Принцип работы автомобильного холодильника, как работает автохолодильник

Что такое автомобильный холодильник — современное компактное устройство, незаменимое в своем роде для длительных поездок на автомобиле, в том числе путешествий. Его охладительная система сохраняет продукты, еду и напитки в течение длительного времени в свежем виде.

На сегодняшний день существует большое разнообразие модификаций и схем работы автохолодильников, однако главной задачей всех является поддержание необходимой температуры.

Автохолодильник – вещь, доволи, практичная, а в некоторых случаях просто незаменимая

Принцип работы термоэлектрических и абсорбционных холодильников

Наибольшего распространения среди автовладельцев получили термоэлектрические и абсорбционные автомобильные холодильники. Данные аппараты работают от электрической сети напряжением 12 Вольт с возможностью подключения к прикуривателю автомобиля.

Выпускаются термоэлектрические автохолодильные аппараты с объемами холодильной камеры от 5 до 50 литров. Возможность уменьшения температуры внутри холодильной камеры ниже 25 градусов относительно наружного воздуха.

В основу принципа работы автомобильного холодильника первой модификации положен эффект «Пелтье»: передачи тепловой энергии из замкнутого пространства в окружающую среду в нашем случае в пространство салона или багажника. В одной конструктивной части электрический ток преобразуется в тепловую энергию, а в другой — энергия холода приводит к охлаждению.

Принцип работы автохолодильника абсорбционного типа основан постоянной циркуляцией хладагента — аммиачного раствора, то есть попеременное охлаждение и нагревание раствора с процессом отвода тепла. Модельный ряд из-за конструктивных сложностей монтажа начинается от 20 литров. Обеспечивает снижение температуры в холодильной камере от +3 до -5 градусов по Цельсию.

Как работают автомобильные холодильники

Энергия холода в термоэлектрических устройствах автомобильных холодильников вырабатывается следующим образом: тепло от помещенных в холодильник продуктов питания поглощается пластинами в корпусе емкости, выполненным из алюминия.

Через термоэлектрические пластины протекает ток, нагревая внешнюю сторону полупроводниковых пластин и, соответственно, охлаждая внутреннюю, прилегающую к корпусу холодильной камеры. Конструктивно часть пластин расположена непосредственно в камере, а вторая снаружи.

Далее модули перемещают теплый воздух в специальное устройство — стабилизатор. Там же установлен небольшой вентилятор, который высвобождает тепло в окружающий воздух салона автомобиля.

Устройство автохолодильника абсорбционного типа используется холодильный агент, в качестве которого используется раствор аммиака в смеси с водой. Раствор подогревается постоянной электрической энергией и циркулирует по системе. Так как температура кипения чистого аммиака меньше, чем воды, пары водно-аммиачного раствора направляются в конденсатор, отдают накопленное тепло в окружающую среду.

По трубной системе аммиак движется в испаритель камеры холодильника и охлаждает ее объем и содержащиеся в ней продукты. За счет тепла, полученного при охлаждении, аммиак закипает и превращается в газовую фазу. После этого происходит поглощение паров водой и, в дальнейшем, жидкий раствор начинает новый цикл.

Раствор хладагента циркулирует постоянно: абсорбер выполняет функцию всасывающей части, а термонасос – функцию нагнетателя.

Схемы работы автомобильных холодильников

Схема работы термоэлектрического автомобильного холодильника

1 — Полупроводниковые термоэлектрические модули (мелкие металлические кубики); 2 – катализатор; 3 – защитная решетка; 4 – твердое присоединение; 5 – теплоизоляционный материал; 6 – холодные пластины.

Конструкция холодильника абсорбционного типа на рисунке 2, применяемого в автомобилях, включает в себя простоту и автономность работы.

Схема работы автохолодильника абсорбционного типа

Основными конструктивными элементами являются: 1 – кипятильник; 2 – абсорбер; 3 – конденсатор; 4 – испаритель.

Устройство автохолодильников

Основным конструктивным элементом и устройством автохолодильника с термоэлектрическими модулями — большое количество металлических кубиков, которые с помощью электрической энергии соединяются между собой. С учетом того, что пластины поглощающие и отдающие тепло находятся по разные стороны – происходит процесс переноса тепла.

В качестве нагревательного элемента в устройстве абсорбционной холодильной машине используется электрический нагреватель, который изготавливается из нихромовой проволоки, в свою очередь навитой спираль. Спираль вставляется в специальный корпус-гильзу и оставшееся свободное пространство заполняется песком. Одна сторона гильзы глушится, со второй стороны кончики спиральной навивки соединяются с терморегулятором.

Теплообменные аппараты, в которых происходит фазовое превращение хладагента называются конденсатор и испаритель. Абсорбер выполняет функцию поглотителя паров аммиака, а кипятильник предназначен для испарения раствора.

Достоинства и недостатки автомобильных холодильных устройств

К преимуществам абсорбционных холодильников относятся:

• отсутствие движущихся частей, поэтому данный тип отличается своей надежностью и долговечностью работы;
• нет механических деталей, из этого вытекает бесшумность работы и отсутствие вибрации;
• широкий ассортимент выбора холодильных камер вместимостью от 20 до 150 литров;
• экономия в работе, значительное время — до 12 часов сохраняют температуру;

К недостаткам можно отнести:

• большой вес;
• возможность работы только в вертикальном положении, в противном случае нарушится циркуляция холодильного агента, и холодильник перестанет работать.

К достоинствам термоэлектрических аппаратов относится:

• возможность работы, как «сплит-система» в 2-х режимах — нагрев — охлажение;
• возможность работы, как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях;
• надежность работы и высокий парковый ресурс изделия;
• компактность изделия в сравнении с другими сородичами, работающими по иному холодильному циклу.

К минусам относится следующее:

• чрезвычайно медленный набор температуры;
• высокий уровень потребления питания электричества, поэтому желательно использовать при заведенном автомобиле;
• небольшое время содержания холода — не более 3-х часов.

Видео: как выбрать автохолодильник?

Автомобильный холодильник (на элементах Пельтье) своими руками

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!
Настал сезон жаркой погоды, и при отдыхе на природе всегда хочется прохладных напитков. В этом немного помогает термо-сумка, позволяющая сохранить температуру продуктов, взятых из домашнего холодильника.
Однако большинство из Вас едет на природу на личном автомобиле, и часто приобретает продукты по пути.

В данной статье автор YouTube канала «ТЕХНАРЬ» расскажет Вам, как он сделал небольшой портативный холодильник с питанием от 12 В, который может подключаться к прикуривателю в автомобиле.

Этот проект относительно прост в изготовлении, и не требует сварочных работ.

Материалы.
— Термоэлектрические модули Пельтье TEC1-12706
— Цифровой термостат 12 В W1209
— Цифровой термостат 12 В W1209WK
— Теплопроводящий клей
— Термопаста
— Штекер (с предохранителем) для прикуривателя
— Радиаторы для компьютерных процессоров, вентиляторы
— Неодимовые магниты
— Белая светодиодная лента
— Самоклеящаяся пленка Oracal
— Листовой пенополистирол толщиной 20 мм
— Листовой алюминий, плита
— Ламинат, QSB плита, ДВП, цветное оргстекло
— Клей «жидкие гвозди», силиконовый герметик, аэрозольная краска
— Провода, припой, термоусадочная трубка, клемники, разъем питания, выключатель, уплотнительная резинка
— Наждачная бумага, саморезы по дереву, болт М10.

Процесс изготовления.
Итак, сердцем этого устройства послужат два 12В термоэлектрических модуля Пельтье TEC1-12706, с заявленной мощностью охлаждения в 50 Вт, и потребляемым током от 4 до 6 А.
Размеры этих модулей 40X40X3,75 мм.

Для эффективной и долговечной работы модулей, им необходимо хорошее охлаждение «горячей» стороны. Для этого автор будет использовать старые радиаторы с вентиляторами для компьютерных процессоров.

В качестве охлаждающего радиатора, который будет расположен на внутренней задней стенке холодильника, послужит листовой алюминий 5 мм толщиной.

Из этого материала вырезаются вот такие уголки и полоски. После нарезки с их граней снимается фаска специальным ножом, а поверхности обрабатываются болгаркой с дисковой шлифовальной насадкой.

Поддерживать заданную температуру будет 12 В цифровой термостат W1209.
Его кнопки управления слишком короткие, и нажимать на них без изготовления удлинителей, или переноса на переднюю панель не получится. Поэтому автор снял реле и две клеммные колодки. Провода от датчика температуры он припаял к плате напрямую.

Кроме того, реле было перенесено поближе к термоэлементам, ведь потребляемый ими ток весьма велик, и чем короче и толще будут провода, тем лучше. Также были припаяны провода питания платы.

Теперь нужно организовать подвеску двери.
В нижнем углу дверцы вклеивается штифт, в дне делается ответное отверстие для него. А на верхнем углу дверцы сверлится отверстие, в которое вкладывается пружинка от зажигалки, и вставляется цилиндрический шток.

С помощью такой защелки дверца фиксируется на своем месте.

Со внутренней стороны утеплителя дверцы он вырезал углубление под датчик температуры.

Чтобы выровнять поверхность, датчик приклеивается к алюминиевой пластине специальным теплопроводящим клеем.

Охлаждающим радиатором послужит прямоугольная алюминиевая пластина, к которой автор прикрепляет два параллелепипеда из алюминиевой плиты толщиной 16 мм. Эти подставки нужны для того, чтобы элементы Пельтье находились за теплоизолирующим слоем из пенополистирола.

В подставках высверливаются отверстия для крепления к радиатору, и в них нарезается резьба М3.
Перед установкой, на место соединения подставок и радиатора предварительно наносится термопаста.

Задняя стенка изготавливается из ДВП, и окрашивается аэрозольной краской. На ней закрепляются вентиляторы таким образом, чтобы они находились напротив радиаторов.

В верхней части стенки сделано отверстие для выхода горячего воздуха, и защищено кусочком москитной сетки.

Через час с небольшим температура на контроллере составила 15,7°C (при том, что датчик расположен далеко от радиатора, и теплоизоляция в этом месте не очень толстая).

Сам радиатор остыл до 6,7°C, а напитки охладились до 10,5.

Благодарю автора за рекомендации по изготовлению портативного холодильника на основе элементов Пельтье!

Конечно, размеры холодильника можно сделать как больше, так и меньше. Также можно увеличить мощность, установив дополнительные элементы Пельтье, либо используя элементы большей мощности.

Всем хорошего настроения, крепкого здоровья, и интересных идей!

Авторское видео можно найти здесь.