Haben Sie sich jemals über einen kleinen tragbaren Kühlschrank Gedanken gemacht, um Ihr Wasser, Ihre Getränke und Säfte während Ihrer Sommerausflüge zu kühlen?
AC-Kühlung ist die gebräuchlichste Methode zum Kühlen in einem Kühlschrank oder einem Raum. Dies ist jedoch ein Hochleistungsprozess, der eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie und sperrige elektrische Hardware erfordert, um diese Aufgabe auszuführen.
Glücklicherweise ist es möglich, einen Kühlschrank herzustellen, der Lebensmittel mit einer tragbaren Gleichstrombatterie und dem sogenannten Peltier-Effekt kühl hält.
Was ist der Peltier-Effekt?
Thermoelektrische Kühler oder Vorrichtungen mit Peltier-Effekt sind vergleichsweise kleine Vorrichtungen, die zum Kühlen oder Heizen verwendet werden. Peltier-Geräte verwenden DC (Gleichstrom) zum Kühlen, im Gegensatz zu herkömmlichen Kühlschränken oder Klimaanlagen, die Wechselstrom verwenden. Der Peltier-Effekt ist ein Vorgang, bei dem, wenn Gleichstrom durch einen Stromkreis mit zwei unterschiedlichen Leitern geleitet wird Materialien wird Wärme von einer Verbindungsstelle entfernt, wodurch sie kalt wird, und die andere Verbindungsstelle absorbiert Wärme, was dazu führt, dass sie kalt wird heiß werden.
Es kann auch beobachtet werden, dass, wenn die Polarität des Stroms umgekehrt wird, die zuvor kalte Verbindungsstelle heiß wird; während der Übergang, der vor dem Umkehren der Strompolarität heiß war, kalt wird.
Verwendung thermoelektrischer Peltier-Vorrichtungen zur Temperaturregelung
Das obige Phänomen schafft eine Gelegenheit, eine Vorrichtung zu entwerfen, die Wärme extrahieren und entfernen kann. Wenn Sie die kältere Verbindungsstelle auf die heiße Oberfläche oder das Gerät legen, von dem Wärme abgeführt werden soll, und die heißere Verbindungsstelle auf a Kühlkörperkönnen Sie die Oberfläche oder das Gerät kühl halten. Nicht nur das, Sie können auch eine dauerhafte optimale Temperatur für eine gute Leistung aufrechterhalten.
So bauen Sie einen Mini-DC-Kühlschrank
Wir werden das oben erwähnte Konzept verwenden, um einen DC-Kühlschrank zu entwerfen. Ein Mini-Kühlschrank ist das Zieldesign, es kann jedoch mit mehreren Peltier-Effekt-Geräten unter Verwendung derselben Technik zu einem mittelgroßen Kühlschrank skaliert werden.
Was wirst du brauchen
Die benötigte Ausrüstung ist wie folgt: -
- Ein Peltier-Modul (TEC1-12706) mit angeschlossenen Drähten.
- Zwei Kühlkörper.
- Eine 12-V-DC-Batterie oder ein DC-Netzteil.
- A Box (Intern sollte aus thermisch nicht leitendem Material wie Holz, Pappe oder Styropor bestehen)
- Zwei Lüfter Delta Electronics FFB0412HN auf Kühlrippen für erzwungene Konvektion
- Wärmeleitpaste
- Stromkabel
Das hier verwendete thermoelektrische Kühl-Peltier-Gerät ist ein DC-Betriebsgerät mit einer optimalen Betriebsspannung von 12 VDC, das fast 6 A Strom (72 W) aufnimmt. Die Betriebsspannung sollte 15 VDC nicht überschreiten. Schalten Sie das Peltier-Gerät nicht ohne Kühlkörper ein. Wenn es auch nur vorübergehend verwendet wird, kann es die maximale Betriebstemperatur der Geräteverbindung überschreiten und zu einer Leistungsminderung oder einem vollständigen Ausfall des Geräts führen.
Schritt 1: Bereiten Sie die Box vor
Nehmen Sie nun eine leere Schachtel mit Wärmedämmmaterial. Für diese Demonstration haben wir Pappe verwendet. Machen Sie ein Loch oder einen Hohlraum entsprechend den Abmessungen des Peltier-Geräts TEC1-12706 (d. h. 40 mm x 40 mm) für das Design eines Minikühlschranks. Platzieren Sie das Peltier-Gerät direkt auf dem Hohlraum, den Sie in der Box erstellt haben
Schritt 2: Platzieren Sie Kühlkörper auf dem Peltier-Gerät
Legen Sie nun Kühlkörper auf beide Verbindungen des Peltier-Geräts. Jede Verbindungsstelle der Peltier-Vorrichtung ist am Kühlkörper angebracht mit hochleitfähiger Wärmeleitpaste. Wärmeleitpaste sorgt dabei für einen reibungslosen Wärmefluss zwischen jedem Peltier-Übergang und der Grundplatte des Kühlkörpers Lassen Sie auch nicht zu, dass die heiße Verbindungsstelle zu heiß und die kalte Verbindungsstelle zu kalt wird, um sie zu beschädigen Kreuzung.
Der Kühlkörper erhöht die Effizienz des Peltier-Geräts, indem er regelmäßig den Luftstrom aufrechterhält. Denn durch die große Oberfläche wird der Wärmeaustausch zwischen der Umgebungsluft und dem Peltierelement erhöht Fläche, die der Kühlkörper für die Wärmeentnahme aus der inneren Verbindungsstelle und die Wärmeabfuhr durch die äußere bietet Kreuzung. Für ein gutes Design werden Kühlkörper mit größeren Rippen und größerer Oberfläche empfohlen.
Schritt 3: Lüfter anbringen
Jetzt befestigen Ihre Wahl des Ventilators auf jeder Kühlrippe. Die vom Lüfter bereitgestellte erzwungene Konvektion erhöht die Luftstromgeschwindigkeit durch die Lamellen des Kühlkörpers, wodurch mehr Wärmeentnahme möglich ist.
Die in diesem Projekt verwendeten Lüfter sind bürstenlose 12-VDC-Lüfter (Delta Electronics FFB0412HN) mit einem Luftstrom von 10,6 cfm. Jeder Lüfter verbraucht weniger als ein Watt Strom aus der Batterie. Man kann jedoch für eine bessere Leistung einen Lüfter mit mehr Luftstrom verwenden.
Achten Sie darauf, die Verbindungsstellen des Geräts nicht durch eine Metallschnittstelle wie eine an Kühlkörpern angebrachte Schraube zu verbinden, um Kurzschlüsse an thermischen Verbindungsstellen zu vermeiden. Dies kann zu einer erheblichen Verschlechterung der Leistung des Kühlschranks mit Peltier-Vorrichtung führen, da der Wärmefluss möglicherweise den kürzesten Weg durch die Metallschraube usw. nimmt.
Falls Schrauben aufgrund eines thermischen Kurzschlusses zwischen zwei Kühlkörpern nicht montiert werden können, können Sie Kühlkörper mit Klebstoff an der Box befestigen. Es ist jedoch zwingend erforderlich, Kühlkörperpaste zwischen einem Kühlkörper und dem Peltier-Element zu verwenden.
Schritt 4: Einschalten mit 12 VDC
Verbinden Sie nun die Verbindungsstellen des Peltier-Geräts und die Drähte der Lüfter mit einer 12-VDC-Batterie. Die Batterie muss die Stromkapazität haben, um einen Gleichstrom von 7 A zu liefern. Eine Batterie von 10 Ah oder mehr ist für dieses einzelne Peltier-Modul mit Lüfter ausreichend. Stellen Sie die Spannungspolarität der Geräteanschlüsse so ein, dass die Innenseite der Box kälter und die Außenseite heiß wird, wodurch die Wärme zur Kühlung aus der Box abgeleitet wird.
Verbinden Sie nun die Drähte mit der Batterie, damit das Gerät Strom aufnehmen kann. Beobachten Sie genau den aus der Batterie gezogenen Strom. Sie sollte innerhalb der vom Hersteller des Peltier-Geräts angegebenen Grenzen liegen. Lassen Sie das System einige Zeit Strom aufnehmen und beobachten Sie die Spannungen und Ströme auf sichere Grenzen.
Nach wenigen Augenblicken spüren Sie die kältere Luft in der Box. Sie können Wasserflaschen und Säfte hinzufügen, um sie kühl zu halten. Decken Sie nun die Box ab, um sie als Mini-Kühlschrank zu verwenden. Für einen zuverlässigen Betrieb können Sie einen Temperaturregler hinzufügen um das Peltier-Gerät vor Überschreitung der Betriebsgrenzen zu schützen.
Sie haben Ihren eigenen DIY-Minikühlschrank hergestellt
Jetzt können Sie sich mit den Peltier-Geräten und ein paar anderen einfachen Komponenten einen Mini-Kühlschrank bauen. Peltier-Effekt-Module können auch zur Temperaturregelung für Anwendungen wie das Einkühlen verwendet werden elektronische Geräte, Schaltungen und Systeme, bei denen es sich um ein kostengünstiges und leichtes Kühlsystem handelt erforderlich.
