DIY半导体制冷冰箱制作全过程攻略 diy冰箱

DIY半导体制冷冰箱制作全过程(攻略) diy冰箱

其实这篇文章早在一个半月前就应该发表了,前段时间追问我制作方法的人很多很多,有点接应不暇。由于最近正在赶制“伊兰迪尔之光”(激光枪),所以久久没有发布冰箱的制作攻略。五一将近,伊兰迪尔之光几近完成,在此之前,有必要提前发一下这个攻略,否则,届时伊兰迪尔之光的光芒可能会盖过这个冰箱。并且,这个冰箱对制作伊兰迪尔之光的某系统有很大的借鉴之处。

废话有点多,有耐心的话,请看下边教程。

制作启迪与原理:

制作冰箱的起始想法来源于以为好心的“刘哥”,认识也有3年多了吧,虽然聊天的机会很少,但是我们都从对方学到了许多东西。一直没有时间的刘哥,去年年底放弃了制作“车载冰箱”的计划。今年年初,鉴于北京夏季的强烈热潮,我决定制作一个冰箱。

最开始没有想到用半导体制冷片(限于本人见识),因为觉得功率并不是很理想,而且,效率达不到55%。鉴于最小的压缩制冷机的体积和噪音,转向于半导体制冷片。半导体制冷片,基于帕尔贴效应,将半导体制成的热泵,将冷端的热转移到热端,并用散热片或者换热扇将多余热量散去。下边是工作原理图:

制作过程:

原理基本就是这样子的,下边我讲一下制作过程:
首先肯定是设计思路与方案了。脑海里形成很多方案。

例如:采用多级制冷还是多片并联?风冷还是水冷?水冷的话,用水箱/流水/换热扇?内胆材质?内胆厚度?等等等等,这是个很复杂的过程,尤其是在定做内胆的时候,需要精细到0.1mm的精确计算,这样箱内胆才会很好的闭合,达到很好的导热绝热效果。

采购:保温箱体材质选择:聚苯乙烯泡沫。

箱体内胆:1系列3mm纯铝箱体。

制冷片:72W或者108W(TEC1-12706 / TEC1-12709)价格商家不同,价格13-60元不等。

换热系统:风冷/ 水冷。

温度指示:电子温度计。

内反射膜:铝箔胶带。

蒙皮:防水贴纸。

电源:12V开关电源,电源的功率很重要,因为半导体制冷片耗电量巨大,一般200W以下的电源很难满足,个人建议收购一个二手计算机电源。

最初方案是用风冷,仅处于试验时期,因为强制风冷效果很显著。半导体制冷片又称“温差片”,散热越好,制冷越好,跟功率没有太大关系,反而功率大了,难以散热,制冷效果反而变差。风冷优点是:换热快,结构简单,低碳;缺点也比较显著:制冷停止后,生热效率也比较高,因为相当于箱内外间接联通。

水冷虽然比较费电,制作相当的复杂精细,耗费RMB也比较高,但是能达到很好的保温效果。

我拍照的地方不是很多,但是大家应该能比较看清楚。下边是初版的制作过程:

1.这个是初版成品的使用图,水盆有点碍眼。。。因为没有水箱。。。


2.用大闸蟹的聚苯乙烯泡沫箱为内部保温层,铝板为内胆,转眼,固定两片并联叠放的TEC1-12706制冷片作为二级制冷(大家千万不要这么做,这个有败笔之处,由于计算不当,两片叠加的制冷片内片功率应该小于外片的45%,否则会烧毁!切记!),最外边固定纯铜水冷头,接好水管。

注意:因为制冷片工作温度不能超过65度,否则有烧毁的危险,这里,我接了一个55度常闭温控开关,贴到水冷头上,接到开关电源开关上。可以保护电路。所有导热面,需要用导热硅脂填涂(不要用硅胶,经验之谈,因为以后换零件很费事。。。)

3.将铝板外漏部分用泡沫板贴上,所用保温材料缝隙用 聚氨酯 发泡胶填充,并用透明胶带固定。


4.内层保温箱的外层,全部用铝箔胶带覆盖,以达到能减少热辐射的目的。





5.这部分照片也有点偷工减料了。最外层厚度不够,需要5-7cm泡沫才能保温比较好,我用的材料不是很好,有条件的可以买聚苯乙烯泡沫,很便宜。


6.全覆盖后,贴上防水贴纸,旨在 外观,保护,隔热,防水。顺便,把温度计装上,探头贴在铝胆内壁上(需要事先钻眼)

7.顶盖的材料不够了,用硬质泡沫代替,用 聚氨酯 发泡胶粘接



8.凝固后,去除多余部分,贴纸,大体外观已经出来了







9.链接并固定水泵浦,管子用硅胶管,贵,但是非常好用

10.大功告成,暂时没有换热扇,用水箱吧(耗时断断续续的3天,11年2月24号完成)

下边是3月3号完成的改进,前面说到,制冷片不能简单叠加,所以后来改了方案,而且水箱改成了换热扇。下边没有说明,相信聪明的各位看图就明白了(制冷片采用12709,大功率)











总结:
提醒大家:注意线路散热!散热才是制冷的关键,同时也是安全的必要条件!

下边我说几个整体制作过程需要主要的问题,如果制作过程不加以考虑的话,很有可能导致失败:

1.制冷片在没有精确计算的条件下,不要叠放!

2.制冷片不是功率越大越好,散热才是王道!

3.开关电源选择要注意功率!

4.线路电线导电能力要强,要不200W/12V=16A,普通电线满足不了。

5.尽量不要用插头,要用小夹子,拆卸简单,不容易发热。

制作过程貌似就这么简单,但是我制作的时候,由于网络没有比较全面的介绍,在试验阶段,烧坏2块制冷片,剩余了一块60多元的铜水冷头,一个风冷散热器等等。。。关键是拆装过程太麻烦,基本每次改装都需要一整晚。

总耗资:400元之内(有剩余材料),因为搭进去的感情和精力比较多,不低价转让。

教程有点裹脚布了,但是希望能给大家一些经验。

如有兴趣研究邮件我 ynkn2717@sina.com

另外,希望看到这里的朋友,能在五一的时候关注我的博客,我会在五一的时候发布我DIY的激光枪“伊兰迪尔之光”,很抱歉,目前关于激光枪的一切信息我都不能透露,因为可能会涉及到法律责任,所以大家敬请期待吧。

  

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