Отлична поделка для лета - сделать миниатюрный холодильник с низковольтным питанием. Разнообразие питающего напряжения (220 В, 12 В, 5 В) дает возможность использовать такой холодильник практически где угодно: в машине, офисе, дома и тп. Это прекрасная вещица, чтобы охладить напитки в жаркий летний день.
Понадобится
Изготовление миниатюрного холодильника на элементе Пельтье
Корпус был сделан произвольных размеров с учетом размещения блока охлаждения, блока питания и камеры для напитков. Он будет состоять их двух секций: одна для технической части, другая для охлаждения продуктов.Изготавливаем корпус. Размечаем кусок оргалита с помощью карандаша и линейки.
Выпиливаем ножовкой все элементы.
Все части корпуса готовы.
Со средней части, разделяющей холодильник на две части вырезаем окно для радиатора с Пельтье модулем.
Прикладываем блок охлаждение к боковой части корпуса.
И рассверливаем множество отверстий с обоих сторон. То есть поток воздуха будет попадать с одной стороны через отверстия в боковой части. Проходить через радиатор забирая тепло и выходить через отверстия с другой стороны.
Красим аэрозольной краской из баллончика все детали корпуса холодильника.
Приступаем к сборке.
Приклеиваем разделительную часть блока охлаждения на горячий клей.
Склеиваем все части корпуса, с двух сторон.
Блок охлаждения лежит на деревянном кусочке, который приклеен к основанию.
Для подсветки понадобятся две секции светодиодной ленты на 12 В. Один цвет белый, другой цветной.
Приворачиваем маленький вентилятор.
Техническую часть холодильника делим на две части. В верхней будет располагаться источник питания. Разделительная стенка кладется на приклеенные к сторонам квадратные отрезки деревянной рейки.
Устанавливаем заднюю стенку.
Дверцу сделаем из куска акрилового стекла. Размечаем линейкой и карандашом.
Миниатюрные петли можно купить или сделать самому. Приклеиваем их на секундный клей.
Стороны акрилового стекла оклеиваем черной самоклеящейся лентой.
Приклеиваем ручку на дверцу.
Организуем подсветку. Припаем контакты к концевому мини переключателю.
Припаиваем провода к отрезкам светодиодной ленты. Сами отрезки клеим на мини полочку, сделанную из того же акрила.
Соединяем подсветку, вентиляторы, элемент Пельтье.
Устанавливаем переключатель на боковую часть.
Изолируем все открытые скрутки.
Закрываем отсек с блоком охлаждения. Это нужно сделать для того, чтобы горячий воздух не поднимался вверх и не нагревал источник питания.
Сверлим отверстие под провод питания 220 В.
Чтобы дверца холодильника не открывалась - установим на сторону маленькие неодимовые магниты от сломанного сидирома.
Закрываем верхнюю крышку, но перед этим врезаем выключатель питания, припаиваем провода. Теперь холодильник можно будет выключать кнопкой сверху.
Закрываем крышкой и фиксируем клеем.
Для должной термоизоляции оклеиваем внутреннюю часть холодильника тонким пенопластом. Сажаем вырезанные панели пенопласта на горячий клей.
Ну и наконец результат работы такой, что за тридцать минут температура внутри камеры упала с 42 до 16 градусов Цельсия. Напитки охладились до температуры 20 градусов Цельсия. И все это за 30 минут!
Конечно КПД такого холодильника намного ниже, чем у компрессорного, но у него есть и свои плюсы, один из которых является низковольтное питание, которое может составлять не только 12 В но и 5 В! Естественно питать его вполне возможно от USB порта компьютера, правда отдача будет ниже чем при питании от напряжения 12 В.
Суммарная потребляемая мощность при питании от сети 220 В составляет порядка 100 Вт.Более подробная инструкция по сборке в видео ниже.
Сделать автомобильный холодильник своими руками лучше всего на элементах Пельтье. Устройство такого холодильника значительно проще, чем привычного для нас агрегата с компрессором и фреоном в качестве хладагента. Несмотря на то что компрессорный холодильник имеет более высокий КПД, чем работающий на основе эффекта Пельтье, последний предпочтительней использовать в автомобилях. Так как он обладает другими немаловажными преимуществами: меньшими габаритами и бесшумной работой.
Компрессорная климатическая техника все же используется в автомобилях, например, кондиционер. Объясняется это тем, что кондиционер охлаждает большой объем и его не удастся сделать на основе эффекта Пельтье. К тому же кондиционер должен отводить тепло из салона автомобиля дальше, чем позволяет конструкция элемента Пельтье. Если вам достался старый домашний кондиционер, не спешите радоваться, так как вряд ли вам удастся сделать из него автомобильный холодильник.
Охлаждение без компрессора
Эффект Пельтье заключается в том, что при протекании электрического тока через контакт двух полупроводников с различными типами проводимости (p-n переход) в зависимости от направления тока происходит либо его охлаждение, либо нагревание. Объясняется это взаимодействием электронов с тепловым колебанием атомов кристаллической решетки. А при прохождении тока через последовательно соединенные переходы тепловая энергия, поглощенная одним p-n переходом, выделяется на другом.
Если расположить элемент Пельтье так, чтобы один p-n переход был внутри контейнера с хорошей теплоизоляцией, а другой снаружи, то получится небольшой холодильник, которому достаточно питания от автомобильного прикуривателя. Еще один холодильник, работающий без компрессора, – абсорбционный. Сделать холодильник в машину можно и из такого старого агрегата. Но в этом случае конструкция будет зависеть, от того, что вам досталось, поэтому непременно нужно будет поменять нагреватели и терморегуляторы на 12 вольтовые.
Делаем корпус
Для изготовления корпуса вам понадобятся материалы:
Один элемент Пельтье не сможет значительно охладить большой объем, поэтому для одного термоэлектрического элемента не делайте корпус больше чем 40×40×30 см.
Для распила оргалита используйте электрический лобзик или дисковую пилу, если же их нет в вашем арсенале, подойдет и обычная ножовка с мелким зубом. Из листов МДФ при помощи уголков и вытяжных заклепок соберите коробку, которая будет корпусом вашего мини-холодильника. Уголки располагайте изнутри, чтобы заклепки удерживались надежней. Все полости в стыках между деталями конструкции заполните герметиком. После высыхания герметика оклейте внутреннюю поверхность получившегося ящика утеплителем. Используйте для этого «жидкие гвозди».
На верхние торцы стенок наклейте поролоновый уплотнитель. МДФ очень гигроскопичен, поэтому перед оклейкой корпуса его необходимо загрунтовать. Вместо грунтовки разведите водой немного ПВА (в 1 часть клея добавьте 2 части жидкости). Загрунтуйте корпус, дайте ему просохнуть и оклейте его клеенкой. Не оклеивайте дверцу, так как она является радиатором, а оклейка ухудшит ее теплоотдачу.
Монтаж охладителя
Для этого понадобится:
Сначала нужно изготовить из алюминия два радиатора, смонтировать между ними охлаждающий элемент и отделить их друг от друга листом теплоизоляции. Эта конструкция будет по совместительству дверкой холодильника. При наружных размерах корпуса 40×40×30 см верхний радиатор должен быть 40×40 см, так как он будет закрывать бокс, а нижний 38×38 см, потому что он должен входить внутрь. Отрежьте от листа утеплителя квадрат 38×38 см, в его центре прорежьте отверстие по размеру охлаждающего элемента и приклейте его к меньшему радиатору на «жидкие гвозди». Припаяйте провода питания к выводам элемента (на вывод красного цвета нужно подавать «+», а на черный «землю»).
Прикрепите получившуюся дверку к шарнирам, а их к корпусу таким образом, чтобы при ее закрывании меньший радиатор входил внутрь корпуса. Для вывода проводов из корпуса наденьте на них подходящий по диаметру отрезок резиновой трубки. 
В верхней пластине рядом с контактами подключения питания охладителя просверлите отверстие размером немного меньше наружного диаметра трубки. Выведите через него провода, оставив трубочку в отверстии, чтобы провод не терся о его края. Прикрепите вентилятор к дверце так, чтобы он был направлен на нее, и подключите его к той же паре проводов. Осталось прикрепить защелку и какую-нибудь ручку для переноски устройства и генератор холода готов.
Выбор сечения провода
Чтобы узнать ток, который потребляет построенный кондиционер, сложите номинальный ток вентилятора с аналогичным параметром охлаждающего элемента. После этого остается только выбрать из справочника соответствующие этому току сечение провода. Фрагмент справочника достаточный для принятия решения в этом случае мы приводим ниже. При длине подключения до 2 м:
- ток до 1,5 А, сечение провода – 0,3 мм 2 ;
- ток – 2,5 А, сечение – 0,5 мм 2 ;
- ток – 3,5 А, провод – 0,7 квадратов;
- ток – 7,5 А, провод 1,5 квадрата;
- ток – 10 А, провод – 2 мм 2 .
При длине подключения 3 м:
- I ном до 1,5 А, провод – 0,4 мм 2 ;
- I ном – 2,5 А, провод – 0,8 мм 2 ;
- I ном – 3,5 А, провод – 1,1 квадрата;
- I ном – 7,5 А, сечение – 2,3 мм 2 ;
- I ном – 10 А, сечение – 3,2 квадрата.
Если ваш кондиционер потребляет больший ток, чем тот, на который рассчитан предохранитель прикуривателя, придется подключить его к клеммам аккумулятора через собственную плавкую вставку. Зато вы сэкономите на разъеме для подключения к гнезду прикуривателя.
Сечение одножильного провода S после измерения его диаметра d можно посчитать по формуле – S=π * (d/2) 2 . Для определения сечения многожильного провода нужно посчитать количество жилок под изоляцией, вычислить сечение одной и умножить на их количество.
Если у вас нет штангенциркуля, диаметр одножильного провода вы можете определить с помощью обычной линейки. Для этого намотайте на отвертку 10 витков провода виток к витку и измерьте линейкой длину получившейся намотки. Поделите результат на 10, и получите диаметр провода.
Требования к питанию
Питание устройства должно быть постоянным током напряжение не более 15 В. Небольшие пульсации не мешают работе. Значит, в особых условиях самодельный кондиционер не нуждается и его можно просто подключать к бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым электрооборудованием. Для владельцев автомобилей с напряжением бортовой сети 24 В можно порекомендовать соединять два охлаждающих элемента последовательно.
Преимущества и недостатки термоэлектрических охлаждающих устройств
Термоэлектрический охлаждающий кондиционер на основе эффекта Пельтье обладают следующими преимуществами:
- Высокая удельная мощность охлаждения. При размерах 40×40×3,8 мм один элемент может отводить тепловую энергию мощностью до 57 Вт.
- Бесшумность работы.
- Невысокая стоимость. Один элемент стоит не более 3 долларов.
- Высокая надежность. Время непрерывной работы до выхода из строя достигает 200 тыс. часов.
Недостатки кулеров Пельтье:
- Низкий КПД. Поэтому при большом охлаждаемом объеме тяжело добиться значительной разницы температур противоположных поверхностей.
- Кондиционер потребляет сравнительно большую мощность. Потребляемый одним элементом ток достигает 6 А.
- Часть потребляемой мощности расходуется на нагревание радиатора, отдающего тепло в атмосферу.
Сделанный своими руками холодильник, разумеется, не заметит кондиционер либо климат-контроль, но в любом случае облегчит поездки в жаркую погоду.
Пока я занимался строительством загородного дома меня не покидало желание придумать как еще можно использовать экструзионный пенополистирол. На сегодняшний день это один из самых эффективных утеплителей с огромным количеством плюсов и очень доступной ценой. Первым делом я осознал, что для поездок за продуктами в гипермаркет очень полезно иметь контейнер-термос, в котором можно безопасно перевозить замороженные продукты. Для изготовления такого ящика потребовалось 160 рублей и полчаса свободного времени. Но я решил пойти дальше и доработать конструкцию для того, чтобы использовать её в качестве автономного холодильника.
Приступим к изготовлению!
2. Итак, начнём с контейнера-термоса. Нам потребуется один лист пенополистирола с размерами 1200х600 мм, толщиной 50 мм, канцелярский нож и рулетка. Стоимость такого листа в любом строительном магазине - 160 рублей. Разрезаем лист по шаблону, берем монтажную пену и склеиваем вот такой контейнер.
3. Вот схема разделки листа. У листа имеются бортики толщиной 20 мм, их нужно срезать со всех сторон, кроме нижней. Между собой листы склеиваются монтажной пеной. Технология проста. Наносите немного пены на место склеивания, ждете 1 минуту, плотно прижимаете листы друг к другу и далее в течение 5 минут вручную контролируете, чтобы они не сдвинулись из-за расширения пены. Главное не оставлять без присмотра. Лишним останется только небольшой кусочек пенополистирола, отмеченным серым цветом на схеме.
4. Обратите внимание на конструкцию крышки, один из больших листов со схемы сверху я разрезал на 3 части по месту при склейке, чтобы обеспечить плотную фиксацию. После этого ящик снаружи можно покрасить. Краска немного разъедает пенополистирол, поэтому лучше красить в два этапа. Получившаяся емкость весит 820 грамм и имеет невероятные показатели по теплопотерям. В такой ящик можно положить несколько килограмм замороженных продуктов и без проблем перевозить их в течение нескольких часов. Главное не смешивать замороженные и охлажденные продукты. Можно дополнить конструкцию аккумулятором холода.
5. А можно и доработать конструкцию, чтобы получить полноценный холодильник. Для этих целей мы будем использовать элемент Пельтье - термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого основан на возникновении разности температур при протекании электрического тока. Именно такие элементы используют в серийных автомобильных холодильниках, а также автомобильных сиденьях с вентиляцией.
Стоимость одного элемента Пельте максимальной мощностью 60 вт на aliexpress - 130-150 рублей. Модель TEC1-12706. В процессе работы одна сторона элемента нагревается, другая - охлаждается. чтобы элемент не сгорел требуется интенсивно отводить тепло с горячей стороны. Для этого нам потребуется процессорный кулер с радиатором из компьютерого магазина, стоимостью 250 рублей. Для улучшения циркуляции воздуха внутри холодильной камеры и исключения обмерзания радиатора я решил установить вентиляторы с обеих сторон. Также нам пригодится терморегулятор с внешним термодатчиком и реле, стоимостью 170 рублей, которое позволит контролировать заданную температуру внутри контейнера. Ну и провод удлинитель с разъемом для автомобильного прикуривавтеля за 100 рублей.
Итак, приступаем к сборке.
6. Элемент Пельтье с использованием термопасты (идет в комплекте с кулером) устанавливаем между двумя алюминиевыми радиаторами. Здесь стоит отметить, что можно повысить температурный градиент установки, если сделать сборку последовательно установленных 2 или 3 элементов Пельтье. Таким образом, чтобы один элемент Пельтье охлаждал другой. В таком варианте в контейнере реально получить отрицательную температуру до -18 градусов по Цельсию. По периметру между элементом прокладываем кусочек вспененной теплоизоляции.
7. Между собой радиаторы соединяем штатными пластинами крепления к материнской плате, соединив их с помощью пластиковых хомутов. Это позволяет также термически изолировать друг от друга холодную и горячую сторону. Пробный запуск установки. Чем интенсивнее мы будем охлаждать горячую сторону, тем ниже будет температура на холодной стороне. Здесь вентиляторы направлены на приток воздуха на радиаторы, это менее эффективно, чем если их перевернуть на выдув. В импровизированной коробке удалось добиться температуры -3 градуса, при температуре окружающей среды +26. На фото хорошо видна модель кулеров, их преимущество в большой площади опорной площадки радиаторов. А в качестве теплоизоляционной прокладки я использовал кусочек от теплоизоляции для круглых труб.
8. Теперь займемся интеграцией термоэлектрического преобразователя в новую крышку для контейнера. Для удобства размещения всей конструкции увеличим толщину крышки до 100 мм (2 листа пенополистирола). На этой фото хорошо видно прокладку по периметру между двумя радиаторами.
9. Художественная резка по пенополистиролу и обработка наждачной бумагой. Снова красим. После покраски внешняя оболочка пенополистирола становится прочнее.
10. Швы промазываем герметиком, оба вентилятора переворачиваем на выдув. Из потенциальных доработок - возможно стоит снизить скорость вентилятора на холодной стороне (сейчас оба вентилятора работают с максимальной скоростью).
11. Рядом на корпусе устанавливаем плату терморегулятора и фиксируем провод питания таким незатейливым способом. Сначала прижимаем пластиной с помощью саморезов, затем фиксируем герметиком.
12. Контейнер в сборе. Вес контейнера без крышки - 800 грамм, столько же весит крышка с термоэлектрическим преобразователем в сборе. Общие расходы - 1000 рублей и пара часов времени. Испытания с охлвжденными продуктами в багажнике автомобиля показали способность системы поддерживать температуру на дне (!) контейнера в пределах +5 градусов Цельсия, при температуре окружающей среды +29 градусов (да, в багажнике гораздо теплеее, даже при работе кондиционера) и потреблении тока - 3 Ампера. Мне кажется, это отличный результат.
Следующий контейнер планирую сделать из 3 последовательно установленных элементов Пельтье, чтобы получить полноценную морозильную камеру.
Тем, кто собирается отправиться этим летом на море, следует знать, что пищу и напитки, дабы она не портились, лучше хранить в холодном месте. И лучше чем холодильник места не найти.
Приобретать авто-холодильник за четыре тысячи рублей захочется далеко не каждому. Потому множество желающих отдохнуть у моря принимают решение создать новый автомобильный холодильник своими руками, в котором имеются «аккумуляторы холода», представляющие собой, замороженные полтора литровых бутылки с охлаждающей жидкостью «водой». Даже холодильник из упаковочной картонки способен отслужить немалое число поездок к южным курортам. О том, как сделать автомобильный холодильник своими руками можно прочитать в данной статье.
Для создания подобного решения выбираем размеры холодильника в районе 40x40x30 см, которые, однако, можно варьировать в зависимости от габаритов багажника автомобиле. Для среднестатистических автомобилей лучше подойдет такая размерность, поскольку слишком крупный холодильник занял бы много места, а вещи не было куда положить.
Утепление, а именно теплоизоляция посредством вспененного утеплителя с фольгой на одной стороне должна иметь толщину в десять миллиметров. Ширина 1,2 метр, длина 1 метр. Ценник на данный момент 90 рублей за метр. Материалами корпуса используют мебельные отходы, а если быть точнее — десяти миллиметровые ДВП. Приобретают два уголка из алюминия 1,5×1,5 мм по 120 рублей. Закупаются заклёпки вытяжного типа 4×16 «сто штук за 50 рублей» и пара мебельных петель по 30 рублей за каждую. Суммарные расходы могут составить порядка 300 рублей.
Инструмент и прочее оборудование также пригодится в изготовлении.
Отрезаем по месту уголки и без напряжений начинаем изготавливать короб будущей коробки.
Результатом титанического труда должен оказаться вполне презентабельный ящик. На крышке ящика можно поставить замок с защёлкой и складываемой проволочной ручкой. Таким образом, готовый агрегат с упакованной пищей можно со спокойной душой переносить в руке. Будучи набитым жидкостью и пищей, он становится весьма и весьма увесистым!
А теперь стоит приступить к оклейке объекта статьи утеплителем. Дно и крышку, как вариант, можно оклеивать в два слоя, а стены в один слой. Для этого можно прибегнуть к гвоздям жидкой разновидности. Намазать заготовку этим средством, приклеить к стенкам и потом надавливать грузом. Клеиться все это должно без каких-либо проблем и вполне успешно, можно впоследствии попробовать немного оторвать материал, но он будет весьма и весьма хорошо. Как результат, спустя трое суток в свободное для вас время выйдет довольно симпатичный агрегат, оборудованный верхней крышкой откидного типа с защёлкой.
В углах или на дне будут крепиться, либо укладываться четверка 1,5 л. бутылок с жидкостью, либо от шести до восьми по 0,5, заранее отлежавшихся в морозильной камере. Можно прибегнуть и к прохладной минералке, в том числе и газированной, что окажется весьма кстати в жаркое летнее дневное время. Минералка лучше всего подойдет на 0,5 литра, такие объёмы наиболее практичные. Ёмкости с водой наливают не в полной мере, в противном случае, после замерзания воды, лёд из-за расширения нанесёт вред бутылке, а продуктам придётся плавать в размороженной воде. Сэкономить место в агрегате можно покупкой фирменных «аккумуляторов холода» из магазина. Они идут в виде специальных пакетов или плоских коробочек с водой внутри, которые задействуют за место бутылок. Такой коробок можно приобрести от 120 рублей.
А вот в случае сосудов с родниковой водой все намного выгоднее. Даже если жидкость в них оттаивает «обычно через 24 часа», её можно использовать при умывании или просто выпить.
Используя вышеописанный холодильник из картона, все не съеденное и не выпитое по дороге содержимое будет добираться до курорта холодным.
Этот агрегат можно пускать в дела даже в качестве табуретки. Не стоит спешить окрашивать агрегат, поскольку если с древесной волокнистой плитой что-либо приключится «как пример, будет коробить от жидкости».
Холодильник способен полностью оправдать затраченные на него часы и небольшие вложения в производство. Польза от такого решения будет весьма большой.
Для создания другого варианта нужно прикупить ящик для детских игрушек за триста пятьдесят рублей. Также стоит выбрать пару листов пенопласта суммарно на сто рублей, пару мотков скотча металлизированного типа, универсальный клей за восемьдесят, также придётся прибегнуть к пене монтажного типа 120 руб. Весь необходимый материал вряд ли превысить сумму в 900 руб.
На всю работу уйдёт два с половиной часа вашего времени.
Любой из элементов надобно размещать на крышке, поскольку монтаж будет протекать значительно легче, а холод опустится.
Элементы — чем их будет больше, тем лучше, поскольку они влияют на охлаждение.
Используются либо зажимы типа «крокодил», либо розетки T-образного типа. Прикуриватель в таком случае необходимую площадь не обеспечит. Можно задействовать моноблочный радиатор.
Он тоньше, но при этом характеризуется большей широтой, а в некоторых случаях можно взять варианты с медью.