Как сделать холодильник своими руками
Выбор, честно говоря, небольшой, когда встает вопрос, как сделать холодильник своими руками. Сегодня мороз вырабатывается двумя методами. Использование четырех состояний фреона или электрических элементов Пельтье. Холод важно сохранять. Потребуются герметичный отсек, проведение правильных мер теплоизоляции, предотвращающих обмен с окружающей средой. Рассмотрим методы, приготовьтесь: простого пути не окажется. Давайте подумаем вместе, из чего можно сделать холодильник.
Принцип действия холодильника
Принцип выработки мороза холодильником
Прежде, чем самостоятельно сделать холодильник, обозрите существующие конструкции. Предлагаем ниже краткий тематический экскурс. Извиняемся, за отсутствие адсорбционных моделей, работают также на фреоне. Едва ли найдутся способные раздобыть необходимые материалы, вещества, способствуя реализации концепции.
Во-первых, знайте: 99% бытовых холодильников эксплуатируют фреон. Устройства на элементах Пельтье найти можно в качестве автомобильных морозильников. Электрический ток протекает через стык двух разнородных полупроводников, результатом формируется охлаждение одного материала. Другой, напротив, нагревается. Внешний радиатор холодильника на элементах Пельтье требует интенсивного охлаждения. Достигается выбором большого размера изрезанной алюминиевой детали, либо введением вентилятора, принудительного обдува. Видим идею внутри современных системных блоков персональных компьютеров.
Кто хочет сделать холодильник самостоятельно, может начать с этого. Найти элемент Пельтье для охлаждения процессора, лучше два-три. Собственно, деталь весьма любопытная.
В жару легко доводит температуру процессора до минус 10 градусов Цельсия. Поэтому в качестве охладителя самодельного устройства пригодна. Проблема ограничивается малым объемом. Подумайте! Мощность типичного процессора составляет 80 – 100 Вт. Половина выделяется теплом. Следовательно, не так мощен элемент Пельтье охлаждения процессора (менее 100 Вт).
Сразу оговоримся: мощность морожения (холодопроизводительность) и потребляемая из розетки – разные вещи. У холодильников КПД достигает 200 процентов. Касается большинства образцов климатической техники:
Способности элементов Пельтье доподлинно неизвестны. Холодопроизводительность не приводится. Элементы Пельтье рассчитаны на фиксированные мощности, производитель предлагает доверять. Проблема одна: по скорости падения температуры процессора нельзя судить о параметре, слишком много неизвестных. Нашли на сайте http://forum.sirius.dn.ua/ рисунок, приводящий зависимость холодопроизводительности элемента Пельтье Frost-72. График линейный, дает возможность рассчитать нужные параметры для создания своими руками холодильника.
Зависимость холодопроизводительности элемента Пельтье
С повышением напряжения питания до 16 В (предельно допустимое) холодопроизводительность растет параллельно. Можно немного улучшить результат. Давайте подумаем, какова производительность холодильника Стинол 102:
- Холодопроизводительность холодильной камеры – 75-100 Вт.
- Холодопроизводительность морозильной камеры – 100-120 Вт.
- Холодильная камера – 200 литров.
- Морозильная камера – 120 литров.
Видим, сколько нужно элементов Пельтье.
Не спешите складывать-отнимать сообразно цифрам 75-100 и 100-120, холодопроизводительность зависит от температуры. Но что такое ΔТ – разность температур меж пластинами.
Будем лучше отводить тепло от горячей стороны, эффективнее станет работать элемент Пельтье. Поленитесь предпринимать меры, разница температур достигнет 68 градусов Цельсия (питание 12 вольт), охлаждение прекратится. Следовательно, заранее бессильны предугадать. Предположим, комнатная температура составляет 22 градуса Цельсия, холодильной камеры – плюс 5 градусов Цельсия, при идеальном охлаждении получается мощность 38 Вт. Легко видеть: для Стинол 102 понадобится минимум два-три Frost 72.
Что касается морозильной камеры, мощность невозможно реализовать с мыслимыми потерями. Статья указанного сайта объясняет: пиковый КПД устройства равен 62% (идеальный случай), создание самодельного холодильника с точки зрения экономии электроэнергии нельзя назвать хорошей затеей. Пропадает надобность заправлять фреон, система бесшумная. Желающим построить морозильную камеру предоставим краткий расчет. Разность температур составит 22 – (-18) = 40 градусов, мощность равна 20 Вт. Закупите 6 элементов Frost 72. Давайте посмотрим в денежном выражении.
Элементы Пельтье Frost 72
По данным сайта http://www.chipdip.ru/, один элемент Пельтье Frost 72 стоит 1500 рублей. Нужна ли морозилка за 9000 рублей (вычитая стоимость материала короба), решайте сами. Термостат понадобится. Плюс устройства: способно работать на нагрев. Просто измените полярность питания. Самодельный холодильник станет кондиционером, внутри можно греть пищу. Для режима оттаивания идеально. Кстати, факт нуждается в уточнении. Эффект Пельтье обратим. Пропуская ток в обратном направлении, достигаем нагрева. Принцип работы холодильника ограничен эффектом понижения температуры одной стороны элемента Пельтье, эффект обратим.
Сделаем корпус холодильника
Избегайте применять пенополиуретан: понадобится спецодежда. Купите баллончик утеплителя (монтажной пены). Отпадет потребность подыскивать респиратор. Пенополиуретан расширяется, набирает объем сравнительно медленно. Воздушнее материал – качественнее изоляция.
Для изоляции пенополиуретаном понадобится изготовить ящик с двойными стенками, аналогичную дверку (крышку). Непростая задача, поскольку нужно заполнить изолятором дно. Решайте сами, как лучше поступить, рекомендуем оставить технологические отверстия в сложнодоступных местах. После затвердевания пенополиуретана лишнее обрезать, ненужные дыры залатать. Решается задача утепления. Избегайте контакта полимера с продукцией.
Холодильник своими руками
Пенополиуретан заделает щели мест ввода элементов Пельтье в камеру. Идеальная изоляция, которой сложно добиться иным путем. Элементы Пельтье стоят дорого. Холодильник должен быть меньше, изоляция – лучше. Предлагаем уделить внимание Пенофолу с двухсторонним фольгированием. Наличие материала, подробности узнавайте у производителя, дилеров, берите с двухсторонним фольгированием, игнорируя сложность монтажа. Материал можно приклеить, прибивать избегайте, создаст мостики утечки тепла.
Снаружи отделываем короб пенополиуретаном, устраняя малейшие щели. Элементы Пельтье не входят внутрь отсека. Отгораживаются прокладкой пищевого алюминия. Исключит контакт пищи с пенополиуретаном, как в заводском холодильнике. Термостата рекомендуем взять обычный, пассивный, измеряющий давление. Можно купить на рынке по запросу «термостат холодильника», снять со старого оборудования. Выглядит небольшим металлическим кубиком с длинной тонкой трубкой, конец которой нужно пристыковать к холодной стороне элемента Пельтье.
Не забудьте заземление, не помешает установить термопредохранители в нужных местах. Рассказ, показывающий, как сделать холодильник своими руками, окончен. Надеемся, текст вышел полезным. Верим, каждый читатель сможет сделать холодильник своими руками.
Источник
Холодильник своими руками
Во время борьбы за экологичность и достойное существование внимание обращается на мельчайшие детали. Устали от постоянного шума кулера в процессоре – помните, устройство требует охлаждения, иначе BIOS просто вырубит системный блок вместе с операционной системой. А в жару хочется покоя и тишины. Решение найдено. Прежде говорили, что холодильники не исключительно компрессорами живы, созданы альтернативные модели. Подумаем, возможно, удастся собрать холодильник собственными руками.
Предыстория холодильников, или Пособие для изобретателя
Упоминали в обзорах про адсорбционные холодильники, работающие на голубом топливе. Газ, сгорая, заставляет хладагент циркулировать и охлаждать отсеки. Безусловным достоинством конструкции считается бесшумность. Удаётся услышать легкое шипение от горения топлива, перетекания жидкости по трубкам. Но решение далеко не единственное. Писали, что дорогие автомобильные холодильники работают по иному принципу – на элементах Пельтье.
В 1834 году установлено, что при пропускании постоянного тока через проводники и полупроводники выделяется либо поглощается тепло. Эффект не списывался на закон Джоуля-Ленца: в последнем случае жар выделялся, но охлаждение оставалось недостижимым. Научного объяснения никто не дал, но стало известно, что при пропускании тока в одном направлении тепло поглощается, в другом выделяется!
Известен случай, когда студент отчитывался перед преподавателем на предмет цифровых технологий, компьютеры еще не обрели сегодняшней силы. Процессоры Пентиум II только-только появились на рынке РФ, хотя в США, безусловно, уже встречались и четвертые. Дело сводилось к питанию мозга ЭВМ, к желанию постоянно снизить вольтаж.
Заметили, что процессор потребляет 75 Вт. Одновременно напряжение питания оставалось в районе 3 В. Получается, что маленький кристалл потреблял ток… 25 А. Любой аккумулятор при зарядке не способен на такое. Преподаватель высказался, но оказался не совсем прав.
При указанном малом напряжении процессор в действительности потребляет гигантский ток, часть мощности уходит на полезные нужды, неизбежно происходит выделение тепла в окружающую среду. И ощутимого! Без кулера процессор может дойти до точки кипения, грелся бы дальше, но системы защиты выключат питание раньше. Получается, процессор расходует значительную мощность. Недавно на рынке появились элементы Пельтье, призванные охлаждать разбушевавшийся мозг. Некий пользователь заметил, что процессор охладился… до минус 10 градусов Цельсия. Впечатляет?
Элементы Пельтье нельзя назвать дешевыми. Как на их основе построить самодельный холодильник: поставить параллельно внутри термоизолированной емкости, где температура примется постепенно падать. Но мощность морожения холодильников не измеряется в ваттах, вычисляется по количеству (в килограммах) продукции, температуру которой возможно понизить до заданной. Не знаем, что подразумевается под утверждением, что мощность элемента Пельтье составляет 77 Вт. При цене 300 рублей за штуку стоит попробовать рассчитать стоимость самодельного холодильника, соотнеся указанные параметры. Мы предлагаем иной путь.
Помните, в обзорах приводили методику для определения потребной мощности нагрева помещения, а теперь ее используем в обратной последовательности. Шаги эксперимента:
- Понадобится обыкновенный градусник. Лучше простой уличный. Градусник поместим в наш самодельный холодильник.
- Делаем корпус. В настоящих холодильниках применяется для теплоизоляции пенополиуретан. Купите баллончик в магазине строительных материалов. Сгодится и пенопласт, рекомендуем применить изоляцию отражающего типа Пенофол либо подобную. К примеру, берется ящик, с двух сторон плотно отделывается упомянутым материалом, собственно, уже готов неплохой самодельный холодильник. Для сведения – материал взят из космической отрасли, где использовался для создания скафандров. Солнечные лучи убийственны вне атмосферы, а космический холод заставит вздрогнуть самого Саурона, но космонавту все перечисленное не причиняло особенного вреда под слоем Пенофола. Разумеется, в скафандрах применялось золото, серебро, а не алюминий, возможно, обошлось без полиэтилена. Факт – характеристики материала изумительны.
- Охладителем вначале станет единственный элемент Пельтье. Вмонтируем его на клей-герметик. Потом покажем методику, позволяющую найти число модулей, необходимых, чтобы самодельный холодильник начал морозить.
Методика расчета самодельного холодильника на элементах Пельтье
Исходим из факта, что теплопотери зависят линейно от разницы температур внутри и снаружи самодельного холодильника. Идём от простого к сложному:
- Допустим, температура в комнате составляет 20 ºС и на протяжении опыта остаётся неизменной. Начнем исследование. Очевидно, что при отсутствии элементов Пельтье температура внутри холодильника составит 20 ºС. Это первая точка на прямой (потери линейно растут от разности температур снаружи и внутри самодельного холодильника). Установим элемент Пельтье с радиаторами на обоих боках, причем наружный станет обдуваться кулером для усиления эффекта.
- Через время температура в отсеке объемом 30 литров составила 14 ºС. Утверждаем, что, добавив еще два элемента Пельтье с радиаторами и кулерами, любой получит 2 градуса тепла внутри самодельного холодильника, если в комнате 20 ºС тепла. Схема:
- Начертите на листе бумаги две оси. В точке пересечения по обеим – нуль. Горизонталь – линия температур.
- Отметьте на горизонтали точку 20 ºС. Это исходный момент, когда тратится нуль мощности, а температура внутри самодельного холодильника равна комнатной.
- Теперь чертите из нарисованной точки прямую, пересекающую вертикальную ось на любой, но обязательно положительной высоте.
- Отметьте на две трети от начала координат точку на оси Х (температур). Это 14 ºС, а по вертикали на линии – мощность одного элемента Пельтье, уравновесившего потери.
- Теперь отметьте точку на треть от начала. Здесь 8 ºС, а элементов Пельтье понадобится уже два. Это видно по графику.
Выводы по конструктиву самодельного холодильника
Остальные выводы читатели сделают самостоятельно: самодельный холодильник даст 2 градуса тепла по шкале Цельсия, если снабдить прибор тремя элементами Пельтье с кулерами. Опыт допустимо обобщать, подбирать оптимальную изоляцию, варьировать условия. К примеру, кулеры убрать, чтобы не шумели и не тратили энергию. Это упростит конструкцию. Но хотим охладить пыл изобретателей: в настоящих, не самодельных холодильниках, используются два вентилятора, для холодного и горячего контура. Экспериментируйте.
Устройство холодильника вытерпит компьютерный блок питания. Вспомните, сколько потребляет процессор! Элемент Пельтье далеко не главное внутри. Вольтаж уже заранее приспособлен, не придется искать редких деталей. Покупаете три элемента Пельтье, чтобы самостоятельно сделать холодильник, берете блок питания из старенького ПК, сооружаете коробку с двумя кулерами, получаете готовый продукт. Причем способный работать от автомобильного аккумулятора.
Принцип действия холодильника настолько очевиден, что понятен детям. При изменении направления тока элементы Пельтье работают на нагрев. Хорошо иметь рядом теплую пищу, когда вокруг нет подогревательного устройства. В последнем случае закон работает в обратную сторону. Три элемента Пельтье внутри самодельного холодильника обеспечат температуру на 18 ºС выше окружающей среды. Если в машине 25, в коробке покажет 43. Достаточно, чтобы перекусить и не жаловаться. Получается уже два прибора в одном лице.
Хотим сказать спасибо автору видео на Ютуб за великолепную идею, как сделать холодильник самостоятельно. Пусть задумка не слишком удалась, но лишь потому, что объем велик. Элементы Пельтье процессорные не настолько мощные, чтобы в одиночку одолеть большой объем, до конца не оформленный.
Источник
