القراء مثلك يساعدون في دعم MUO. عند إجراء عملية شراء باستخدام الروابط الموجودة على موقعنا ، فقد نربح عمولة تابعة. اقرأ أكثر.

هل تساءلت يومًا عن وجود ثلاجة صغيرة محمولة لتبريد المياه والمشروبات والعصائر أثناء نزهاتك الصيفية؟

تبريد مكيف الهواء هو الطريقة الأكثر شيوعًا للتبريد في الثلاجة أو الغرفة. لكن هذه عملية شاقة تتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة الكهربائية والأجهزة الكهربائية الضخمة لأداء هذه المهمة.

لحسن الحظ ، من الممكن صنع ثلاجة تحافظ على برودة الطعام باستخدام بطارية محمولة تعمل بالتيار المستمر وشيء يسمى تأثير بلتيير.

ما هو تأثير بلتيير؟

المبردات الكهروحرارية أو أجهزة تأثير بلتيير هي أجهزة صغيرة نسبيًا تستخدم للتبريد أو التدفئة. تستخدم أجهزة بلتيير DC (التيار المباشر) للتبريد ، على عكس الثلاجات التقليدية أو مكيفات الهواء التي تستخدم تيار التيار المتردد. تأثير بلتيير هو عملية يتم فيها ، إذا تم تمرير تيار مستمر عبر دائرة بها موصلين مختلفين المواد ، تتم إزالة الحرارة من تقاطع واحد ، مما يجعلها باردة ، ويمتص الوصلة الأخرى الحرارة ، مما يؤدي إلى تصبح ساخنة.

يمكن أيضًا ملاحظة أنه إذا تم عكس قطبية التيار ، فإن الوصلة التي كانت باردة في السابق تصبح ساخنة ؛ بينما التقاطع الذي كان ساخنًا قبل عكس القطبية الحالية ، يصبح باردًا.

instagram viewer

استخدام أجهزة بلتيير الحرارية للتحكم في درجة الحرارة

تخلق الظاهرة المذكورة أعلاه فرصة لتصميم جهاز يمكنه استخراج وإزالة الحرارة. إذا قمت بوضع التقاطع الأكثر برودة على السطح الساخن أو الجهاز الذي يلزم استخلاص الحرارة منه ، وذهب التقاطع الأكثر سخونة إلى تقليل الحرارة، يمكنك الحفاظ على برودة السطح أو الجهاز. ليس ذلك فحسب ، بل يمكنك الحفاظ على درجة حرارة مثالية مستمرة للحصول على أداء جيد.

كيفية بناء ثلاجة صغيرة DC

سوف نستخدم المفهوم المذكور أعلاه لتصميم ثلاجة DC. الثلاجة الصغيرة هي التصميم المستهدف ، ومع ذلك ، يمكن تحجيمها إلى ثلاجة متوسطة الحجم باستخدام عدة أجهزة ذات تأثير بلتيير باستخدام نفس التقنية.

ما سوف تحتاجه

المعدات المطلوبة كالتالي: -

  • وحدة بلتيير (TEC1-12706) مع توصيل الأسلاك.
  • اثنين من مغاسل الحرارة.
  • بطارية 12 فولت تيار مستمر أو مصدر طاقة تيار مستمر.
  • صندوق (يجب أن يكون الجزء الداخلي عبارة عن مادة غير موصلة حراريًا مثل الخشب أو الورق المقوى أو الستايروفوم)
  • مروحتان Delta Electronics FFB0412HN على زعانف المشتت الحراري للحمل الحراري القسري
  • معجون حراري
  • أسلاك كهربائية

جهاز بلتيير للتبريد الكهروحراري الذي نستخدمه هنا هو جهاز تشغيل يعمل بالتيار المستمر بجهد تشغيل مثالي يبلغ 12 فولت تيار مباشر ويستغرق تيار 6 أمبير تقريبًا (72 واط). يجب ألا يتجاوز جهد التشغيل 15 فولت تيار مستمر. لا تقم بتشغيل جهاز بلتيير بدون المشتت الحراري. إذا تم استخدامه ولو للحظات ، فقد يتجاوز الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل لوصلة الجهاز ويؤدي إلى تدهور الأداء أو فشل كامل للجهاز.

الخطوة 1: تحضير الصندوق

خذ الآن صندوقًا فارغًا من مادة عازلة للحرارة. في هذا العرض التوضيحي ، استخدمنا الورق المقوى. قم بعمل ثقب أو تجويف وفقًا لأبعاد جهاز Peltier TEC1-12706 (أي 40 مم × 40 مم) لتصميم الثلاجة الصغيرة. ضع جهاز بلتيير مباشرة على التجويف الذي أنشأته في الصندوق

الخطوة 2: ضع مغاسل حرارية على جهاز بلتيير

الآن ضع المشتتات الحرارية على تقاطعات جهاز بلتيير. يتم توصيل كل تقاطع لجهاز بلتيير بالمشتت الحراري باستخدام معجون حراري عالي التوصيل. يضمن المعجون الحراري تدفقًا سلسًا للحرارة بين كل تقاطع بلتيير ولوحة قاعدة المشتت الحراري عدم السماح للوصلة الساخنة بأن تصبح شديدة السخونة والباردة بحيث يصبح التقاطع باردًا جدًا بحيث لا يمكن إتلافه أيضًا تقاطع طرق.

يزيد المشتت الحراري من كفاءة جهاز بلتيير عن طريق الحفاظ على تدفق الهواء بانتظام. هذا بسبب زيادة التبادل الحراري بين الهواء المحيط وجهاز بلتيير بسبب السطح الكبير المنطقة التي يوفرها المشتت الحراري لاستخراج الحرارة من الوصلة الداخلية وإزالة الحرارة عبر الخارج تقاطع طرق. للحصول على تصميم جيد ، يوصى بأحواض حرارة ذات زعانف أكبر ومساحة سطح أكبر.

الخطوة الثالثة: إرفاق المراوح

نعلق الآن اختيارك من المعجبين على كل زعنفة بالوعة الحرارة. يزيد الحمل القسري الذي توفره المروحة من سرعة تدفق الهواء من خلال زعانف المشتت الحراري ، مما يسمح باستخراج مزيد من الحرارة.

المراوح المستخدمة في هذا المشروع عديمة الفرشاة بجهد 12 فولت تيار مستمر (Delta Electronics FFB0412HN) مع تدفق هواء يبلغ 10.6 قدم مكعب في الدقيقة. تستهلك كل مروحة أقل من واط واحد من طاقة البطارية. ومع ذلك ، يمكن للمرء استخدام مروحة مع تدفق هواء أكبر للحصول على أداء أفضل.

احرص على عدم توصيل تقاطعات الجهاز من خلال واجهة معدنية مثل المسمار المثبت على المشتتات الحرارية ، لتجنب حدوث ماس كهربائي في التوصيلات الحرارية. يمكن أن يؤدي هذا إلى تدهور كبير في أداء ثلاجة جهاز بلتيير ، حيث قد يحصل تدفق الحرارة على أقصر مسار عبر المسمار المعدني ، إلخ.

في حالة عدم إمكانية تثبيت البراغي بسبب دائرة قصر حرارية بين اثنين من المشتتات الحرارية ، يمكنك استخدام الغراء لتوصيل المشتتات الحرارية بالصندوق. ومع ذلك ، فمن الضروري استخدام معجون بالوعة الحرارة بين المشتت الحراري وجهاز بلتيير.

الخطوة 4: تشغيل الطاقة باستخدام 12 فولت تيار مستمر

قم الآن بتوصيل تقاطعات جهاز Peltier وأسلاك المراوح ببطارية 12 VDC. يجب أن تتمتع البطارية بالقدرة الحالية لتوفير تيار 7A DC. تكفي بطارية 10Ah أو أكثر لوحدة بلتيير المفردة المزودة بمراوح. اضبط قطبية الجهد لوصلات الجهاز بحيث يصبح الجانب الداخلي من الصندوق أكثر برودة ويصبح الجانب الخارجي ساخنًا ، مما يؤدي إلى إخراج الحرارة من الصندوق للتبريد.

الآن قم بربط الأسلاك بالبطارية للسماح للجهاز بأخذ التيار. راقب عن كثب التيار المسحوب من البطارية. يجب أن يكون ضمن الحدود المحددة من قبل الشركة المصنعة لجهاز Peltier. اسمح للنظام بأخذ التيار لبعض الوقت ومراقبة الفولتية والتيار للحدود الآمنة.

بعد لحظات قليلة ، ستشعر ببرودة الهواء داخل الصندوق. يمكنك إضافة زجاجات المياه والعصائر لإبقائها باردة. الآن قم بتغطية الصندوق لاستخدامه كثلاجة صغيرة. للحصول على عملية موثوقة ، يمكنك ذلك إضافة وحدة تحكم في درجة الحرارة لحماية جهاز بلتيير من تجاوز حدود التشغيل.

لقد صنعت ثلاجة صغيرة بنفسك

يمكنك الآن بناء ثلاجة صغيرة بنفسك باستخدام أجهزة بلتيير وبعض المكونات البسيطة الأخرى. يمكن أيضًا استخدام وحدات تأثير بلتيير للتحكم في درجة الحرارة لتطبيقات مثل التبريد في الأجهزة والدوائر الإلكترونية والأنظمة التي يكون فيها نظام التبريد منخفض التكلفة وخفيف الوزن مطلوب.