Как сделать автомобильный холодильник своими руками

В длительных поездках на автомобиле поддержание свежести продуктов и напитков становится важной задачей, особенно в жару. Создание автомобильного холодильника своими руками экономит средства и позволяет адаптировать устройство под свои нужды. В этой статье мы рассмотрим, как сделать холодильник на основе элементов Пельтье, чтобы наслаждаться холодными напитками и свежими закусками в пути.

Охлаждение без компрессора

Эффект Пельтье проявляется при прохождении электрического тока через соединение двух полупроводников с разными типами проводимости (p-n переход). В зависимости от направления тока происходит охлаждение или нагрев. Это явление связано с взаимодействием электронов и тепловыми колебаниями атомов кристаллической решетки. При последовательном соединении переходов тепловая энергия, поглощенная одним p-n переходом, выделяется на другом.

Если установить элемент Пельтье так, что один p-n переход будет внутри теплоизолированного контейнера, а другой — снаружи, можно создать компактный холодильник, работающий от автомобильного прикуривателя. Также существует абсорбционный холодильник, который не использует компрессор. Холодильник для автомобиля можно создать на основе старого устройства, но потребуется заменить нагреватели и терморегуляторы на 12-вольтовые.

Создание автомобильного холодильника своими руками — задача, требующая знаний и навыков в области электроники и механики. Эксперты рекомендуют начать с выбора подходящего контейнера, который будет изолированным и достаточно прочным. В качестве охлаждающего элемента можно использовать термоэлектрический модуль, который работает по принципу Пельтье. Он позволяет эффективно поддерживать низкую температуру внутри контейнера.

Важно также правильно организовать питание устройства. Специалисты советуют использовать автомобильный аккумулятор или адаптер для подключения к прикуривателю. Необходимо учитывать мощность модуля, чтобы избежать перегрузки системы. Для улучшения теплоизоляции можно добавить дополнительный слой утеплителя.

Кроме того, эксперты подчеркивают важность тестирования устройства перед длительными поездками, чтобы убедиться в его надежности и эффективности. Правильный подход к созданию автомобильного холодильника обеспечит комфортные условия в дороге и сохранит продукты свежими.

Мини Холодильник 30вт Своими Руками – Часть 2

Изготовление корпуса

Для изготовления корпуса вам понадобятся материалы:

• МДФ толщиной 10 мм;
• алюминиевый уголок 1,5×1,5 см;
• вытяжные заклепки 3×15 мм;
• мебельные шарниры – 2 шт.;
• замок-защелка типа лягушка;
• вспененная фольгированная теплоизоляция толщиной 10 мм;
• клеенка на тканевой основе;
• клей «жидкие гвозди»;
• клей ПВА;
• герметик;
• поролоновый уплотнитель для окон.

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.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о создании автомобильного холодильника своими руками:

1. Принцип работы термоэлектрического охладителя: Многие самодельные автомобильные холодильники используют термоэлектрические охладители (например, модуль Пельтье). Эти устройства работают на принципе термоэлектрического эффекта, где электрический ток проходит через два различных проводника, создавая разницу температур. Это позволяет охлаждать одну сторону модуля, что идеально подходит для компактных холодильников.

2. Энергоэффективность: Самодельные холодильники могут быть значительно более энергоэффективными, если использовать изоляционные материалы, такие как пенопласт или стекловата. Хорошая изоляция помогает сохранить холод внутри, что снижает потребление энергии и увеличивает время работы от аккумулятора автомобиля.

3. Многофункциональность: Создавая автомобильный холодильник своими руками, можно интегрировать дополнительные функции, такие как USB-порты для зарядки устройств, встроенные светодиоды для освещения или даже солнечные панели для автономного питания. Это делает самодельный холодильник не только практичным, но и многофункциональным устройством для путешествий.

Холодильник в машину: компрессорный или термоэлектрический? Сравниваем, тестируем, выясняем отличия

Монтаж охладителя

Для этого вам понадобятся:

1. Элемент Пельтье.
2. Электрический вентилятор на 12 В и крепеж.
3. Четыре винта М3×15 с гайками.
4. Разъем для подключения к гнезду прикуривателя.
5. Два медных многожильных изолированных провода (сечение зависит от мощности элемента Пельтье и вентилятора).
6. Термопаста.
7. Лист алюминия толщиной 3–4 мм.

Сначала изготовьте два радиатора из алюминия, установите между ними охлаждающий элемент и отделите их теплоизоляционным листом. Эта конструкция будет служить дверцей холодильника. При размерах корпуса 40×40×30 см верхний радиатор должен быть 40×40 см, а нижний — 38×38 см. Вырежьте из утеплителя квадрат 38×38 см с отверстием по размеру охлаждающего элемента и приклейте его к меньшему радиатору с помощью «жидких гвоздей». Припаяйте провода питания к выводам элемента (к красному — «+», к черному — «земля»).

Установите большой радиатор вниз, а на него, теплоизоляцией вверх, поместите маленький, чтобы их центры совпадали. В сантиметре от каждого угла выреза в теплоизоляции просверлите отверстия диаметром 3 мм в обоих радиаторах. Нанесите термопасту на охлаждающий элемент с обеих сторон и разместите его на свободной от утеплителя части меньшего радиатора охлаждающей стороной к металлу.

Закройте его большим радиатором так, чтобы просверленные отверстия совпали, и зажмите конструкцию винтами с гайками, пока теплоизоляция не сожмется и радиаторы не коснутся охладителя. Контролируйте сжатие штангенциркулем, измеряя расстояние между радиаторами. Толщина элемента составляет 3,8 мм. Как только зазор уменьшится до этой величины, прекратите стягивание.

Прикрепите дверцу к шарнирам, а их к корпусу так, чтобы меньший радиатор входил внутрь при закрывании. Для вывода проводов из корпуса наденьте на них подходящий отрезок резиновой трубки. В верхней пластине рядом с контактами подключения питания просверлите отверстие немного меньше наружного диаметра трубки. Пропустите через него провода, оставив трубку в отверстии, чтобы провода не терлись о края. Закрепите вентилятор на дверце, направив его на нее, и подключите к той же паре проводов. Установите защелку и ручку для переноски устройства — ваш 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 мм²;
• ток – 2,5 А, сечение – 0,5 мм²;
• ток – 3,5 А, провод – 0,7 квадратов;
• ток – 7,5 А, провод 1,5 квадрата;
• ток – 10 А, провод – 2 мм².

При длине подключения 3 м:

• I_ном до 1,5 А, провод – 0,4 мм²;
• I_ном – 2,5 А, провод – 0,8 мм²;
• I_ном – 3,5 А, провод – 1,1 квадрата;
• I_ном – 7,5 А, сечение – 2,3 мм²;
• 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

Устройство должно получать питание от постоянного тока с напряжением до 15 В. Небольшие колебания напряжения не влияют на его работу. В специфических условиях самодельный кондиционер можно подключить к 12-вольтовой бортовой сети автомобиля. Владельцам автомобилей с 24-вольтовой сетью рекомендуется подключать два охлаждающих элемента последовательно.

Преимущества и недостатки термоэлектрических охлаждающих устройств

Термоэлектрический охлаждающий кондиционер на основе эффекта Пельтье обладают следующими преимуществами:

1. Высокая удельная мощность охлаждения. При размерах 40×40×3,8 мм один элемент может отводить тепловую энергию мощностью до 57 Вт.
2. Бесшумность работы.
3. Невысокая стоимость. Один элемент стоит не более 3 долларов.
4. Высокая надежность. Время непрерывной работы до выхода из строя достигает 200 тыс. часов.

Недостатки кулеров Пельтье:

1. Низкий КПД. Поэтому при большом охлаждаемом объеме тяжело добиться значительной разницы температур противоположных поверхностей.
2. Кондиционер потребляет сравнительно большую мощность. Потребляемый одним элементом ток достигает 6 А.
3. 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.

Автохолодильник своими руками из элемента Пельтье TEC1-12706.

Тестирование и оптимизация работы холодильника

После завершения сборки автомобильного холодильника важно провести его тестирование, чтобы убедиться в правильности работы всех компонентов и эффективности охлаждения. Тестирование поможет выявить возможные недостатки и позволит оптимизировать работу устройства.

1. Первоначальная проверка

Перед тем как подключить холодильник к источнику питания, убедитесь, что все соединения выполнены правильно, а изоляция проводов надежна. Проверьте, нет ли коротких замыканий, и убедитесь, что все компоненты, такие как термоэлектрический модуль, вентилятор и термостат, установлены на своих местах.

2. Подключение к источнику питания

Подключите холодильник к автомобильному аккумулятору или инвертору. Убедитесь, что напряжение соответствует требованиям вашего устройства. Включите холодильник и дайте ему поработать в течение 30-60 минут, чтобы оценить его эффективность.

3. Измерение температуры

Используйте термометр, чтобы измерить температуру внутри холодильника. Оптимальная температура для хранения продуктов составляет от 0 до 5 градусов Цельсия. Если температура выше, это может указывать на недостаточную мощность охлаждения или неправильное расположение компонентов.

4. Проверка вентиляции

Убедитесь, что вентилятор работает должным образом и обеспечивает достаточную циркуляцию воздуха. Если воздух не проходит свободно, это может привести к перегреву термоэлектрического модуля и снижению эффективности охлаждения. Проверьте, нет ли препятствий для потока воздуха и при необходимости измените расположение вентилятора.

5. Оптимизация работы

Если вы заметили, что холодильник не охлаждает должным образом, рассмотрите возможность улучшения теплоизоляции. Используйте дополнительные слои изоляционного материала, чтобы минимизировать теплопотери. Также можно попробовать изменить угол наклона холодильника, чтобы улучшить его работу.

6. Тестирование в различных условиях

Проведите тестирование холодильника в различных условиях, например, при высокой температуре окружающей среды или при длительной работе. Это поможет вам понять, как устройство справляется с нагрузками и насколько эффективно оно работает в реальных условиях.

7. Регулярное обслуживание

После успешного тестирования не забывайте о регулярном обслуживании холодильника. Проверяйте состояние проводов, соединений и компонентов, а также очищайте вентилятор и теплообменник от пыли и грязи. Это поможет продлить срок службы устройства и поддерживать его эффективность.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете не только протестировать свой автомобильный холодильник, но и оптимизировать его работу, что обеспечит надежное и эффективное охлаждение ваших продуктов в дороге.

Вопрос-ответ

Из чего состоит автохолодильник?

Абсорбционные автохолодильники работают от теплового насоса, который состоит из двух емкостей с разными веществами: хладагентом в виде аммиака и газом водородом. Принцип работы заключается в нагревании водного раствора аммиака, который циркулирует внутри и обеспечивает охлаждение.

Как долго автомобильный холодильник держит холод?

Свойства компрессорного холодильника для автомобиля: при выключении питания сохраняет холод, как обычный термос или термобокс, до 12 часов, в зависимости от температуры окружающей среды и количества открываний.

Холодильник из пенопласта сколько держит холод?

Холод будет держать до 12 часов. Далее уже зависит от окружающей температуры и как часто будете открывать сумку.

Советы

СОВЕТ №1

Перед началом сборки автомобильного холодильника определите его размер и форму, исходя из доступного пространства в вашем автомобиле. Это поможет избежать проблем с установкой и обеспечит удобство использования.

СОВЕТ №2

Используйте качественные изоляционные материалы, такие как пенопласт или минеральная вата, чтобы обеспечить максимальную эффективность охлаждения. Хорошая изоляция поможет сохранить холод внутри холодильника на более длительный срок.

СОВЕТ №3

При выборе источника питания для холодильника рассмотрите возможность использования автомобильного аккумулятора или солнечной панели. Это обеспечит автономность и позволит использовать холодильник в любом месте без необходимости подключения к сети.

СОВЕТ №4

Не забудьте о вентиляции! Убедитесь, что ваш холодильник имеет достаточную циркуляцию воздуха, чтобы избежать перегрева и обеспечить эффективное охлаждение. Это можно сделать, добавив вентиляционные отверстия или небольшие вентиляторы.