Кондиционер на элементах пельтье в машину
Простой кондиционер на элементах Пельтье
Материалы и инструменты, которые использовал автор:
Список материалов:
— элементы Пельтье ( 4 штуки TEC1-12706 );
— 4 кулера от компьютера (вентиляторы с радиаторами);
— 4 вентилятора от компьютера;
— блок питания на 12В/30А;
— провода;
— термопаста;
— выключатель;
— большой алюминиевый радиатор;
— фанера, листовой пластик или что-то подобное для корпуса.
Список инструментов:
— канцелярский нож;
— клеевой пистолет;
— дрель;
— паяльник;
— отвертка.
Процесс изготовления кондиционера:
Шаг первый. Подготавливаем основу
Нам понадобится основа, на которой мы закрепим все важные органы кондиционера. Можно использовать пластик, фанеру или другой подобный материал. Для начала делаем замеры и вырезаем четыре окна под элементы Пельтье. Не забываем проделать канавки под провода. Автор вырезает эти окна канцелярским ножом, поскольку материал используется мягкий.
Шаг шестой. Завершающий этап сборки
В качестве завершения припаиваем все необходимые провода и устанавливаем выключатель. Блок питания автор использует довольно мощный, на целых 30А при напряжении 12В. Что касается другой, горячей стороны, тот тут также рекомендуется установить защитную сетку. Вот и все, наш кондиционер готов, можно испытывать! К сожалению, автор не представил обзор тестов своего устройства.
Будем надеяться, самоделка оправдывает потраченное время и средства. Удачи и творческих вдохновений!
Кондиционер для автомобиля на Пельтье
У автора канала «Cars and Upgrade» в машине нет кондиционера. Поэтому он решил сделать для своего авто на основе 3 элементов пельтье кондиционер, или охладитель с вентилятором. О принципах работы Пельтье и о том, где его дешево продают, читайте тут. Чтобы хотя бы прохладный воздух создать в салоне. Он не испытывал больших надежд на успешный результат своего проекта, но решил провести хотя бы экспериментальную проверку идеи. Использовал радиатор от водяного охлаждения компьютеры. Изготовил металлический контейнер для воды.
Элементы пельтье по 6 ампер каждый. Кулеры и радиаторы. Насос качает воду, перегоняет по кругу, охлаждает радиатор. Он должен был стоять в салоне, где фильтр для воздуха. Казалось бы, должно всё было бы работать. Термоэлементы пельтье не справляются. Есть некоторые охлаждение воды, на 10-15 градусов. Воздух охлаждается не так заметно. А для небольшого помещения внутри дома это неплохо, но в машине не будет чувствоваться эффект прохлады. Блок питания на 30 ампер. Он уже нагрелся. 6 ампер берёт один элемент пельтье. Умножить на 3 будет 18 ампер. Плюс кулера. Так что нагрузка на генератор будет очень большая. Это неэффективно.
Эксперимент проводится дома. Если температура в помещении 28 градусов, воздух выдувается из кондиционера не меньше 15 градусов. Дует прохладный воздух, но всё равно это недостаточно. Если всю конструкцию установить под капот автомобиля, поскольку происходит нагрев, всё равно, мощности для обеспечения комфорта в салоне автомобиля недостаточно.
Автор видео уже просмотрела некоторые ролики и послушал комментарии мастеров, которые уже изготавливали кондиционеры для своих машин. Некоторые из них говорят, что у них ничего не получилось. Другие утверждают, что кондиционер на элементах пельтье нормально работает в машине. Но опыт показывает, что даже 4 элемента пельтье не дают нужный режим. Мало мощности и слишком большой расход. Мастер предполагает, что есть установить 10-12 элементов, используя данную систему, может быть какой-то эффект охлаждения автомобиля. Ну возможно, придется менять конструкцию, меняя генератор или другие части. Это связано с большим расходом электроэнергии на их функционирования. Мастер предполагает, что дешевле и эффективнее будет поставить нормальный машинный кондиционер.
Далее смотрите ролик про устройство, работающее на двух Пельтье.
Еще одна установка для охлаждения, которую автор назвал прототипом кондиционера на 2 элементах пельтье. Видео снято на канале Hurrygun Tank. Технические характеристики, которые необходимо учитывать при изготовлении таких устройств. Один элемент пельтье потребляет 5 ампер. Напряжение питания 12 вольт. Соответственно, два элемента будут забирать 10 ампер. При этом разница температур, которые можно получить в салоне автомобиля составляет 4 градуса цельсия. Так показал опыт автора видеоролика. Можно сделать вывод, что нецелесообразно использоватьтермоэлементы пельтье для создания портативных кондиционеров для авто.
Кондиционер на элементах Пельтье своими руками в закладки 4
Это полноценный и настоящий кондиционер, в отличии от тех, которые в большом количестве приводятся в интернете. Тут нет не бутылок с ледяной водой, ни самого льда. А принцип работы довольно схож с бытовыми моделями. Скажу больше, что раньше, на грузовых автомобилях применялись похожие кондиционеры с низковольтным питанием на элементах Пельтье.
Если вы не знакомы с этим элементом, то крайне рекомендую ознакомиться поближе. Если в двух словах, это термоэлектрический модуль. На вид квадратный, плоски, с двумя выходящими проводами. При подаче напряжения на которые, одна сторона модуля начинает нагреваться, а вторая охлаждаться, причем прямо пропорционально.
На этом принципе и основано устройство охладителя, о котором пойдет речь ниже.
Понадобится
Это из основного, остальные детали и инструмент смотрите по тексту.
Изготовление кондиционера на элементах Пельтье
У нас будет довольно мощная модель, состоящая из 6 элементов размером 40х40 каждый. Под них необходимо подобрать два массивных радиатора, для обжатия элементов с обеих сторон. Я буду использовать один большой и два маленьких.
Примерно так они будут выглядеть при совмещении.
Из ДСП необходимо вырезать прямоугольник.
В котором сделать ещё прямоугольник под два радиатора, чтобы они плотно входили в него.
С обратной стороны.
Это будет разделительный барьер – холодной стороны от горячей.
Чтобы радиаторы не проскакивали в отверстие, нужно приклеить сбоку по две полосы из алюминиевого профиля. Купить его не составит труда в строительном магазине.
Разводим двухкомпонентный клей на основе эпоксидной смолы (холодная сварка). И склеиваем сначала два радиатора меду собой, а потом уже к ним приклеиваем кусочки профиля.
К большому радиатору также приклеиваем профиль. Вот так все выглядит. Стороны профиля по обе стороны должны находится примерно в онной плоскости.
Сверлим этот бутерброд насквозь: две планки на обеих сторонах вместе с ДСП.
Далее смазываем радиаторы теплопроводящей пастой и устанавливаем подряд элементы. Стороны не путаем, все модули должны смотреть в дну сторону.
Покрываем их сверху новым слоем теплопроводящей пасты.
И прижимаем вторым радиатором. Стягиваем все аккуратно винтами с гайками.
Получилась вот такая конструкция с 12-ю выводами.
Для удобства подключения используем клеммную колодку.
Как вы возможно обратили внимание – трехконтактную. И все модули в ней подключены общим к нижней шине. А красными выводами 3 элемента к верхнему контакту, а три других к среднему. Такое деление сделано специально для нашего блока питания компьютера, который имеет две шины по 12 В и никак не обязательно.
В ДСП просверлим отверстие под провод и подключим его к колодке.
К радиаторам с обеих сторон прикрутим вентиляторы.
На блоке питание собирается так же воедино минусовые провода и плюсовые по два канала.
Подключаем к выходу также через соединительную колодку.
Все, почти готово.
Для запуска блока, в нашем случае, необходимо перемычкой закоротить выходы выключателя.
Установка кондиционера
Устанавливается кондиционер в любое окно. Для этого из фигурного алюминиевого профиля делается такая скоба.
Которая будет четко опираться в створки и не давать всей конструкции выпасть.
Чтобы закрыть щель не до закрытого окна, вырезается полоска из поликарбоната или другого пластика по ширине кондиционера. И вставляется в паз окна.
Равой прижимаем всю конструкцию.
У меня, как видите, раздвижное окно, вам же придется придумать свою конструкцию крепления.
Главное чтобы одна сторона прибора была на улице, а другая дома. И не было сквозняка через щели.
Результат работы
Кондиционер довольно мощный, все таки применено 6 модулей Пельтье. Вся электрическая мощность составила 360 Вт, что не мало. Хотя сравнивать его с тепловым насосом не приходится из-за очень низкого КПД. Но даже такой модели хватит чтобы охладить небольшую комнату.
Вот результат при первом запуске: начальная температура в помещении 24 градуса Цельсия.
Примерно через час работы температура упала до 20 градусов, что является, на мой взгляд, отличным результатом!
Кондиционер на элементах Пельтье
Это полноценный и настоящий кондиционер, в отличии от тех, которые в большом количестве приводятся в интернете. Тут нет не бутылок с ледяной водой, ни самого льда. А принцип работы довольно схож с бытовыми моделями. Скажу больше, что раньше, на грузовых автомобилях применялись похожие кондиционеры с низковольтным питанием на элементах Пельтье.
Если вы не знакомы с этим элементом, то крайне рекомендую ознакомиться поближе. Если в двух словах, это термоэлектрический модуль. На вид квадратный, плоски, с двумя выходящими проводами. При подаче напряжения на которые, одна сторона модуля начинает нагреваться, а вторая охлаждаться, причем прямо пропорционально.
На этом принципе и основано устройство охладителя, о котором пойдет речь ниже.
Понадобится
Это из основного, остальные детали и инструмент смотрите по тексту.
Изготовление кондиционера на элементах Пельтье
У нас будет довольно мощная модель, состоящая из 6 элементов размером 40х40 каждый. Под них необходимо подобрать два массивных радиатора, для обжатия элементов с обеих сторон. Я буду использовать один большой и два маленьких.
Чтобы радиаторы не проскакивали в отверстие, нужно приклеить сбоку по две полосы из алюминиевого профиля. Купить его не составит труда в строительном магазине.
Как вы возможно обратили внимание – трехконтактную. И все модули в ней подключены общим к нижней шине. А красными выводами 3 элемента к верхнему контакту, а три других к среднему. Такое деление сделано специально для нашего блока питания компьютера, который имеет две шины по 12 В и никак не обязательно.
Все, почти готово.
Для запуска блока, в нашем случае, необходимо перемычкой закоротить выходы выключателя.
Установка кондиционера
У меня, как видите, раздвижное окно, вам же придется придумать свою конструкцию крепления.
Главное чтобы одна сторона прибора была на улице, а другая дома. И не было сквозняка через щели.
Результат работы
Кондиционер довольно мощный, все таки применено 6 модулей Пельтье. Вся электрическая мощность составила 360 Вт, что не мало. Хотя сравнивать его с тепловым насосом не приходится из-за очень низкого КПД. Но даже такой модели хватит чтобы охладить небольшую комнату.
Вот результат при первом запуске: начальная температура в помещении 24 градуса Цельсия.
Примерно через час работы температура упала до 20 градусов, что является, на мой взгляд, отличным результатом!
Смотрите видео
Кондиционер на элементах Пельтье своими руками ( 32 фото )
Если вы не знакомы с этим элементом, то крайне рекомендую ознакомиться поближе. Если в двух словах, это термоэлектрический модуль. На вид квадратный, плоски, с двумя выходящими проводами. При подаче напряжения на которые, одна сторона модуля начинает нагреваться, а вторая охлаждаться, причем прямо пропорционально.
На этом принципе и основано устройство охладителя, о котором пойдет речь ниже.
Понадобится
Это из основного, остальные детали и инструмент смотрите по тексту.
Как самостоятельно изготовить кулер для охлаждения воды
Догадливый читатель уже понял, что «чудо-ковшик» из первой части можно использовать для охлаждения жидкости, если запустить его «в обратную сторону», подключив постоянный ток.
ТЭМ применены в каждом кулере для воды. Аналог этого заводского прибора вполне можно построить своими руками, при этом работать он будет не хуже. Мы опишем сам принцип работы и схему сборки. Компоновку и варианты исполнения можно подобрать, исходя из собственных потребностей. Например, сделать его переносным или стационарным, интегрированным в кухонную мебель или систему подготовки питьевой воды. Последний вариант оптимален, поскольку охлаждение в системе будет управляемым (по факту подачи питания).
Для этого нам понадобится:
При помощи термоклея фиксируем ТЭМ на флягу. Соединяем провода по соответствующим группам (плюс и минус). Определяем удобное место расположения ключа, учитывая возможность замены при ремонте и доступность при использовании. Включаем его в схему. Присоединяем провода к блоку питания. Проводим испытания цепи.
Внимание! При испытаниях ограничьтесь наблюдением самого факта правильной работы, но не пытайтесь дать максимальную нагрузку насухую — это может привести к выходу из строя ТЭМ (ремонту не подлежит).
Затем соединяем входной фитинг фляги-теплообменника с каналом подачи воды, а выходной — с подводкой (гибкой или жёсткой) к крану.
Заполняем систему водой и выставляем оптимальную силу тока при нужном напоре струи. Оптимальный напор — чуть сильнее самотёка. Для забора прохладной питьевой воды этого будет вполне достаточно. Остальные нюансы — крепёж, длина проводов, расположение — сугубо индивидуальны в каждом отдельном случае.
Данную базовую систему можно развивать и совершенствовать. Например, установить термостат в теплообменнике и включить его в цепь вместо ключа (тумблера) — подойдёт там, где постоянно нужна вода определённой температуры. Флягу-теплообменник можно выполнить из серебра для дополнительной ионизации воды. Включив в систему повышающий преобразователь постоянного напряжения ЕК-1674, можно сократить расход электроэнергии до минимума.
Расчёт затрат на построение кулера:
| Наименование | Ед. изм. | Кол-во | Цена ед./руб. | Ст-ть, руб. |
| Теплообменник из нержавейки (с работой) | шт. | 1 | 1000 | 1000 |
| ТЭМ TEC1-12705 (40×40), 53 ватт | шт. | 2 | 300 | 600 |
| Блок питания | шт. | 1 | 300 | 300 |
| Ключ | шт. | 1 | 50 | 50 |
| Провода 0,2 мм | м | 5 | 6 | 30 |
| Термоклей (термопаста) Radial 2 мл | шт. | 1 | 150 | 150 |
| Трубы, фитинги, подводки | — | — | 300 | 300 |
| Итого | 2430 |
В этой системе не задействован ребристый радиатор, т. к. поставленная цель — охлаждение (но не заморозка) небольшого объёма воды (300 мл) — достигается и без него.
Изготовление кондиционера на элементах Пельтье
У нас будет довольно мощная модель, состоящая из 6 элементов размером 40х40 каждый. Под них необходимо подобрать два массивных радиатора, для обжатия элементов с обеих сторон. Я буду использовать один большой и два маленьких.
Примерно так они будут выглядеть при совмещении.
Из ДСП необходимо вырезать прямоугольник.
В котором сделать ещё прямоугольник под два радиатора, чтобы они плотно входили в него.
С обратной стороны.
Это будет разделительный барьер — холодной стороны от горячей.
Чтобы радиаторы не проскакивали в отверстие, нужно приклеить сбоку по две полосы из алюминиевого профиля. Купить его не составит труда в строительном магазине.
Разводим двухкомпонентный клей на основе эпоксидной смолы (холодная сварка). И склеиваем сначала два радиатора меду собой, а потом уже к ним приклеиваем кусочки профиля.
К большому радиатору также приклеиваем профиль. Вот так все выглядит. Стороны профиля по обе стороны должны находится примерно в онной плоскости.
Сверлим этот бутерброд насквозь: две планки на обеих сторонах вместе с ДСП.
Далее смазываем радиаторы теплопроводящей пастой и устанавливаем подряд элементы. Стороны не путаем, все модули должны смотреть в дну сторону.
Покрываем их сверху новым слоем теплопроводящей пасты.
И прижимаем вторым радиатором. Стягиваем все аккуратно винтами с гайками.
Получилась вот такая конструкция с 12-ю выводами.
Для удобства подключения используем клеммную колодку.
Как вы возможно обратили внимание — трехконтактную. И все модули в ней подключены общим к нижней шине. А красными выводами 3 элемента к верхнему контакту, а три других к среднему. Такое деление сделано специально для нашего блока питания компьютера, который имеет две шины по 12 В и никак не обязательно.
В ДСП просверлим отверстие под провод и подключим его к колодке.
К радиаторам с обеих сторон прикрутим вентиляторы.
На блоке питание собирается так же воедино минусовые провода и плюсовые по два канала.
Подключаем к выходу также через соединительную колодку.
Для запуска блока, в нашем случае, необходимо перемычкой закоротить выходы выключателя.
Где ещё применяют термоэлектрические модули
Эффект Пельтье-Зеебека известен с 1840-х годов. Его активно используют и по сей день, благодаря устойчивости законов физики. Термоэлектрическому модулю всегда найдётся место там, где есть избыточная энергия или нужно быстро и бесшумно совершить теплообмен.
Основное применения теплоэлектрических модулей:
И маленький секрет напоследок. Наш модуль имеет почти чудесное свойство — обратимость. Это значит, что при перемене полярности постоянного тока на проводах модуля (с помощью переключателя) горячая и холодная поверхность меняются местами. Кулер превращается в нагреватель, холодильник в тепловую камеру (инкубатор), а кондиционер — в маломощный тепловентилятор. Для этого не придётся изменять схему устройства. Достаточно просто поменять полярность.
Этот принцип использован в устройстве под названием рекуператор. Он представляет собой бокс, состоящий из двух изолированных камер, которые сообщаются между собой при помощи вентиляторов. При помощи модулей Пельтье холодный воздух с улицы подогревается энергией, извлечённой из нагретого воздуха, который отводится из помещения. Приспособление позволяет экономить на отоплении дома.
Установка кондиционера
Устанавливается кондиционер в любое окно. Для этого из фигурного алюминиевого профиля делается такая скоба.
Которая будет четко опираться в створки и не давать всей конструкции выпасть.
Чтобы закрыть щель не до закрытого окна, вырезается полоска из поликарбоната или другого пластика по ширине кондиционера. И вставляется в паз окна.
Равой прижимаем всю конструкцию.
У меня, как видите, раздвижное окно, вам же придется придумать свою конструкцию крепления.
Главное чтобы одна сторона прибора была на улице, а другая дома. И не было сквозняка через щели.
Разновидности и принципы действия портативных кондиционеров
Существует несколько типов портативных кондиционеров, которые отличаются как по конструкции, так и по принципу действия.
Переносное устройство конденсационного типа
Тут все просто: такой кондиционер представляет собой обычный моноблок с испарительным и конденсационным теплообменником, компрессором и вентилятором. В качестве хладагента используется фреон. Как правило, портативная климатическая техника этого типа выпускается напольного исполнения. Основным достоинством таких установок является отсутствие сложных монтажных работ. К недостаткам можно отнести: высокий уровень шума и требовательность к отводу горячего воздуха.
Портативный кондиционер испарительного типа
Конструктивно, это устройство состоит из корпуса, в который установлены: теплообменный блок из капиллярно-пористого материала со сквозными каналами для свободного движения воздуха; нагревательные элементы; вентилятор создания воздушного потока; ёмкость для сбора воды.
Принцип работы этого устройства достаточно прост. В теплообменный блок поступает вода, которая проходит по порам расположенного внутри материала. По сквозным каналам, расположенным по всему объему теплообменного блока подается воздух, который приводит к испарению воды. Вода, отбирает тепло у воздуха и отдает ему холод, который сопутствует процессу испарения. Для увеличения скорости испарения воды, в конструкции такого прибора предусмотрен вентилятор.
В итоге: воздух, исходящий из устройства имеет более низкую температуру, чем поступающий в устройство. Кроме охлаждения, воздушные массы, очищаются от пыли и увлажняются. Отличительной чертой таких кондиционеров является отсутствие какого-либо трубопровода и возможность работы в режиме тепловентилятора в зимнее время года. Используя такое простое и автономное устройство, вы получаете персональный портативный кондиционер за сравнительно небольшие деньги.
Портативный кондиционер от АКБ
На самом деле придумано это устройство для охлаждения автомобилей, благодаря чему напряжение питания его 12В, хотя работать этот небольшой прибор может от любой 12 вольтовой аккумуляторной батареи. Автомобильный мини-кондиционер, заключен в небольшой пластиковый корпус и не требует сложной установки. По заявлениям производителей принцип работы такого устройства схож с работой обычной сплит-системы: Хладагент циркулирует в системе и испаряется при нагреве, что делает возможным теплообмен.
Ручной микрокондиционер c питанием от USB интерфейса
Это устройство сложно назвать представителем климатической техники, хотя и оно имеет право на жизнь. Принцип действия его схож с работой испарительного кондиционера: губка в устройстве играет роль теплообменного блока. Под воздействием струи воздуха влага с губки испаряется, что приводит к снижению температуры воздушного потока. Питание этому устройству необходимо исключительно для вращения встроенного вентилятора.
Результат работы
Кондиционер довольно мощный, все таки применено 6 модулей Пельтье. Вся электрическая мощность составила 360 Вт, что не мало. Хотя сравнивать его с тепловым насосом не приходится из-за очень низкого КПД. Но даже такой модели хватит чтобы охладить небольшую комнату.
Вот результат при первом запуске: начальная температура в помещении 24 градуса Цельсия.
Примерно через час работы температура упала до 20 градусов, что является, на мой взгляд, отличным результатом!
Обещания производителей и реальность
Напольная перемещаемая техника конденсационного типа имеет вполне вменяемую холодопроизводительность, подходящую для большинства комнат, площадью 10-18 м2. Линейки таких устройств производят большинство фирм-производителей качественной климатической техники. Даже у компаний из Поднебесной стали появляться достаточно неплохие модели.
Что касается портативных кондиционеров испарительного типа, то производители в один голос утверждают, что температура воздуха в помещении за час может опуститься на 4-6°С, а эффект от их изделий можно сравнить в дуновением бриза. На практике, за два часа температура не опустилась, но если сидеть в зоне действия воздушного потока, то создается достаточно приятное впечатление, которое, в общем-то, никак не связано с охлаждением.
Портативный кондиционер для автомобиля также не может эффективно охладить салон авто и вот почему: в замкнутом пространстве салона автомобиля, тепло, полученное хладагентом, некуда отводить. При такой работе, прибор будет с одной стороны охлаждать воздух, а с другой стороны его нагревать, сводя эффективность к нулю. Для решения этой проблемы, тепло из салона автомобиля необходимо отводить, сооружая воздуховод. Тогда о какой портативности идет речь?
Ручной портативный USB кондиционер лучше рассматривать как гаджет, эффективность которого меньше небольшого вентилятора. Хотя, как уже говорилось раньше, создание такого прибора может дать толчок к созданию серьезного и эффективного устройства. Но это в будущем, в далеком будущем.
Есть еще один тип портативного кондиционера, которого мы не касались в своем повествовании. Это реально существующее устройство, эффективность которого пропорциональна размерам. В конструкции прибора нет ни хладагента, ни испаряющейся воды. В качестве охлаждающего модуля используются термоэлектрические элементы Пельтье.
Принцип действия их таков: если подать ток на контакты разнородных материалов модуля, то происходит или выделение тепла или его поглощение, в зависимости от полярности напряжения. Не будем рассуждать о причинах происходящего, (это расписано в Википедии), лучше рассмотрим, как на основе модулей Пельтье сделать мини-кондиционер своими руками.