www.elektronik.si

[sirjost]

Pozdravljeni.

Nameravam narediti USB mini hladilnik. To je hladilnik v katero gre le ena pločevinka
naprimer Fante. In tak majhen hladilnik bi potem lahko priključil preko USB-ja in bi ti lahko hladil pijačo.

Edini problem je v tem da ne vem kako bi naredil oziroma kaj bi naredil za napravo ki bo hladila.

Ali imate kakšne predloge?
Rad bi d abi bila naprava poceni oziroma enostavna ter majhna.

Lahko pa je tudi taka ki ima regulacijsko območje.

[Bizgec65]

Kako pa jaz uživam ob prebiranju takihle prispevkov :

[dripac]

Peltier ja, ampak na USB napajanje? Mogoče pa le na USB 3.1

Tudi kitajski USB hladilniki (jih je na ebayu malo morje) niso uporabni za drugo kot "ohlajanje" kakšnih zdravil ali kaj podobno majhnega. Hlajenje pločevinke na USB napajanje - bo po mojem no go.

Tudi USB "grelci" kave ali čaja so bolj kot ne primerni za vzdrževanje nekega mlačnega stanja tekočine. Pač omejena maksimalna dovedena moč preko USB porta.

[mosqito]

Malo si poglej elektrokalorike
http://electronicpackaging.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1409642

s temi materiali se ukvarjajo na IJS, odsek K5. Morda rabijo kakšne alplikacije, pa se kaj zmenite za sodelovanje.

[MadMax]

[Bizgec65]

[Iztok]

Takšna in podobna vprašanja so skoraj vsakdanjost v tehnični službi ...

Eno boljših zadnji mesec: "Povejte mi kam na alternator naj priklopim vaš vetrni generator za jadrnice, ki ga bom montiral na streho avta, da bo pomagal motorju avta do večje moči?"

[v.j.]

Zakaj pišete kar tako "na pamet", brez da bi prej sploh dobro pomislili, mogoče izračunali ali celo preizkusili

To, kar pise sirjost je seveda izvedljivo brez kakšnih posebnih težav, res pa je, da na USB 2.0 in nižji s tokovno zmogljivostjo 500mA ne bo željenega efekta, oziroma bi hlajenje trajalo predolgo.

Za primer vzemimo najbolj običajni peltierjev element, ki ga najdemo v hladilnih torbah. Pri 12V vleče cca 4A toka, pri 5V vleče cca 1,4A, tok je odvisen od razlike v temperaturi med hladno in toplo stranjo elementa. Če toplo stran dobro hladimo, je tok lahko tudi preko 1,6A, sicer pade pod 1,2A, ampak takrat je tudi hlajenje manj intenzivno in s slabšim izkoristkom.

Torej, DA, na USB je možno ohladiti pločevinko pijače, recimo 0,33l da bo hitreje kot 0,5l, pogoj je USB 3.0 oziroma 3.1 ali še bolje, dovolj zmogljiv USB polnilnik.

Da bo efekt hlajenja uporaben, potrebuješ 1,5A toka pri napetosti 5V (to je 7,5W moči) , za ohladit eno samo pločevinko je to dovolj, omenjam še dodaten pogoj, da je toplo stran peltierja treba dobro ohlajati in da je hladna stran toplotno primerno izolirana od okolice, da bo čim manj izgub. Koliko časa bo ohlajanje trajalo je odvisno od začetne temperature pločevinke in končne željene temperature... to je seveda jasno, mar ne?

Za primerjavo naj omenim en praktičen primer, ki sem ga pred leti uspešno realiziral. Za pogon oziroma vir energije sem uporabil PV panel (sončno celico) 12V 5W, hladilni element je bil običajni peltier iz odslužene hladilne torbe (dobijo se poceni tudi pri kitajcih, ni treba sedaj razdirat hladilnih torb). Med napajalno celico in peltierjem je bil vgrajen malce prilagojen step-down stikalni pretvornik, ki je deloval v MPPT za najboljši izkoristek PV panela. Hladilnik je bil namenjen za hlajenje 0,5l piva v pločevinki na plaži. Topli del peltierja ni bil hlajen z zrakom, pač pa z vodo, ki je imela vedno pod 30°C, večinoma okoli 25°C, lahko tudi manj, medtem ko zrak je imel večinoma nad 30°C. Hlajenje z vodo ni zahtevalo ventilatorja, niti velikih hladilnih profilov. Za uspešno ohlajanje piva je bilo potrebno manj kot 2 uri, sonca je bilo vedno dovolj in sem lahko računal na maksimalno moč PV panela. Če pivo prinešeno s seboj ni imelo previsoke začetne temperature, je bilo pogosto dovolj že 1 ura, da je bilo prijetno hladno in osvežujoče. Slabe strani: nekoliko neroden PV panel, ker sem uporabil navaden polikristal z ALU okvirjem, teža, kompaktnost hladilnika, spet teža, čeprav aluminij.

Pisal sem v pretekliku... ker je šlo za kar konkretno atrakcijo, so me interesenti kmalu prepričali, da sem unikatni izdelek prodal, novega nisem nikoli naredil, ampak me ima, da bi ga ponovno, tokrat s fleksibilno sončno celico.

Podoben projekt, ki sem ga prav tako že davno realiziral, je hladilnik za 2 pločevinki 0,5l, napajanje 12V v traktorju hlajenje toplega dela z ventilatorjem, efekt hlajenja odličen, tokrat sta bila uporabljena celo dva peltierjeva elementa po 4A @12V.

Če nadaljujem, narejena je bila tudi hladilna torba z 8 peltierjevimi elementi za potrebe kampiranja in hitrega ohlajevanja tudi na zelo nizke temperature. Zakaj ne s kompresorjem ali absorbcijskim sistemom? Enostavno, poceni, trajno, brez vzdrževanja, enostavno za narediti doma, ... energetsko slaba učinkovitost ni imela pomena, ker je bila cena kampiranja enaka ne glede na porabo električne energije

[dripac]

[MadMax]

Cena? Ceneje pomoje ne gre.
Učinek? Beri komentar.
Se pa zadeva tudi matematično ne izide.

[v.j.]

[MadMax]

Drži glede 4200J/kgK, moj zatipk.

Torej predpostavimo piksno pol litra, 2100J/kgK (recimo da pivo ali kokakola nista daleč od vode), krat 20 stopinj (temp. razlika za ohladitev) je 42000J potrebne energije, ali bolj štromarsko 42000Ws.
Če bi imeli na razpolago 10W (čiste hladilne moči!) bi torej ohladil v 4200 sekundah.
To je 70 minut. Več kot eno uro.
Štima?

Pa še to pod predpostavko idealne izolacije, ja?

Pa... peltier ima izkoristek khm ene 10-15% khm...

Kje smo torej realno?

[v.j.]

Bi rekel, da drži, vsekakor. Za primerjavo bo voda popolnoma ustrezna.

Glede izkoristka peltierja je odvisno kaj je na topli strani, kako uspešno ga hladiš.

Hlajenje z zrakom zahteva velik hladilni profil, lahko tudi manjši z ustreznim ventilatorjem, temperatura bo verjetno precej nad 25°C, peltier bo imel temperaturo vsaj 10 do 20 °C višjo od temperature okolice.

Če je na topli strani na voljo neomejena količina vode s primerno temperaturo, je izkoristek neprimerljivo večji, recimo voda 25°C ali še nižja, daje odlične rezultate, peltier bo imel temperaturo skoraj enako kot voda.

Zgoraj sem napisal približne rezultate za različne primere.

Najbolj delikatni primer je tisti s sončno celico (PV panel) z možjo 5W, saj je razpoložljiva moč res majhna. Dopuščam možnost, da je bil panel v resnici še malce več kot 5W, kar je pogosto pri novih in da pri močnem poletnem soncu dobim ven več, če je sevanje sonca večje od nazivnega. Začetna temperatura nikoli ni bila višja od temperature vode, ki se je uporabljala za hlajenje tople strani. Poleg hlajenja polne pločevinke je potrebno ohladiti še aluminij, ki je bil sicer zreduciran kar se je dalo, ima pa tudi dokaj nizko notranjo energijo, okoli 5x nižjo od vode.

Hlajenje 2 pločevink z 2 peltierjema v traktorju, kot sem napisal, je bistveno drugačno in hitreje, saj je na razpolago veliko več moči in so zato rezultati dobri kljub zračnemu hlajenju tople strani.

Zgoraj omenjena torba z 8 peltierji pa je razred zase, poraba enormna, namen pa je bil obratovanje 24/7 in brez posebnih zahtev po hitremu ohlajevanju. Hlajenje je preseglo moja pričakovanja, tako da kljub slabemu izkoristku je bilo hladno vse, lahko sem celo zamrznil kaj, oziroma ohranil meso zmrznjeno v neposredni bližini hladnega dela.

Izolacija v vseh primerih rezana na mero, običajni XPS, debeline 20mm ali več.

Ko sem te tri hladilnike naredil, se nisem nič ukvarjal z računanjem, saj nisem vedel kakšen izkoristek peltierja naj uporabim. Rezultati so bili dobri, žal pa nisem naredil natančnih meritev iz katerih bi lahko dobil podatek o izkoristku.

[MadMax]

Kaj torej konkretno svetuješ sirjost-u?

[sirjost]

Sem mislil da sem postavil kar enostavno vprašanje, saj nisem nič specifično določil če pa se vam to zdi šala pa vsaj ne komentirajte.