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 OutRunner 
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  [這篇文章最後由OutRunner在 2005/04/08 11:44am 第 5 次編輯]_}>i
溫控冰箱 自己做  (4/8 異動內容: 前言&溫度控制內容小改)Hhpsy1
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   8T
1. 前言:#~
 這一篇的內容是自製溫控冰箱, 希望盡量講的深入一點, 所以內容可能有點硬, 部分內容可能解釋得不很清楚(偷懶), 請多包涵, 有溫控需要的人可以參考看看.y
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   P
 藍色文字代表連結, 可點選查看內容.9x
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   USiQ7/
 新蟲友可先參考去年的舊文:@J5
 DIY冰箱 IjI:
 DIY冰箱 IIm
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   +
2. 材料:}
 1. 木櫃    - 1個 $100  - 98x63x72cmT
 2. 致冷晶片  - 1片 $280  - TEC1-127.10 (最近漲價?)0JQV
 3. 保力龍片  - 6片 $200  - 60x90x2.4cmH'mE
 4. 水冷系統  - 1組 $700  - 含水箱/幫浦/水冷頭/散熱排o[Tlv=
 5. 散熱片   - 1個 $100  - 7x12x5cmdkz
 6. 風扇    - 2顆 $100  - 6x6cmS*
 7. 電源供應器 - 1個 $100  - AT 250W4fepk
 8. 溫度開關  - 1個 $400  - 0~40度Cf
 9. 可變電阻  - 1個 $100  - 50W 2Ω (選配)67l
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   33PK>
3. 理論與計算:%
 自製冰箱最重要的就是要達到降溫目的, 所以這裡先講解一下降溫的兩個重點, 冷卻能力與隔熱效果, 以免做出來的冰箱不敷使用.u!aL
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   e
冷卻能力:cqh#.~
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   #3d
 致冷晶片的冷卻效率受到許多因素影響, 包括規格/電流/溫差等. 這次我們使用TEC1-127.10的最大致冷力是88.9W, 這是規格中在理想狀況下的致冷力, 當然在一般使用下是不可能達到的. 因此, 我們必須先大致估算一下我們的冷卻系統實際的冷卻能力.37V@
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   m
 致冷晶片的致冷力並不是跟電流成正比, 請參考廠商提供說明-致冷力與電流的關係, 實測中接上電源供應器12V, 測得電壓11.6V, 電流7.2A, 耗電量84W.JA/CX
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   ^ShmYS
 影響致冷力的另一個因素則是冷熱面兩端的溫差, 溫差越小效率越高. 綜合電流與溫差, 廠商提供一個估算致冷力的方式-能源轉換效率-說明/圖表, 因此我們可以計算I/Imax與dT/dTmax來查出COP以估算出實際的致冷力.Rs3
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   P#9p
 首先我們要訂定使用環境的溫度與冰箱的預定溫度, 就我的例子而言, 我希望可以在夏天室溫30度C的時候, 冰箱溫度不超過20度C.]s8/Fu
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   0B`
 再來就是冷熱面實際溫度估算.致冷晶片熱端部分我們使用水冷散熱, 一般來說, 銅製水冷頭的散熱效果非常好, 因此估計晶片熱端比水溫高3度C. 再來是水溫, 冷卻水主要是借由散熱排來跟空氣做熱交換, 而晶片的耗電量加上致冷力超過100W, 因此估計水溫比室溫高7度C. 冷端的部分使用鋁製散熱片, 雖然配上兩顆風扇, 但散熱效果有限, 因此估算冷端比冰箱溫度低10度C.GB
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   _
 系統各部分的溫度: 室溫30  <->  水溫37  <->  致冷片熱端40  <->  致冷片冷端10  <->  冰箱溫度20RQ;<,{
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   *AoK
 估算致冷力所需的參數都有了:,S)
 I = 7.2 (操作電流)/D9*_
 Imax = 10 (規格最大電流)hJ[lt
 dT = 30 (致冷片熱端與冷端的溫差)XU1d
 dTmax = 67 (規格最大溫差):~
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   syaJy
 算出:%wLwP
 I/Imax = 0.72d9k
 dT/dTmax = 0.45X+
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   Q4kFE|
 看圖得出: COP = 0.57;,d
 加上先前算出的 耗電量 = 84Wa3
 得到 致冷力 = 47W;
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   0%J{
 以上的估算雖然不是很精準, 但希望借由這個步驟, 可以使大家了解整個冷卻系統的流程, 以及如何增進致冷晶片的效率, 以達到冰箱所需的冷卻效果.l
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   X{ R&
隔熱效果:k4aW
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   10
 影響隔熱效果的因素有溫差, 隔熱材料的熱傳導係數, 隔熱材料的厚度, 接觸面積, 用一公式來表示:c}0ayl
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   jJz
 熱傳導速率 dQ / dt = k * A * dT / h0
 Q:熱能, t:時間, k :熱傳導係數, A:截面積, dT:溫差, h:厚度!S7W
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   {V,@p
 我們使用的隔熱材料是保力龍, 熱傳導係數是0.037W/m℃, 厚度0.024m, 木箱內部尺寸0.9x0.6x0.6m, 加上保力龍板後內部面積為2.48平方公尺, 預定溫差10℃.eUQsl/
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   Lp8-
 根據以上數據, 得到 熱傳導速率 = 38WN
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   QW
 加上冰箱內兩顆風扇耗電量4W, 維持比室溫低10℃所需的致冷力為42W, 小於先前估算的致冷力, 雖然如此, 還是得再次強調, 這些計算的結果跟實際相比可能還是會有落差, 這裡的用意主要還是想讓大家了解影響冰箱溫度的所有因素, 這樣才能夠依照個人所需, 製作專屬的實用冰箱.7;#<J
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   Trbbv
 ps. 這裡並沒有考慮到食材所產生的熱量.]?:
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   n
4. 溫度控制:W\t3
 MRF9T
 這是一張冰箱的外部配件圖, 可以看到一個溫度開關與可變電阻.j^_?l
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   ZBJ
 一般來說, 單獨使用溫度開關就可以達到溫控的目的, 不過這裡我們可以藉由致冷晶片的特性, 使溫度控制更加得心應手.c\9
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   p.
 供給致冷片不同的電壓, 可以得到不同的冷卻效率, 因此可藉由溫控電路來達到恆溫的效果, 但由於經濟考量, 將自動換成手動, 用簡單的可變電阻來供給不同電壓.aLR
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   R+HH3N
  電源供應器的輸出電壓(5V/12V)可經由串接不同的電阻值來調整致冷晶片的操作電壓, 以得到適當的冷卻效率. 然而當室溫變化時, 冰箱溫度也會跟著變化, 因此, 必須再搭配一個3Pin的溫度開關, 當溫度過高時, 供給12V快速降溫, 當冰箱降到適當溫度後, 自動切換供給預先調整好的低電壓, 保持溫度穩定.l/[ji
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   mj
 兩段式功率可以減少溫度高低變換的頻率, 也有節省能源的效果, 實測中, 2V可以降2.5℃, 5V可以降6℃, 耗電量可是跟電壓平方成正比喔! 當然啦, 電阻也浪費了一些, 但總體來說還是節省不少.UX ?
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   =U
5. 土木工程 :Mv.[1V
 這裡不會講太多的細節, 尤其是冷卻系統的組合, 可以參考DIY冰箱 I.*g{
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   LZ7P
 剛買來的木櫃:av|
 %?>]W
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   Ile@
 將中間兩片鋸下來做門:~z3>3
 [
 ©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   9]<;
 貼上保力龍:4
 TE9V(
 ©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   i(*7f
 安裝冷卻系統:+
 E
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   G
 完成. (會不會太混?)OJ3,J#
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6. 後記:,mgLHd
 冰箱已經製作測試完成, 上週開始使用, 目前狀況良好.sx9.W,
©昆蟲論壇 -- 昆蟲論壇   #
 有任何問題歡迎po出來一起討論, 因為你的問題可能也是別人的問題, 所以請減少單獨來訊的可能.M\DK}
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 大部分的資料由網路上取得, 如有錯誤, 請來訊告知, 謝謝!\2



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發表文章時間2005/04/06 06:11:54pm IP: 已設定保密[本文共 6289 位元組]  

 * 樹狀目錄
 主文章: 溫控冰箱 自己做  (4/8 異動內容: 前言&溫度控制內容小改)1. 前言: 這一篇的內容是自 ...   作者:OutRunner 2005/04/06 
  回覆: 有在賣2Ω 的可變電阻嗎還是2kΩ?   作者:緲微子 2005/04/12 
  回覆: 2Ω , 重點是功率.我提供的連結可以參考一下.   作者:OutRunner 2005/04/13 
  回覆: 可否請教一下電費?   作者:playaok 2005/04/13 
  回覆: 最高耗電量約100W, 每天24小時.電源供應器效率 3.4元/度這樣估計一個月要花:100 x 2 x 24 x 30 x ...   作者:OutRunner 2005/04/13 
  回覆: 有無火災之虞?   作者:吉丁蟲 2005/04/13 
  回覆: 有.   作者:OutRunner 2005/04/13 
  回覆: 請問一下 OutRunner兄:我想使用大星這一款迷你水冷可以給個建議嗎   作者:tony888 2005/04/13 
  回覆: 這台用來散熱會不夠力喔, 水溫可能會很高, 建議再串接一個水冷排效果會好一點,另外也要考量到水 ...   作者:OutRunner 2005/04/13 
  回覆: 喔...原來如此 感謝指導啊那這一款你覺得如何不好意思問題很多還請不   作者:tony888 2005/04/13 
  回覆: 一定要這個牌子的話, 現在應該是WC-202, 看起來還ok, 不過很貴吧?建議還是買個二手堪用就好.   作者:OutRunner 2005/04/13 
  回覆: 想請教1.以溫控器控制電源供應器的開關,而啟動致冷晶片的開或關是否會影響晶片的壽命2.一般晶片 ...   作者:w545 2005/04/13 
  回覆: 這裡有相關說明. 我想他所說的傷害主要來自冷熱交替, 單純的on/off應該問題不大,不過這也是我第 ...   作者:OutRunner 2005/04/13 
  回覆: 感謝回覆啊~昨天下班就跑去噴了一台WC-202(的確很貴)組裝測試之後,效果真是不賴啊冷端在5分鐘內 ...   作者:tony888 2005/04/14 
  回覆: 2. 致冷晶片  - 1片 $280  - TEC1-127.10 (最近漲價?)4. 水冷系統  - 1組 $700 & ...   作者:drame919191 2005/04/19 
  回覆: 電子材料行: 2,8,9光華商場(電腦周邊) 4,5,6,7,8   作者:OutRunner 2005/04/19 
  回覆: 所以電源的部分最方便的就是電腦用的POWER. (大4Pin黃色的是+12V, 紅色是+5V, 黑色是地)一般用12 ...   作者:tony888 2005/04/19 
  回覆: 大小都一樣, 紅色是5V, 黃色是12V.你用兩片....該不會把他疊起來吧? 千萬不要喔....如果不是, 你 ...   作者:OutRunner 2005/04/19 
  回覆: 請問OutRunner 兄,溫控開關用這個可以嗎因為我對電子不是很懂,可否請你畫個簡圖指導一下電源→ ...   作者:tony888 2005/05/09 
  回覆: 這個可以, 銀色的管子要放到冰箱裡面用來感溫的.其實圖早就該畫了, 不用客氣.註1. 溫度開關的三 ...   作者:OutRunner 2005/05/10 
  回覆: 真是專業啊連我這個外行人都一目了然養蟲順便學一些知識感謝你的指導   作者:tony888 2005/05/10 
  回覆: 讚等有空也來作一台用這真是養蟲人的福音阿   作者:alexcarol 2005/07/02 
  回覆: 看起來好像很危險的樣子,不過這樣做省了好多   作者:davidoff 2005/07/05 
  回覆: 家裡有一個車用冷熱小冰箱, 也是用致冷晶片在使用說明中有提到以下字眼:1. 機器的錯誤操作會導致 ...   作者:阿斯 2005/07/10 
  回覆: 插電的東西都有危險, 只是機率的問題罷了.順便提一下, 我五月中搬家, 搬完後2號機(就是這篇這台) ...   作者:OutRunner 2005/07/10 
  回覆: 希我可一成功   作者:danny948 2005/07/10 
  回覆: 請問OutRunner 兄:可變電組有3個接點,請問一下喔,一個接紅色5V,一個接橘色到開關,那另一個 ...   作者:sa092788 2006/08/03 
  回覆: 問一個笨問題     這種冰箱需要冷煤嗎   作者:jigfulvuptjp 2006/08/03 
  回覆: 不用冷媒的啦   作者:u412861 2006/08/03 
  回覆: 要維持30度以下的方法很簡單....我家的電子防潮箱有溫控...我現在需要溫控的蟲蟲都放在防潮箱裡 ...   作者:romantsai 2006/08/04 
  回覆: 請問你如何選擇需要用多少功率的可變電阻,假設致冷力47W,可變電組就要用50W以上嗎   作者:小伍 2008/03/14 
  回覆: 請問你如何選擇可變電組要使用多少W的,比如說是致冷力40W,可變電阻就要用40W以上的是嗎 ?   作者:小伍 2008/03/14 
  回覆: 我也做了一臺!!正在改良二號機.不用水冷就可以降至11度了 (60cmX40cmX30cm的箱子)   作者:stan1976 2008/03/14 
  回覆: 你那麼厲害其實可以多做幾台出來賣給別人的啊有人要你就幫他做做完加一些製造費就可以賣掉了(開 ...   作者:abcxyz987 2008/04/11 
  回覆: 您真厲害   作者:insectlovers 2010/01/30 
  回覆: 大大不好意思我可以問一些問題1.請問八公分的風扇可以用嗎?2.大大可不可以介紹給我您所使用的水 ...   作者:小小弟 2011/07/31 
  回覆: 拜託回復我啊我不知道要怎麼做萬事拜託了   作者:小小弟 2011/08/07 

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