Може да се счита за лукс. Но това е доста полезно нещо. Тук можете да поставите сладолед, газирана вода, да транспортирате всякакви замразени храни и много други. Магазинът ще таксува значителна сума за такова устройство, така че има смисъл да сглобите автомобилен хладилник със собствените си ръце. Освен това е интересно, просто и няколко пъти по-евтино. Можете също така да направите хладилник с всякаква форма и размер, така че да се побере удобно в пространството, подготвено в колата. Според автора цената на такъв домашен продукт е в рамките на 1000 рубли.

Като охлаждащ елемент се използва елемент на Пелтие (това е плоча, която при подаване на напрежение се нагрява от едната страна и се охлажда от другата). Ще ви трябват и един или повече (в зависимост от размера на хладилника) компютърни охладители с радиатори. Можете да ги получите безплатно, ако имате ненужни компютри.

Материали и инструменти за домашна работа:
- екструдиран пенополистирол;
- владетел;
- химикал, флумастер или друг инструмент за писане;
- канцеларски нож;
- Елементи на Пелтие (може да се закупят, не са скъпи);
- компютърни охладители с радиатори;
- полиуретанова пяна;
- проводник с конектор за запалка;
- термостатна платка;
- поялник, ножици и др.

Процесът на производство на хладилника:

Първа стъпка. Изработка на контейнер
Като цяло авторът първоначално искаше да направи термос, който да запази студа вътре. Тоест за транспортиране до къси разстоянияохладени продукти. Но след това контейнерът се превърна в пълен хладилник.

Контейнерът се сглобява от пенополистирол, а като лепило се използва полиуретанова пяна. Това е добре, защото пяната херметически запечатва всички пукнатини. Най-важното при проектирането е добрата топлоизолация, толкова по-добре задържа студа, толкова по-ефективен и икономичен ще работи хладилникът.
Можете да изберете всякакви размери според вашите нужди; за автора беше достатъчен лист пенополистирол с размери 1200x600 mm и дебелина 50 mm. Листът просто се изрязва според шаблона и след това се залепва в ценната кутия с помощта на полиуретанова пяна.

На снимката можете да видите схема за разкрояване на лист, ако искате да сглобите точно такъв хладилник. Листът има страни, чиято дебелина е 20 мм;

За залепване нанесете пяната и изчакайте 1 минута, след което трябва да натиснете частите за 5 минути и да се уверите, че не се движат. В крайна сметка това ще бъде само излишно малко парчепенополистирол, маркиран е сивона диаграмата.

След като кутията е готова, тя може да бъде боядисана. Трябва да боядисвате на две минавания, тъй като боята може да корозира полистироловата пяна. Въпреки това е препоръчително да изберете подходяща бояза тези цели. Контейнерът тежи 820 грама и замразените храни могат да се съхраняват в него доста дълго време.

Стъпка втора. Инсталиране на охлаждащия елемент
За да направите пълноценен хладилник, имате нужда от охлаждащ елемент, тук е електрически - това е елемент на Пелтие. Особеността на това устройство е, че когато се подаде напрежение, едната страна става много студена, а другата се нагрява. Така че, за да не изгори елементът на Пелтие, трябва да се отведе топлината от горещата му страна. Компютърен охладител с радиатор, който охлажда процесора, се справя добре с тази задача.

Най-мощният елемент на Peltier ще струва около 130-150 рубли (мощност 60 W).

Към с вътрерадиаторът не замръзва и въздухът се охлажда равномерно; също така беше решено да се инсталира охладител от вътрешната страна на хладилника. За да работи системата автономно, ще ви е необходим регулатор на температурата с външен сензор, цената му е около 170 рубли.

Сега степента на студ в хладилника ще се контролира от електроника, това ще намали и загубите на енергия.

Авторът монтира елемент Пелтие между два радиатора; за по-добър топлопренос се използва термопаста. В резултат на това единият радиатор ще охлажда едната страна на елемента, а другият радиатор ще бъде разположен вътре в хладилника и ще разпределя студа в него. Един такъв елемент е достатъчен, за да поддържа температура вътре в хладилника от -3 градуса при температура на околната среда +26. Ако инсталирате 2-3 такива елемента последователно, тогава теоретично температурата в хладилника може да се понижи до -18 градуса.

Радиаторите се свързват помежду си посредством стандартни скоби, с които се захващат дънна платка. Ще ви трябват и пластмасови скоби. Най-голяма ефективност беше постигната, когато и двата вентилатора бяха издухани от страната на радиатора.
Като топлоизолация са използвани парчета топлоизолация за кръгли тръби.

Стъпка трета. Монтаж на конструкцията
В капака на хладилника трябва да се направи дупка, за да се монтира охладителя. Формата на отвора трябва да е същата като на снимката. След това шевовете се намазват с уплътнител и се монтира конструкцията на радиатора. Тук е важно да не бъркате къде е студената и къде горещата страна. Покритието може да бъде предварително боядисано, което увеличава твърдостта на пенополистирола.

По време на борбата за екологичност и достойно съществуване се обръща внимание и на най-малките детайли. Уморени ли сте от постоянния шум на охладителя в процесора - не забравяйте, че устройството изисква охлаждане, в противен случай BIOS просто ще изключи системния модул заедно с операционна система. И в жегата искаш тишина и спокойствие. Решението е намерено. Преди казаха, че хладилниците не са базирани изключително на компресори, те са създадени алтернативни модели. Нека помислим, може би ще успеем да сглобим хладилника със собствените си ръце.

Историята на хладилниците или ръководство за изобретателя

Споменахме в рецензиите за адсорбционните хладилници, работещи със синьо гориво. При изгаряне газът кара хладилния агент да циркулира и охлажда отделенията. Безспорното предимство на дизайна е безшумността. Можете да чуете леко съскане от изгарянето на горивото и потока на течност през тръбите. Но решението далеч не е единственото. Пишат, че скъпите автомобилни хладилници работят на различен принцип - на елементи на Пелтие.

През 1834 г. е открито, че когато постоянен ток преминава през проводници и полупроводници, топлината се освобождава или абсорбира. Ефектът не се приписва на закона на Джаул-Ленц: в последния случай се отделя топлина, но охлаждането остава непостижимо. Научно обяснениеникой не е давал, но се разбра, че при преминаване на ток в едната посока се поема и отделя топлина в другата!

Известен е случай, когато ученик докладва на учител по темата за цифровите технологии, компютрите все още не са придобили силата, която имат днес. Процесорите Pentium II току-що се появиха на руския пазар, въпреки че четвъртите, разбира се, вече бяха видени в САЩ. Свеждаше се до захранване на мозъка на компютъра, до желанието постоянно да се намалява напрежението.

Забелязахме, че процесорът консумира 75 W. В същото време захранващото напрежение остава около 3 V. Оказва се, че малкият кристал е консумирал ток... 25 A. Всяка батерия при зареждане не е способна на това. Учителят се изказа, но се оказа, че не е съвсем прав.

При това ниско напрежение процесорът всъщност консумира огромен ток, част от мощността се изразходва за полезни нужди и топлината неизбежно се отделя в околната среда. И осезаемо! Без охладител процесорът може да достигне точката на кипене, той ще се нагрее допълнително, но защитните системи ще изключат захранването по-рано. Оказва се, че процесорът консумира значителна мощност. Наскоро на пазара се появиха елементи на Пелтие, предназначени да охлаждат бушуващия мозък. Един потребител забеляза, че процесорът се охлади... до минус 10 градуса по Целзий. Впечатляващо?

Елементите на Пелтие не могат да се нарекат евтини. Как да изградите домашен хладилник въз основа на тях: поставете ги успоредно в топлоизолиран контейнер, където температурата постепенно ще спадне. Но силата на замръзване на хладилниците не се измерва във ватове, а се изчислява от броя (в килограми) продукти, чиято температура може да бъде намалена до дадена температура. Не знаем какво се има предвид с твърдението, че мощността на елемента на Пелтие е 77 W. При цена от 300 рубли на парче си струва да се опитате да изчислите цената домашен хладилник, корелиращи посочените параметри. Ние предлагаме различен начин.

Не забравяйте, че в рецензиите те дадоха метод за определяне на необходимата отоплителна мощност на помещението, а сега го използваме в обратен ред. Стъпки на експеримента:

1. Ще ви трябва обикновен термометър. По-добре от обикновен уличен. Ще поставим термометъра в нашия домашен хладилник.
2. Ние правим тялото. В истинските хладилници за топлоизолация се използва полиуретанова пяна. Купете кутия в магазина строителни материали. Пенопластът също ще работи; препоръчваме да използвате отразяваща изолация от типа Penofol или подобен. Например, вземете кутия, плътно я подстрижете от двете страни със споменатия материал, всъщност добър домашен хладилник вече е готов. За информация, материалът е взет от космическата индустрия, където е използван за създаване на скафандри. слънчеви лъчиса смъртоносни извън атмосферата и космическият студ ще накара самия Саурон да потръпне, но всичко изброено по-горе не е причинило особена вреда на астронавта под слой пенофол. Разбира се, в скафандрите са използвани злато и сребро, а не алуминий, може би не са използвали полиетилен. Факт - характеристиките на материала са невероятни.
3. Първоначално охладителят ще бъде един елемент на Пелтие. Монтираме го с лепило-уплътнител. След това ще покажем техника, която ви позволява да намерите броя на модулите, необходими за домашен хладилник, за да започне да замразява.

Метод за изчисление на домашен хладилник с помощта на елементи на Пелтие

Ние изхождаме от факта, че загубата на топлина зависи линейно от температурната разлика вътре и извън домашен хладилник. Нека преминем от просто към сложно:

1. Да кажем, че температурата в помещението е 20 ºС и остава непроменена през целия експеримент. Да започнем изследването. Очевидно при липса на елементи на Пелтие температурата вътре в хладилника ще бъде 20 ºС. Това е първата точка на правата линия (загубите се увеличават линейно от температурната разлика между външната и вътрешната част на домашния хладилник). Ще монтираме пелтие елемент с радиатори от двете страни, като външният ще бъде обдухван от охладител за подсилване на ефекта.
2. След известно време температурата в 30-литровото отделение беше 14 ºС. Ние твърдим, че с добавянето на още два елемента на Пелтие с радиатори и охладители, всеки ще получи 2 градуса топлина в домашен хладилник, ако стаята е топла 20 ºC. Схема:

Заключения относно дизайна на домашен хладилник

Читателите ще направят останалите си изводи сами: домашен хладилник ще даде 2 градуса топлина по скалата на Целзий, ако оборудвате устройството с три елемента на Пелтие с охладители. Допустимо е обобщаване на опита, избор на оптимална изолация и различни условия. Например махнете охладителите, за да не вдигате шум и да хабите енергия. Това ще опрости дизайна. Но ние искаме да охладим пламът на изобретателите: в истинските, а не домашните хладилници се използват два вентилатора, за студена и топла верига. Експериментирайте.

Хладилното устройство ще издържи захранването на компютъра. Спомнете си колко харчи процесора! Елементът на Пелтие далеч не е най-важното нещо вътре. Напрежението вече е регулирано предварително, така че не е нужно да търсите редки части. Купувате три елемента на Пелтие, за да направите свой собствен хладилник, взимате захранване от стар компютър, изграждате кутия с два охладителя и получавате готовия продукт. Освен това може да работи от автомобилна батерия.

Принципът на работа на хладилника е толкова очевиден, че децата могат да го разберат. Когато посоката на тока се промени, елементите на Пелтие работят за нагряване. Добре е да има топла храна наблизо, когато наоколо няма нагревател. В последния случай законът работи в обратна посока. Три елемента на Пелтие в домашен хладилник ще осигурят температура с 18 ºС по-висока заобикаляща среда. Ако колата има 25, кутията ще покаже 43. Достатъчно, за да хапнете и да не се оплаквате. Оказва се, че има две устройства в един човек.

Бихме искали да благодарим на автора на видеото в YouTube за страхотната идея как сами да си направите хладилник. Нека идеята не е много успешна, но само защото обемът е голям. Процесорните елементи на Пелтие не са толкова мощни, че да могат сами да преодолеят голям обем, който не е напълно оформен.

Майсторът, създал този хладилник, е инженер по електроника с разнообразни хобита, от история до спорт, от право до пътуване. Най-новото хоби на майстора е правенето на вино в домашни условия. И тук инженерните му познания бяха полезни. Не за правене на вино, а за съхранение.

Виното трябва да се съхранява при ниски температуриот 10 до 18°C ​​максимум и хладилници за него правилно съхранениепътища. Тогава майсторът реши сам да направи такъв хладилник.

Инструменти и материали:
-Екструдиран пенополистирол;
-Алуминиева лента;
-Рулетка;
-Лепило;
-Нож;
-Молив;
-Алуминиеви профили;
-Алуминиев радиатор;
- Крепежни елементи;
-Пробивна машина;
-елемент на Пелтие;
-Текстолит;
-Вентилатор;
-Контролер за захранване на елемента Пелтие;

Първа стъпка: изисквания към хладилника
При проектирането капитанът се опита да вземе предвид следните изисквания:
-Температурата вътре в камерата не трябва да надвишава 18°C
-Ниска консумация на енергия 15-20 W
-Работа върху елемента на Пелтие
-Контролер със система за следене и управление на зададената температура

Стъпка втора: Дизайн на корпуса
При поставянето на въпроса от какво да се направи тялото, майсторът се спря на пеноплекс. Майсторът обяснява избора си на материал поради ниската му топлопроводимост, устойчивост на влага, здравина и лекота на обработка.

За хладилника майсторът използва плочи с дебелина 4 см. Вътрешни размерихладилник 380 х 360 х 320 мм. Този хладилник може да побере четири петлитрови бутилки вино.

Стъпка трета: направете камерата
Майсторът занесе дунапреновия лист в мебелен магазин и там го наряза по размер. Майсторът сглобява камерата с помощта на лепило.

След като сглоби камерата, той я покрива с алуминиева лента.

Четвърта стъпка: охлаждащ модул

Дизайнът на охладителя е прост. Както знаем, при подаване на напрежение едната страна на елемента на Пелтие се охлажда, а другата се нагрява. Следователно поставянето на елемента вътре в хладилника е неефективно. Майсторът поставя елемента отвън студена странакъм вътрешния радиатор, а топъл към външния. Под елемента е монтиран вентилатор. Дизайнът се вижда на снимката.

Капитанът монтира вътрешния радиатор в горната част на камерата, това се дължи на студения въздух, който пада надолу.
Стъпка пета: Контролер
Контролерът има следните параметри: измерване и регулиране на температурата с грешка от 0,1 градуса в камерата, ограничаване на консумацията на енергия, контролиране на температурата на външния радиатор и включване на вентилатора, непрекъснато захранване на елемента на Пелтие, изглаждане на вълни и пренапрежения на напрежението.

Майсторът подчертава, че елементът на Пелтие работи постоянно, само с различна мощност. Тази схема ще позволи на елемента да работи много по-дълго. Схемата на контролера се намира по-долу и можете да получите по-подробна информация

През 1834 г. френският физик Жан Шарл Пелтие, докато изучава ефекта на електричеството върху проводниците, открива много интересен ефект. Ако прекарате ток през два различни проводника, разположени в непосредствена близост един до друг, тогава един от тези проводници започва да се нагрява много, а вторият, напротив, започва да се охлажда много. Количеството генерирана и абсорбирана топлина зависи пряко от силата и посоката на електрическия ток. Ако промените посоката на тока, студената и горещата страна ще сменят местата си. Малко по-късно това явление беше наречено ефект на Пелтие и беше удобно забравено поради практическата му липса на търсене по това време.

И само след повече от сто години, с възхода на ерата на полупроводниците, има спешна нужда от компактни, евтини и ефективни охладители. Така през 60-те години на 20 век се появяват първите полупроводникови термоелектрически модули, които се наричат ​​елементи на Пелтие.

В основата на всеки термоелектрически модул е ​​наличието на различни проводници различни ниваелектронна енергия. С други думи, единият проводник може да бъде представен като област с висока енергия, а вторият проводник като област с ниска енергия. Когато два проводими материала влязат в контакт, докато през тях преминава електрически ток, електрон от нискоенергиен регион трябва да се премести в високоенергиен регион.

Това няма да се случи, освен ако електронът не придобие необходимо количествоенергия. В момента, в който тази енергия се абсорбира от електрона, контактната точка между двата проводника се охлажда. Ако промените посоката на протичане на тока, напротив, ще възникне ефектът на нагряване на контактната точка.

Могат да се използват всякакви проводници, но този ефект става физически забележим и значим само когато се използват полупроводници. Например, когато металите влизат в контакт, ефектът на Пелтие е толкова незначителен, че практически не се забелязва на фона на омично нагряване.

Термоелектрическият модул (ТЕМ), независимо от размера и мястото на приложение, се състои от различни количества, така наречените термодвойки. Термодвойка е самият градивен елемент, от който е изградена всяка ТЕМ. Състои се от два полупроводника с различен тип проводимост. Както е известно, има два вида проводимост p и n тип. Съответно има два вида полупроводници. Тези два различни елемента са свързани в термодвойка с помощта на меден мост. Като полупроводници се използват соли на метали като бисмут, телур, селен или антимон.

ТЕМ е набор от подобни термодвойки, свързани една към друга последователно. Всички термодвойки са разположени между две керамични плочи. Плоча на Пелтие. Плочите са изработени от алуминиев нитрид или алуминиев оксид. Броят на термодвойките в един елемент може да варира в много широки граници, от няколко броя до няколко стотици или хиляди.

С други думи, елементите на Пелтие могат да бъдат с абсолютно всяка мощност, от стотни до няколкостотин или хиляди вата. D.Cпоследователно преминава през всички термодвойки и в резултат на това горната керамична плоча се охлажда, а долната, напротив, се нагрява. Ако промените посоката на тока, плочите ще сменят местата си, горната ще започне да се нагрява, а долната ще започне да се охлажда.

Има една функция в работата на елемента, която се използва активно за подобряване на ефективността на охлаждане на това устройство. Както е известно, когато ток преминава през елемент на Пелтие, възниква температурна разлика между повърхността, която се нагрява, и повърхността, която се охлажда. Така че, ако повърхността, която активно се нагрява, е подложена на принудително охлаждане. Например, използвайки специален охладител, това ще доведе до още по-силно охлаждане на повърхността, тоест тази, която се охлажда. В този случай температурната разлика с околния въздух може да достигне няколко десетки градуса.

Предимства и недостатъци

Като всеки друг техническо средство, на термоелектрическия модул има своите предимства и недостатъци:

Проблемът за повишаване на ефективността на ТЕМ почива върху технически пъзел, който засега е неразрешим. Свободните електрони всъщност имат двойствена природа, която се проявява на практика и те са едновременно носители както на електрически ток, така и на топлинна енергия. Като следствие, високоефективен елемент на Пелтие трябва да бъде направен от материал, който едновременно има две взаимно изключващи се свойства. Този материал трябва да провежда добре електричествои провеждат топлина лошо. Засега такъв материал не съществува в природата, но учените работят активно в тази посока.

Всички термоелектрически модули имат съответните технически характеристики:

Приложение на ТЕМ

Въпреки сериозния недостатък, присъщ на всички елементи на Пелтие без изключение, а именно много ниската ефективност, тези устройства са намерили доста широко приложениекакто в науката и технологиите, така и в ежедневието.

Термоелектрическите модули са важни елементипроекти на устройства като:

Елемент Пелтие в ръцете на домашен майстор

Необходимо е незабавно да се направи резервация, че независимото производство на термоелектрически елемент е, най-малкото, безсмислена задача и ненужна за никого. Освен ако производителят не е ученик в седми клас и така затвърдява знанията, придобити в уроците по физика.

Много по-лесен за закупуване нов термоелектрически елементв съответния магазин. За щастие те са евтини и няма недостиг на избор на конкретен модел. И освен, че няма какво да се счупи или износи в тях, всяка термодвойка, свалена от стар компютър или климатик на кола, няма да се различава по отношение на технически спецификацииот нов.

Най-популярният модел термоелемент е TEC1-12706. Размерите на това устройство са 40 на 40 милиметра. Състои се от 127 последователно свързани помежду си термодвойки. Проектиран за ток от 5 A, с напрежение на веригата от 12 V. Такъв елемент струва средно от 200 до 300 рубли. Но можете да го намерите за сто, или като цяло, за това, ако го премахнете от стар компютър или друго ненужно устройство.

Използвайки такъв елемент, можете да направите поне две много интересни и полезни устройства за вашето домакинство.

Как да направите хладилник със собствените си ръце

Производството на преносими хладилници, в частност за автомобили, се основава изцяло на ефекта на Пелтие. За да направите такова устройство у дома, ще ви трябва:

• Термодвойка марка TEC1-12706. Струва 200 рубли в най-близкия магазин (специализиран).
• Радиатор и вентилатор. Премахват се от стар компютър, който е служил на предназначението си.
• Контейнер. Всеки ненужен контейнер от пластмаса, метал или дърво. Отвън и отвътре такъв контейнер е покрит с топлоспестяващи плочи от полистиролова пяна или експандиран полистирол.

Термоелектрическият модул е ​​вграден в капака на контейнера. В този случай потокът от студ ще се появи отгоре надолу, което ще доведе до равномерно охлаждане на контейнера. От вътрешната страна на контейнера към капака му е прикрепен радиатор с термопаста и монтажни болтове.

За да увеличите мощността на бъдещо хладилно устройство, можете да увеличите броя на термоелементите до два или три или повече. В този случай модулите са залепени един към друг, като се спазва полярността. С други думи, горещата страна на долния елемент е в контакт със студената страна на горния елемент.

Друг радиатор е прикрепен към външната страна на капака заедно с компютърен охладител. На мястото на монтиране на радиаторите трябва да има добра топлоизолация между студената - вътрешна и топлата - външна страна. Необходимо е много внимателно да затегнете горния и долния радиатор със закрепващи болтове, така че разположените между тях керамични плочи и термоелементи да не се напукат.

Електричеството се свързва с помощта на захранване, което може да се вземе от стар компютър.

Преносим термоелектрически генератор

Такава мини електростанция може да бъде от голяма полза за турист или ловец, когато батериите на всички електронни джаджи се изтощят в гората. В тази ситуация е много романтично да вземете няколко сухи дървени стърготини и шишарки, да запалите малък огън и да го използвате, за да заредите изтощените батерии и в същото време да сготвите нещо за ядене. Точно това ви позволява преносим термогенератор, изграден върху термоелемент.

За да създадете това чудо устройство, имате нужда от преносима лагерна печка, която работи с всякакъв вид гориво. В краен случай дори малка свещ или таблетка сух алкохол ще свърши работа.

В печката се запалва огън и към него отвън с термопаста се закрепва термоелектрически модул. Той е свързан чрез проводници към преобразувател на напрежение.

Размерът на получения ток ще зависи пряко от температурната разлика между студената и горещата страна на термоелемента. За ефективна работанеобходима е разлика между студени и горещи повърхности от поне 100 градуса.

В този случай е необходимо да се разбере, че максималната температура е ограничена от температурата на топене на спойката, с която е направен самият модул. Следователно за такива устройства се използват специални термични модули, които са направени с помощта на специална огнеупорна спойка. При конвенционалните модули температурата на топене на спойката е 150 градуса. В огнеупорните модули спойката започва да се топи при температура от 300 градуса.