بر این، قابل اعتمادتر و کارکرد آسان‌تر است. اما معایب خاصی نیز وجود دارد:

آب کمتر از 10-12 درجه سانتیگراد خنک نمی شود.
خنک سازی بیشتر از همتای کمپرسور خود طول می کشد، بنابراین چنین کولری برای دفتر کار مناسب نیست مقدار زیادکارگران؛
دستگاه حساس است دمای خارجیدر یک اتاق گرم، آب به حداقل درجه حرارت خنک نمی شود.
نصب در اتاق های گرد و غبار توصیه نمی شود، زیرا ممکن است فن مسدود شود و ماژول خنک کننده ممکن است از کار بیفتد.

کولر آبی رومیزی با استفاده از عنصر Peltier

خشک کن هوا بر اساس عناصر Peltier

بر خلاف تهویه مطبوع، اجرای رطوبت گیر با استفاده از عناصر ترموالکتریک کاملا امکان پذیر است. طراحی بسیار ساده و ارزان است. ماژول خنک کننده دمای رادیاتور را در زیر نقطه شبنم کاهش می دهد و در نتیجه رطوبت موجود در هوای عبوری از دستگاه روی آن می نشیند. آب ته نشین شده به یک مخزن ذخیره مخصوص تخلیه می شود.

با وجود راندمان پایین، در این مورد راندمان دستگاه کاملا رضایت بخش است.

چگونگی اتصال؟

در اتصال ماژول هیچ مشکلی وجود نخواهد داشت؛ باید یک ولتاژ ثابت به سیم های خروجی اعمال شود؛ مقدار آن در برگه اطلاعات عنصر نشان داده شده است. سیم قرمز باید به مثبت و سیم سیاه به منفی وصل شود. توجه! معکوس کردن قطبیت، موقعیت سطوح سرد شده و گرم شده را معکوس می کند.

چگونه عنصر Peltier را برای عملکرد بررسی کنیم؟

ساده ترین و راه قابل اعتماد- لمسی. لازم است ماژول را به منبع ولتاژ مناسب متصل کرده و آن را لمس کنید طرف های مختلف. برای یک عنصر کار، یکی از آنها گرمتر و دیگری سردتر خواهد بود.

اگر منبع مناسبی در دسترس ندارید، به یک مولتی متر و یک فندک نیاز دارید. فرآیند تأیید بسیار ساده است:

پروب ها را به پایانه های ماژول وصل کنید.
فندک روشن را به یکی از طرفین بیاورید.
خوانش های دستگاه را مشاهده می کنیم.

در ماژول کار با گرم شدن یکی از طرفین جریان الکتریکی ایجاد می شود که بر روی نمایشگر دستگاه نمایش داده می شود.

چگونه یک عنصر Peltier را با دستان خود بسازیم؟

ساخت یک ماژول خانگی در خانه تقریبا غیرممکن است، به خصوص که با توجه به هزینه نسبتا پایین آنها (حدود 4 تا 10 دلار) هیچ فایده ای برای انجام این کار وجود ندارد. اما می توانید دستگاهی را جمع آوری کنید که در پیاده روی مفید باشد، به عنوان مثال، یک ژنراتور ترموالکتریک.

برای تثبیت ولتاژ، لازم است یک مبدل ساده روی تراشه آی سی L6920 مونتاژ شود.

ولتاژی در محدوده 0.8-5.5 ولت به ورودی چنین مبدلی عرضه می شود؛ در خروجی آن 5 ولت پایدار تولید می کند که برای شارژ بیشتر کافی است. دستگاه های تلفن همراه. در صورت استفاده از عنصر مرسوم Peltier، لازم است محدوده دمای عملیاتی سمت گرم شده را به 150 درجه سانتیگراد محدود کنید. برای جلوگیری از دردسر ردیابی، بهتر است از یک قابلمه آب جوش به عنوان منبع حرارت استفاده کنید. در این حالت، المنت تضمین می‌شود که بیش از 100 درجه سانتیگراد گرم نشود.

کولر ترموالکتریک پلتیر.

اصل عملکرد از شبکه به عاریت گرفته شده است: عملکرد عناصر پلتیر بر اساس تماس دو ماده رسانا با در سطوح مختلفانرژی الکترون در باند رسانایی هنگامی که جریان از تماس چنین موادی عبور می کند، الکترون باید انرژی به دست آورد تا به یک نوار رسانایی انرژی بالاتر از نیمه هادی دیگر حرکت کند. هنگامی که این انرژی جذب می شود، نقطه تماس بین نیمه هادی ها سرد می شود. هنگامی که جریان در جهت مخالف جریان می یابد، علاوه بر اثر حرارتی معمول، نقطه تماس بین نیمه هادی ها گرم می شود.

هنگامی که فلزات با هم تماس پیدا می کنند، اثر پلتیه آنقدر کوچک است که در پس زمینه پدیده های گرمایش اهمی و هدایت حرارتی قابل توجه نیست. بنابراین در کاربردهای عملی از تماس دو نیمه هادی استفاده می شود.

ظاهر عنصر پلتیه هنگامی که جریان عبور می کند، گرما از یک طرف به طرف دیگر منتقل می شود. یک عنصر Peltier از یک یا چند جفت موازی پاهای نیمه هادی کوچک - یک نوع n و یک نوع p در یک جفت (معمولاً بیسموت تلورید، Bi2Te3 و سیلیکون ژرمانید تشکیل شده است. ) که با استفاده از جامپرهای فلزی به صورت جفت به هم متصل می شوند. جامپرهای فلزی به طور همزمان به عنوان تماس های حرارتی عمل می کنند و با یک فیلم غیر رسانا یا صفحه سرامیکی عایق بندی می شوند. جفت های متوازی الاضلاع به گونه ای به هم وصل شده اند که یک اتصال سری از بسیاری از جفت نیمه هادی ها تشکیل می شود. انواع متفاوترسانایی، به طوری که در بالا یک دنباله از اتصالات (n->p) و در پایین برعکس (p->n) وجود دارد. جریان الکتریکی به صورت متوالی در تمام متوازی الاضلاع جریان می یابد. بسته به جهت جریان، کنتاکت های بالایی خنک می شوند و قسمت های پایینی گرم می شوند - یا برعکس. بنابراین جریان الکتریکی گرما را از یک طرف عنصر پلتیه به طرف مقابل منتقل می کند و اختلاف دما ایجاد می کند.

اگر طرف گرمایش المنت پلتیر را خنک کنید، مثلاً با استفاده از رادیاتور و فن، دمای قسمت سرد حتی کمتر می شود. در المان‌های تک مرحله‌ای، بسته به نوع عنصر و مقدار جریان، اختلاف دما می‌تواند تقریباً به ۷۰ K/ برسد.

شرح
عنصر Peltier یک مبدل ترموالکتریک است که با اعمال ولتاژ قادر به ایجاد اختلاف دما در بین صفحات، یعنی پمپاژ گرما یا سرما است. عنصر Peltier ارائه شده برای خنک کردن بردهای کامپیوتر (با توجه به حذف موثر گرما)، برای خنک کردن یا گرم کردن آب استفاده می شود. از عناصر پلتیر در یخچال های قابل حمل و ماشین نیز استفاده می شود.

عنصر پلتیر با ولتاژ 12 ولت کار می کند.

برای گرم کردن، فقط باید قطبیت را تغییر دهید.
ابعاد صفحه پلتیر: 40*40*4 میلیمتر.
محدوده دمای عملیاتی: از -30 تا +70؟..
ولتاژ کاری: 9-15 ولت.
مصرف جریان: 0.5-6 A.
حداکثر توان مصرفی: 60 وات
یک چیز کوچک خنده دار، ما 12 ولت + وصل می کنیم - خنک می شود، قطبیت را تغییر می دهیم، گرم می شود. در بسیاری از یخچال های ماشین استفاده می شود، حداقل این چیزی است که من دارم. می توانید یک مدار فشرده را به محفظه دستکش وصل کنید تا شکلات در تابستان ذوب نشود! برای استفاده و کاربرد موثرشما باید از یک رادیاتور خنک کننده استفاده کنید - به عنوان آزمایش من از رادیاتور یک پردازنده کامپیوتری، احتمالاً با یک خنک کننده استفاده کردم. هر چه خنک کننده بهتر باشد، اثر پلتیه قوی تر و موثرتر است. هنگام اتصال به باتری 12 ولت خودرو، مصرف جریان 5 آمپر بود. در یک کلام عنصر پرخور است. از آنجایی که من هنوز کل مدار را مونتاژ نکرده ام، بلکه فقط انجام داده ام تست های تمرینی، بدون اندازه گیری دما با ابزار. بنابراین، در حالت خنک کننده، یخ زدگی خفیف در عرض 10 دقیقه ظاهر شد. در حالت گرم کردن، آب در فنجان فلزی شروع به جوشیدن کرد. راندمان این کولر البته کم است، اما قیمت دستگاه و فرصت آزمایش، خرید را توجیه می کند. بقیه در عکس هست

یخچال ماشین را خودتان با استفاده از عناصر Pelte انجام دهید

در حالی که مشغول ساخت و ساز بودم خانه روستایینمی توانستم به راه های دیگری برای استفاده از آن فکر نکنم فوم پلی استایرن اکسترود شده. امروز این یکی از بیشترین است مواد عایق موثربا تعداد زیادی از مزایا و بسیار با قیمتی مقرون به صرفه. اولین چیزی که متوجه شدم این بود که برای سفرهای خرید مواد غذایی به هایپر مارکت، داشتن یک قمقمه که در آن بتوانید مواد غذایی یخ زده را با خیال راحت حمل کنید، بسیار مفید است.

برای ساخت چنین جعبه ای 160 روبل و نیم ساعت وقت آزاد صرف شد. اما تصمیم گرفتم جلوتر رفته و طراحی را اصلاح کنم تا از آن به عنوان یک یخچال مستقل استفاده کنم.

بیایید شروع به ساختن کنیم!

بنابراین، اجازه دهید با یک ظرف قمقمه شروع کنیم. ما به یک ورق فوم پلی استایرن با ابعاد 1200x600 میلی متر، ضخامت 50 میلی متر، یک چاقوی لوازم التحریر و یک متر نوار نیاز داریم. هزینه چنین ورق در هر فروشگاه سخت افزاری 160 روبل است. ورق را طبق الگو برش می دهیم، فوم پلی اورتان را می گیریم و چنین ظرفی را به هم می چسبانیم.

در اینجا یک نمودار از برش ورق است. ورق دارای دو طرف به ضخامت 20 میلی متر است، آنها باید از همه طرف به جز قسمت پایین بریده شوند. ورق ها با فوم پلی اورتان به هم چسبانده می شوند. تکنولوژی ساده است. کمی فوم روی محل چسب بزنید، 1 دقیقه صبر کنید، ورقه ها را محکم روی هم فشار دهید و سپس به مدت 5 دقیقه به صورت دستی کنترل کنید تا در اثر انبساط کف جابجا نشوند. نکته اصلی این است که آن را بدون مراقبت رها نکنید. فقط یک تکه کوچک فوم پلی استایرن مشخص شده است خاکستریروی نمودار

به طراحی درب، یکی از ورق های بزرگاز نمودار بالا، هنگام چسباندن آن را به 3 قسمت در جای خود برش دادم تا از محکم شدن آن اطمینان حاصل کنم. پس از این می توان قسمت بیرونی جعبه را رنگ کرد. رنگ فوم پلی استایرن را کمی خورده می کند، بنابراین بهتر است در دو مرحله رنگ آمیزی شود. ظرف به دست آمده 820 گرم وزن دارد و عملکرد اتلاف حرارتی باورنکردنی دارد. می توانید چندین کیلوگرم غذای منجمد را در چنین جعبه ای قرار دهید و بدون هیچ مشکلی چندین ساعت آن را حمل کنید. نکته اصلی این است که غذاهای منجمد و سرد را مخلوط نکنید. می توانید طرح را با یک باتری سرد تکمیل کنید.

یا می توانید طرح را برای دریافت تغییر دهید یخچال کامل. برای این منظور، ما از یک عنصر Peltier - یک مبدل ترموالکتریک استفاده خواهیم کرد که اصل عملکرد آن بر اساس وقوع اختلاف دما در طول جریان است. جریان الکتریسیته. اینها عناصری هستند که در یخچال ماشین های سریال و همچنین صندلی های ماشین دارای تهویه مورد استفاده قرار می گیرند.

هزینه یک عنصر Pelte با حداکثر توان 60 وات در aliexpress 130-150 روبل است. مدل TEC1-12706. در حین کار، یک طرف المنت گرم می شود، طرف دیگر خنک می شود. برای جلوگیری از سوختن عنصر، لازم است به شدت گرما را از سمت داغ حذف کنید. برای انجام این کار، ما به یک خنک کننده پردازنده با رادیاتور از یک فروشگاه رایانه نیاز داریم که قیمت آن 250 روبل است. برای بهبود گردش هوا در داخل محفظه یخچال و جلوگیری از یخ زدن رادیاتور، تصمیم گرفتم فن هایی را در دو طرف نصب کنم. ما همچنین به یک ترموستات با یک سنسور دمای خارجی و یک رله به قیمت 170 روبل نیاز خواهیم داشت که به ما امکان کنترل می دهد تنظیم دماداخل ظرف خوب، یک کابل فرمت با کانکتور برای فندک ماشین به قیمت 100 روبل.

بنابراین، اجازه دهید شروع به مونتاژ کنیم.

ما عنصر Peltier را با استفاده از خمیر حرارتی (شامل کولر) بین دو نصب می کنیم رادیاتورهای آلومینیومی. در اینجا شایان ذکر است که گرادیان دمایی نصب را می توان با مونتاژ 2 یا 3 المان پلتیر که به صورت سری نصب شده اند افزایش داد. بنابراین، به طوری که یک عنصر Peltier دیگری را خنک می کند. در این نسخه امکان قرار گرفتن در کانتینر وجود دارد دمای منفیتا -18 درجه سانتیگراد. ما یک قطعه عایق حرارتی فوم را در امتداد محیط بین عنصر قرار می دهیم.

ما رادیاتورها را با صفحات نصب استاندارد به مادربرد به یکدیگر متصل می کنیم و آنها را با استفاده از وصل می کنیم گیره های پلاستیکی. این همچنین باعث می شود که طرف های سرد و گرم از نظر حرارتی از یکدیگر جدا شوند. اجرای آزمایشی نصب هر چه قسمت گرم را با شدت بیشتری خنک کنیم، دمای سمت سرد کمتر می شود. در اینجا فن ها به منظور تامین هوای رادیاتورها هستند، این کارایی کمتری نسبت به زمانی است که آنها برای دمیدن آنها برگردانده شوند. در جعبه بداهه ما موفق شدیم به دمای -3 درجه در یک دما دست یابیم محیط+26. عکس به وضوح مدل کولرها را نشان می دهد؛ مزیت آنها مساحت بزرگ ناحیه پشتیبانی رادیاتور است. و به عنوان پد عایق حرارتی از یک قطعه عایق حرارتی برای لوله های گرد استفاده کردم.

حالا اجازه دهید مبدل ترموالکتریک را در درب ظرف جدید ادغام کنیم. برای راحتی قرار دادن کل ساختار، ضخامت پوشش را تا 100 میلی متر افزایش می دهیم (2 ورق فوم پلی استایرن). این عکس به وضوح واشر محیطی بین دو رادیاتور را نشان می دهد.

برش هنری فوم پلی استایرن و پردازش سمباده. بیایید دوباره نقاشی کنیم. پس از رنگ آمیزی، پوسته بیرونی فوم پلی استایرن قوی تر می شود.

درزها را با درزگیر می‌پوشانیم، هر دو فن را برمی‌گردانیم تا منفجر شود. در میان پیشرفت‌های بالقوه، شاید ارزش کاهش سرعت فن در سمت سرد را داشته باشد (در حال حاضر هر دو فن با حداکثر سرعت کار می‌کنند).

برد ترموستات را در کنار کیس نصب می کنیم و سیم برق را به این روش ساده تعمیر می کنیم. ابتدا صفحه را با استفاده از پیچ های خودکار فشار می دهیم، سپس آن را با درزگیر ثابت می کنیم.

کانتینر مونتاژ شده وزن ظرف بدون درب 800 گرم است؛ درب با مبدل ترموالکتریک مونتاژ شده به همین وزن است. کل هزینه ها 1000 روبل و چند ساعت زمان است. آزمایشات با محصولات خنک شده در صندوق عقب خودرو توانایی سیستم را در حفظ دمای پایین (!) ظرف در 5+ درجه سانتیگراد، در دمای محیط 29+ درجه نشان داد (بله، در این خودرو بسیار گرمتر است. صندوق عقب، حتی با تهویه مطبوع کار می کند) و مصرف جریان - 3 آمپر. من فکر می کنم این یک نتیجه عالی است.

من قصد دارم ظرف بعدی را از 3 عنصر Peltier که به صورت سری نصب شده اند بسازم تا یک فریزر کامل به دست بیاورم.

ما با درک اصل عملکرد آن، مقاله ای در مورد نحوه ساخت یخچال با دستان خود ارائه می دهیم.

روش تولید سرما به طور مستقیم به ابعاد دستگاه آینده بستگی دارد. در اندازه های بزرگیک مدار با فریون را انتخاب کنید، برای موارد کوچک - عناصر الکتریکی Peltier.

مهم! در خود تولیدیبه گزینه دوم که در خانه اجرا می شود توجه کنید.

در مرحله بعد، نحوه ساخت یخچال برای باغ و ماشین خود را بررسی خواهیم کرد که با USB 12 ولت تغذیه می شود. چه چیزی می توانید از کامپیوتر یا کولر آبی خود بردارید؟ نحوه مونتاژ بدنه از مواد ورق? یخچال های آمونیاکی و تریلر چگونه ساخته می شوند؟

اصل عملکرد و مزایای عنصر خنک کننده پلتیه

در حین کار مبدل پلتیر، دو قسمت آن دارای دماهای مختلف. هنگامی که جریان الکتریکی از کولر عبور می کند، گرما در نیمه بالایی و جریان سرد در نیمه پایینی ایجاد می شود.

توجه! شما می توانید یک دستگاه خنک کننده را در فروشگاهی که قطعات کامپیوتر یا قطعات رادیویی می فروشد خریداری کنید.

از مزایای چنین یخچال و فریزر می توان به عدم وجود موارد زیر اشاره کرد:

عناصر متحرک؛
رسانه های منتقل شده؛
سر و صدا.

دستورالعمل مونتاژ یخچال ترموالکتریک با دستان خود

برای ساخت یخچال با استفاده از عناصر Peltier با دستان خود، بررسی کنید دستورالعمل های گام به گام. مراحل را با جزئیات شرح می دهد و توصیه های مفیدی را ارائه می دهد.

مواد و ابزار

برای کار شما نیاز دارید:

پلی استایرن منبسط شده ورق های مناسب با ضخامت 50 میلی متر؛
عنصر پلتیه؛
رادیاتور با کولر می توان از تجهیزات کامپیوتری قدیمی حذف کرد.
خمیر حرارتی؛
تنظیم کننده با سنسور دما؛
فوم پلی اورتان؛
سیم ها؛
دوشاخه برای اتصال به ماشین USB و/یا سوکت؛
چاقوی لوازم التحریر;
ابزار اندازه گیری و مداد؛
آهن لحیم کاری

مونتاژ مسکن

برای اطمینان از دقت هندسی بدنه یخچال، یک قالب ساخته می شود. ابعاد آن باید با حجم مورد نیاز دستگاه آینده مطابقت داشته باشد. قفسه شراب باید به اندازه کافی بلند باشد تا بطری ها را در خود جای دهد.

توجه! به عنوان یک الگو، از نقاشی یک جعبه یا جعبه با اندازه مناسب استفاده کنید.

عناصر ترسیم شده:

برش به اندازه با استفاده از یک چاقوی ابزار؛
با استفاده از آنها به یکدیگر متصل می شوند فوم پلی اورتان. برای انجام این کار، عناصر با فوم اعمال شده به سطح آنها به هم متصل می شوند و تا زمانی که ترکیب کاملاً خشک شود، در حالت ثابت باقی می مانند. برای افزایش ویژگی های عایق حرارتی، دیوارها دوبل ساخته می شوند.

جعبه مونتاژ شده به رنگ انتخاب شده در چندین لایه رنگ آمیزی می شود.

به سطح داخلی دستگاه تبریدعایق را با فویل آلومینیومی با استفاده از میخ های مایع بچسبانید.

در صورت عدم وجود ورق های فوم پلی استایرن اکسترود شده، می توانید از موارد زیر استفاده کنید:

لمینت شیارهای مخصوص مونتاژ سازه را تسهیل می کند. این ماده دارای استحکام کافی است.
استایروفوم. خوب پردازش شده ابزار برش. مقاوم در برابر رطوبت. یخچال ساخته شده از فوم پلی استایرن هزینه کمتری نسبت به همتای خود ساخته شده از فوم پلی استایرن دارد.
ام دی اف یا تخته فیبر. به دلیل مقاومت کم در برابر رطوبت، پردازش اضافی مورد نیاز خواهد بود.
پلاستیک جعبه های آماده با درب ترجیح داده می شوند. جعبه ابزار یا کولر آبی این کار را انجام می دهد.

نصب و راه اندازی واحد خنک کننده

برای اطمینان از جریان کارآمد فرآیندهای فیزیکی در داخل یک مینی یخچال قابل حمل، نصب به ترتیب زیر انجام می شود:

یک پروفیل آلومینیومی از داخل به صورت عمود بر دیواره جانبی جعبه نصب شده است. برای انتقال سرما به فضای داخلی استفاده خواهد شد.
به ثابت پروفیل آلومینیومییک رادیاتور از داخل وصل شده است که با کمک آن از توزیع مجدد هوای سرد در سراسر حجم داخلی اطمینان حاصل می شود.
یک عنصر Peltier در قسمت بیرونی پروفیل نصب شده است. بهتر است از استفاده از درزگیرهای چسب به دلیل کارایی کم خودداری شود. پیچ ها ترجیح داده می شوند.

برای اینکه یخچال ماشین لازم را فراهم کند رژیم دما، برای خنک کردن ظرف از سه عنصر استفاده می شود. یک بلوک کامپیوتری به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود. اگر یخچال و فریزر به باتری خودرو وصل شود، به یک سیم کشی با کانکتور فندکی نیاز دارید. برای تنظیم دما یک ترموستات به یخچال وصل می شود.

نصب عنصر Peltier باید با رعایت تعدادی از قوانین انجام شود. لازم:

قطبیت سیم ها را رعایت کنید. اتصال نادرست باعث گرم شدن داخل و سرد شدن بیرون می شود.
با نصب کولر گرما را به موقع از بالا جدا کنید. بدون آن، عنصر بیش از حد گرم می شود. شدت حذف جریان هواقدرت سیستم را تعیین می کند.
واشر عایق را به طور ایمن محکم کنید. ویژگی های آن کارایی کولر را تعیین می کند.
در حین نصب، خمیر حرارتی باید بین قطعات عنصر و صفحه عایق اعمال شود.
برای پخش یکنواخت سرما و خنک شدن سریع داخل ظرف، یک خنک کننده دیگر به سطح داخلی آن متصل می شود. همچنین از ایجاد تراکم جلوگیری می کند.

انواع دیگر یخچال

اگر به فریزر نیاز دارید، باید سعی کنید یک واحد کمپرسور را مونتاژ کنید. با انجماد سریع و قابل اعتماد مشخص می شود. ساختن چنین وسیله ای به تنهایی دشوار است. شما باید دانش خاصی داشته باشید و کمپرسور، اواپراتور و کندانسور در دسترس داشته باشید. چنین واحدی را می توان در یک تریلر اتومبیل هنگام خروج از منزل نصب کرد.

دستگاه های نوع جذبی وجود دارد. آنها عبارتند از:

ژنراتوری که مخلوط اشباع شده با آمونیاک در آن تغذیه می شود. پس از اتصال به سیستم منبع تغذیه، به جوش می آید.

کندانسوری که گرمای بیرون یخچال را از بین می برد.
یک جاذب که در آن به دلیل اختلاف فشار، محلول آمونیاک-آب بخار آمونیاک را جذب می کند. این فرآیند با انتشار گرما همراه است. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد، آن را با آب خنک می کنند.
اواپراتور که در آن بخار مبرد آزاد می شود.

بنابراین، ساده ترین نسخه یخچال و فریزر برای ماشین، دستگاهی بر اساس عناصر Peltier است. این راه حل بهینهدر شرایطی که کیف قمقمه مسافرتی مناسب شما نیست. کمپینگ، 12 ولت، خواهد بود گزینه مناسببرای یک اقامتگاه تابستانی، اگر یک آداپتور ویژه برای 220 ولت تهیه کنید.