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ペルチェ素子 ポータブル冷蔵庫の製作 (3号機)       ja8oxy@yahoo.co.jp 川染利夫   
                                        Hokkaido Muroran      
2018/09/11更新     NO2.NO3共に薄型の小型冷却ファンに交換しました。

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ペルチェ素子と言う物を見つけた。熱を移動してくれる。+/−を入れ替えると、熱の移動方向が、反転する

しかも、暖めると発電するという。実におもしろいもの。簡単に言えば冷蔵庫を作れるのだ。

ペルチェ素子は最悪な事に、放熱する外気温度が低いとよく冷え、外気温度が高いと冷えないと言う、特性があります。


トラブル発生  2019/07/31

電源が入らないのだ。調べたらバッテリーから12Vをもらっているコネクターの横に付いている分電盤の
ターミナルの内部に錆が発生したためだ。


    

上の矢印部分のねじ込み内部の錆でした。           ドローンに使っているコネクタに変更して余計な物は付けず
                                      余計な物はつけずにLEDのみ。裏はシリコンでコーティング                                      

新しいコネクタはXT60と言います。40AでもOKなほど。  


今回は30Wのソーラーパネルが使えるようになったので、バッテリーなしで使ってみた。

若干パワーが足りないようだけど、冷却ファンはまわり、温度も下がっていった。小型バッテリーがあれば

日が出ているうちはバッテリーの消費がほとんどなしで使えそうでした。 

この冷蔵庫には温度制御がないので、夜間はどんどん冷えてしまう。

サーモスタットICによる電源の停止機能をつければ、バッテリーの消費は抑えられるね。


右の写真は、今年の2泊3日のキャンプで使ったときの写真です。             2016/08/07キャンプにて

8月7日の12時から翌朝7時ころまで使えた。このときは外気温が下がっていたので、温度計は−1.7度を表示していた。

ここで、劣化の大きい同じバッテリーに交換したが1時間ほどで、温度が下がらなくなった。ふたたび、元のバッテリーに交換して

使い続けた。結局、3日目の朝にはほとんど冷えなくなったが、内部の缶ジュースは冷たく飲むことが出来た。

地震停電時に30Wくらいのソーラーで使ってみたが晴れていればバッテリーの消費はほとんど無い。ソーラーだけでも動いていた。


製作開始に当たり、クーラーボックスの性能を見るために、保冷剤を入れて、
温度の変化を測定します。


 

分解したら、発砲スチロールの白い断熱材が入っていたので、断熱効果の高い発泡ウレタンを使うことにした。
最初はスプレー缶の温度が低く下半分しか出来なかった。缶を暖めて2度目はとんでもないほど膨らんで。。。。

内側のケースにはアルミテープを貼り付けて、断熱効果を高めた。
それだけでも、下のように最低温度は低くなっている



余分なところをノコギリやカッターで切断してなんとか完成。

組み立てて、再度温度変化を測定


ここからいよいよ、ペルチェ素子を組み込む加工を始める
下の図のような構造にする。ペルチェを直列にしたのは、
電力を半分にするためと、熱の移動面積を大きくしたいためです。


        目標としては12Vにて2A以下で動かすとこです。




CUと書いてあるのは銅の厚板です。 CU3の後ろに小型の冷却ファンを付けてます。下右のファン
左は外側の放熱ファンです

 


このクーラーボックスの最終的な温度特性



外気温との温度差が20度前後しか取ることが出来ないのが、この素子の欠点のようです。
上のグラフだと、24.5−1.5=23度なので、こんなものなのでしょう。
 ちなみに、雪の降る日に外に出してみたら−18.6まで下がり、氷が出来ました。





その他の実験について

1.ペルチェ素子の2A<3A<5Aなどを並列にしたりピラミッドのように重ねてみましたが、メリットは無かった。

2..水冷かのために循環ポンプ、ラジェータを付けたり、リザーブタンクを付けたりしたが、結局は空気で冷やすので
  効果なしと言うかポンプの電力が必要なのと、冷却水が効率的に冷えないので空冷の方がシンプルで良いみたいです。
右下はラジエータとリザーブタンクを切り替えるようにして実験した水の温度が低いと、温度は下がるが、暖まると意味が無い。
モーターボートとか川のそばでのキャンプなど冷水が手に入るところでは、かなり期待できるかも知れない。
循環ポンプ自体も熱くなるので冷却していました。
 

3.シガーソケットは、2Aしか流れていないが何時間も使うと、熱くなってくる。
  銅板を接触面にして、改造するのはかなり効果が見られます。
 

以上、ホームページ移行にともない、簡素化しました。
できるだけ、復旧していく予定です。