Зміст:
- Передісторія холодильників або посібник для винахідника
- Методика розрахунку саморобного холодильника на елементи Пельтьє
- Висновки по конструктиву саморобного холодильника
У наш час боротьби за екологічність і гідне існування увага звертається навіть на найдрібніші деталі. Втомилися від того, що процесор постійно шумить своїм кулером? Звичайно! Він вимагає охолодження, інакше BIOS просто виключить системний блок разом зі всією операційною системою. А в спеку так хочеться спокою й тиші! І рішення знайдено. Ми говорили, що холодильники не одними компресорами живі, є різні моделі. Давайте думаться разом, як це все пристосувати для себе. Бути може, і холодильник своїми руками зібрати вдасться.
Передісторія холодильників або посібник для винахідника
Ми говорили у своїх оглядах про адсорбційні холодильники, які працюють на блакитному паливі. Газ, згораючи, змушує холодоагент циркулювати і охолоджувати відсіки. Безумовним гідність конструкції є її безшумність. Лише можна почути легке шипіння від горіння палива, а також перетікання рідини по трубках. Але це рішення далеко не єдине. Ми згадували, що найдорожчі автомобільні холодильники працюють за принципом – на так званих елементи Пельтьє. Що це за звір такий?
Було встановлено в 1834 році, що при пропусканні постійного струму через провідники та напівпровідники виділяється або поглинається тепло. Ефект явно не міг бути списаний на закон Джоуля-Ленца, оскільки в останньому випадку жар виділявся, але охолодження відбуватися не могло. Наукового пояснення ніхто не дав, але з тих самих пір відомо, що при пропущенні струму в одному напрямку тепло поглинається, в іншому виділяється! (Див. також: Чому тече холодильник)
З іншого боку відомий інший випадок, коли студент звітував перед викладачем на предмет цифрових технологій, комп’ютери тоді ще не набули сьогоднішньої сили. Процесори Пентіум II тільки-тільки з’явилися на ринку РФ, хоча в США, безумовно, були вже четверті. Справа зводилося до харчування мозку ЕОМ, а також до того, навіщо хочуть постійно знизити вольтаж.
Було помічено, що процесор споживає близько 75 Вт. В той же час напруга живлення було в районі 3 Ст. Виходить, що цей маленький кристал споживав струм… 25 А. Ніякої акумулятор при зарядці не здатний на таке. Викладач так і висловився, а між тим був не зовсім правий.
При такому малому напрузі процесор дійсно споживає гігантський струм, частина потужності йде на корисні потреби, в той час як неминуче відбувається виділення тепла в навколишнє середовище. І значного! Без кулера процесор може дійти до точки кипіння, він грівся і далі, але тільки системи захисту вимкнуть харчування раніше. Давайте подивимося, що виходить. Кожен процесор витрачає таку значну потужність. Не так давно на ринку з’явилися елементи Пельтьє, які покликані охолоджувати к мозок. Один юзер помітив, що його процесор остудився… до мінус 10 градусів Цельсія. Вражає?
Вся проблема в тому, що елементи Пельтьє не можна назвати дешевими. Як можна було б на їх основі побудувати саморобний холодильник? Поставити паралельно всередині термоізольовані ємності, де температура стала б поступово падати. Біда в тому, що потужність морожения холодильників не вимірюється у ватах, вона обчислюється за кількістю (у кілограмах) продукції, температуру якої можна знизити до заданої. Ми також не знаємо, що саме мається на увазі, коли кажуть, що потужність елемента Пельтьє становить 77 Вт. При ціні 300 рублів за штуку можна було б спробувати розрахувати вартість всього саморобного холодильника, якби тільки вдалося якось співвіднести ці параметри. Замість цього ми пропонуємо інший шлях.
Пам’ятаєте, ми якось у своїх оглядах приводили методику для визначення потрібної потужності нагріву приміщення, а тепер її використовуємо в зворотній послідовності. Як будемо проводити експеримент:
Методика розрахунку саморобного холодильника на елементи Пельтьє
Виходити будемо з того, що тепловтрати залежать лінійно від різниці температур всередині і зовні саморобного холодильника. Будемо знову йти від простого до складного: (Див. також: Холодильник двостулковий)
- Накресліть на аркуші паперу дві осі. У точці перетину по обидва – нуль. Горизонталь – лінія температур.
- Позначте на ній точку 20 ?С. Це буде вихідний момент, коли витрачається нуль потужності, а температура всередині саморобного холодильника дорівнює кімнатної.
- Тепер креслите з цієї точки пряму, яка перетинає вертикальну вісь на деякій, не важливо який, але обов’язково позитивною висоті.
- Відзначте на дві третини від початку координат точку на осі Х (температур). Це буде 14 ?С, а по вертикалі на лінії буде потужність одного елемента Пельтьє, який урівноважує втрати.
- Тепер відзначте крапку на третину від початку. Тут буде 8 ?С, а елементів Пельтьє знадобиться вже два. Це видно за графіком.
Висновки по конструктиву саморобного холодильника
Інші висновки читачі можуть зробити самі: саморобний холодильник дасть 2 градуси тепла за шкалою Цельсія, якщо забезпечити його трьома елементами Пельтьє з кулерами. Досвід можна узагальнювати, підбирати оптимальну ізоляцію, варіювати умови. Наприклад, кулери прибрати, щоб не шуміли і не витрачали енергію. Це і спростить конструкцію. Але відразу хочемо охолодити запал винахідників: у справжніх, не саморобних холодильниках, використовуються навіть два вентилятора, один для холодного, інший для гарячого контуру. У будь-якому випадку експериментуйте.
А блок живлення? Пристрій холодильника витерпить комп’ютерний. Згадайте, скільки споживає процесор! Елемент Пельт’є далеко не найголовніше, що є всередині. Крім того вольтаж вже заздалегідь пристосований. А це означає, що не доведеться шукати ніяких рідкісних деталей. Купуєте три елемента Пельтьє, щоб самостійно зробити холодильник, берете блок живлення з старенького ПК, споруджуєте коробку з двома кулерами, отримуєте готовий продукт. Причому він може працювати від автомобільного акумулятора, правда це зручно? Ще б пак, на час поїздки на дачу пиво з самовільним холодильником можна підключити саме так. Ми вже не говоримо про прикурювач.
Принцип дії холодильника настільки очевидний, що зрозумілий навіть дітям. Але вся принадність у тому, що при зміні напрямку струму елементи Пельтьє начебто працюю на нагрів. Добре мати під рукою теплу їжу, коли навколо немає нічого, що могло б допомога її зігріти? У цьому випадку закон працює в іншу сторону. Тобто три елемента Пельтьє всередині саморобного холодильника забезпечать температуру на 18 ?С вище навколишнього середовища. Якщо в машині 25, то в коробці буде 43. Достатньо, щоб перекусити і не скаржитися, правда? Виходить вже два приладу в одній особі, а це здорово.
Звичайно, можна було б холодильник своїми руками зробити і на фреоні, але подумайте, як це складно, адже і не зміг би він гріти їжу. В кінцевому підсумку ми б хотіли сказати спасибі автору відео на Ютуб. За те, що подав ідею, як зробити холодильник, за те, що не сидить і не плює в стелю у вільний час. І нехай задумка не дуже вдалася, але тільки лише тому, що обсяг дуже великий. Елементи Пельтьє процесорні не такі вже й потужні, щоб поодинці звалювати на себе такий великий обсяг, до того ж до кінця і не оформлений.
Але якщо хтось візьметься спорудити добротний короб, забезпечити його двома шарами теплоізоляції, закрити всі щілини, то успіх неодмінно прийде. До того ж технологія екологічно нешкідлива і безпечна, чого не можна сказати про більшість фреонів. Отже, на цьому ми говоримо нашим читачам До побачення!
