Peltier-element og hjemmelaget mini-kjøleskap

[sevs]

Hei. Lurer på å lage et lite kjøleskap på ca 40*40*40cm av to gamle pc-kabinetter. Kan jeg bruke et peltier-element med en liten tårnkjøler på begge sider, samt undervoltede 120mm Yate Loon-vifter for å oppnå rundt 5°C inne i kjøleskapet? Vil at det skal være stillegående, og at kjøleskapet stopper og starter etter behov, samt at viftene skal spinne på et veldig lavt turtall når det er på. Kommer selvfølgelig an på hvor godt isolert det er, men kan kaldsiden av et peltier-element komme så langt ned i temperatur?

Edit: Har aldri vært borti slike elementer før, så kan hende jeg tar feil rundt prinsippene til det.

Endret 7. juni 2014 av sevs

[Titanium87]

Det brukes jo peltier i sånne usb kjøleskap (hvis ikke jeg tar helt feil her )

Så temperaturen er mulig å oppnå..

Men ett så stort kjøleskap krever God isolasjon, og mye strøm.

En peltier krever også MYE kjøling...

 

Søk litt på nett, Mye god info der ute, det er sikkert mange som har testet akkurat dette før.

[Mannen med ljåen]

Det enkleste er muligens å kjøpe en elektrisk kjøleboks, sånn som brukes til camping.

Så kan du enten bruke den som den er, eller bygge den om. Den er jo komplett med de delene som trengs for kjøling.

Men jeg hører at de ikke er spesiellt gode, og sluker strøm. Jeg vet ikke, for jeg har aldri eid en elektrisk kjøleboks.

[sevs]

Det brukes jo peltier i sånne usb kjøleskap (hvis ikke jeg tar helt feil her  )

Så temperaturen er mulig å oppnå..

Men ett så stort kjøleskap krever God isolasjon, og mye strøm.

En peltier krever også MYE kjøling...

 

Søk litt på nett, Mye god info der ute, det er sikkert mange som har testet akkurat dette før.

 

Forstår. Skal bruke en vanlig stømforsyning til PC på 300w. Så vidt jeg ser på eBay så bruker de fleste litt under 100w.

 

Det er også noe. Hvilken isolasjon bør jeg bruke? Fungerer glava? Tenkte rundt 4 cm tykt lag med glava eller lignende på innsiden av alle kabinettveggene, og aluminiumsplater til å "holde isolasjonen på plass".

 

Det enkleste er muligens å kjøpe en elektrisk kjøleboks, sånn som brukes til camping.

Så kan du enten bruke den som den er, eller bygge den om. Den er jo komplett med de delene som trengs for kjøling.

Men jeg hører at de ikke er spesiellt gode, og sluker strøm. Jeg vet ikke, for jeg har aldri eid en elektrisk kjøleboks.

Hvorfor skal jeg Ser ikke for meg å kaste bort tusenvis av kroner på en bråkete kjøleboks når jeg har alle delene jeg trenger. Det eneste som mangler er selve elementet, som kan fås billig fra ebay, pluss litt isolasjon som er enkelt å få tak i gratis. Denne boksen skal stå på et soverom. Kjøper jeg en boks til, har jeg plutselig ikke bruk for de gamle delene jeg hadde tenkt å bruke. Tenker også på miljøet. Det er synd å kaste ting som kan brukes til noe. Og hvis jeg kjøper en kjøleboks, blir det ikke like kult, for da har jeg ikke laget den selv. Hisset meg litt opp nå

Endret 31. juli 2015 av sevs

[madammim]

Du trenger også noe for å styre temperaturen. Har brukt slike for å styre kjøleskap/fryser i ølbrygging: http://www.ebay.com/sch/i.html?_sacat=0&_nkw=stc-1000&_frs=1

[sevs]

Du trenger også noe for å styre temperaturen. Har brukt slike for å styre kjøleskap/fryser i ølbrygging: http://www.ebay.com/sch/i.html?_sacat=0&_nkw=stc-1000&_frs=1

Hmm... Tenkte å bruke en termistor og en liten krets som slår av hele strømforsyningen (bryter kontakten mellom PS_ON og jord i strømforsyningen) når lufta inne i kjøleskapet har nådd en grei temperatur, og som slår på strømforsyningen (slutter PS_ON og jord) når temperaturen har steget til over en viss grense. Tenker å gjøre det analogt, og bruke en vanlig temperaturmåler til å konfigurere dette ved første gangs bruk.

 

Grunnen til at jeg vil ha strømforsyningen "helt" av, og ikke bare bryte strømmen til de forskjellige komponentene, er at denne strømforsyningen har en vifte som er hørbar når det er helt stille i rommet. Disse strømforsyningene kan levere minst 5V og 2,5A selv om de er slått av, som er nok til å holde denne termistorkretsen i gang.

 

Tenker også å bruke USB-portene på frontpanelene til lading av mobiler og lignende, men da støter jeg på et annet problem med pinouten på kabinettet, men det kan jeg ta i en annen tråd.

Edit: Kommer i så fall ikke til å bruke kretskortet tilhørende frontpanelet, lodder heller et nytt kretskort.

Endret 31. juli 2015 av sevs

[Gavekort]

Peltier fungerer fint så lenge du har tilstrekkelig med strømforsyning og kjøling. Kjøler du ikke godt nok så blir den kalde siden nøytralisert av den genererte varmen elementet lager.

 

Hiv på en spennings-regulator eller variabel motstand som tåler et par 100 watt, for med en beefy strømforsyning så tviler jeg på at du klarer å holde elementet sitt fulle potensiale i sjakk med begrenset kjøling, som resulterer i at du lager en ovn istedet, og i verste fall smelter elementet.

Endret 7. juni 2014 av Gavekort

[sevs]

Peltier fungerer fint så lenge du har tilstrekkelig med strømforsyning og kjøling. Kjøler du ikke godt nok så blir den kalde siden nøytralisert av den genererte varmen elementet lager.

 

Hiv på en spennings-regulator eller variabel motstand som tåler et par 100 watt, for med en beefy strømforsyning så tviler jeg på at du klarer å holde elementet sitt fulle potensiale i sjakk med begrenset kjøling, som resulterer i at du lager en ovn istedet, og i verste fall smelter elementet.

 

Tror du en slik på hver side av elementet vil være nok? Tenker å bruke en 120mm-vifte på hver av de to kjølerene, men jeg er ikke sikker på ytelsen og støynivået til disse viftene. Kan kanskje sjekke det i morgen. Har ikke viftene her.

 

 

En ting som kanskje er et minus, er at varmen fra peltier-elementet blir dumpa inn i strømforsyningen. Jeg finner ikke noen måte å føre luftflyten på som gjør at jeg slipper å gjøre dette, uten å kaste bort mye plass inne i skapet.

Edit igjen: Omvendt. Strømforsyningen vil dumpe varmluft inn i varmsiden av elementene. Jeg har redesigna luftflyten.

Endret 31. juli 2015 av sevs

[Gavekort]

Kan tenke meg at en CPU er muligens 70-100W, peltier vil vel gi litt mer varme per watt siden den flytter varmen over, så kan tenke meg at du klarer kanskje 50-60W med den kjøleribben og fortsatt ha elementet på en trivelig temperatur. Beste er å prøve seg frem, eller om du vil gjøre ting fancy så kan du regulere elementet etter temperatur.

Endret 7. juni 2014 av Gavekort

[madammim]

 

Du trenger også noe for å styre temperaturen. Har brukt slike for å styre kjøleskap/fryser i ølbrygging: http://www.ebay.com/sch/i.html?_sacat=0&_nkw=stc-1000&_frs=1

Hmm... Tenkte å bruke en termistor og en liten krets som slår av hele strømforsyningen (bryter kontakten mellom PS_ON og jord i strømforsyningen) når lufta inne i kjøleskapet har nådd en grei temperatur, og som slår på strømforsyningen (slutter PS_ON og jord) når temperaturen har steget til over en viss grense. Tenker å gjøre det analogt, og bruke en vanlig temperaturmåler til å konfigurere dette ved første gangs bruk.

 

Grunnen til at jeg vil ha strømforsyningen "helt" av, og ikke bare bryte strømmen til de forskjellige komponentene, er at denne strømforsyningen har en vifte som er hørbar når det er helt stille i rommet. Disse strømforsyningene kan levere minst 5V og 2,5A selv om de er slått av, som er nok til å holde denne termistorkretsen i gang.

 

Tenker også å bruke USB-portene på frontpanelene til lading av mobiler og lignende, men da støter jeg på et annet problem, men det kan jeg ta i en annen tråd.

 

Du kan gjøre dette med en stc-1000 også. Den krever strøm (220v) for å kjøre, men det er bare et relé i den som kan slå på/kutte hva som helst (innen rimelighetens grenser når det kommer til strøm og spenning)

 

Kjekt å kunne lese ut temperatur, samt stille temperatur og hysterese som man vil.

Endret 7. juni 2014 av madammim

[sevs]

 

 

Du trenger også noe for å styre temperaturen. Har brukt slike for å styre kjøleskap/fryser i ølbrygging: http://www.ebay.com/sch/i.html?_sacat=0&_nkw=stc-1000&_frs=1

Hmm... Tenkte å bruke en termistor og en liten krets som slår av hele strømforsyningen (bryter kontakten mellom PS_ON og jord i strømforsyningen) når lufta inne i kjøleskapet har nådd en grei temperatur, og som slår på strømforsyningen (slutter PS_ON og jord) når temperaturen har steget til over en viss grense. Tenker å gjøre det analogt, og bruke en vanlig temperaturmåler til å konfigurere dette ved første gangs bruk.

 

Grunnen til at jeg vil ha strømforsyningen "helt" av, og ikke bare bryte strømmen til de forskjellige komponentene, er at denne strømforsyningen har en vifte som er hørbar når det er helt stille i rommet. Disse strømforsyningene kan levere minst 5V og 2,5A selv om de er slått av, som er nok til å holde denne termistorkretsen i gang.

 

Tenker også å bruke USB-portene på frontpanelene til lading av mobiler og lignende, men da støter jeg på et annet problem, men det kan jeg ta i en annen tråd.

 

Du kan gjøre dette med en stc-1000 også. Den krever strøm (220v) for å kjøre, men det er bare et relé i den som kan slå på/kutte hva som helst (innen rimelighetens grenser når det kommer til strøm og spenning)

 

Kjekt å kunne lese ut temperatur, samt stille temperatur og hysterese som man vil.

 

 

Ok. Prisen var ikke alt for dyr, men den tar opp en del plass, og jeg har allerede ganske lite plass å gå på. Har ikke mulighet til å montere denne slik at jeg har tilgang til den uten å måtte åpne kjøleskapet. Har mange funksjoner jeg ikke har bruk for. Den trenger som du sier 230v, og jeg vil ikke ha to strømkabler inn.

Endret 7. juni 2014 av sevs

[toreae]

Mener at peltier-element trenger mere en 12V for å virke max. Og at virkningsgraden er elendig, 60W tilført, gir bare 10W kjøling. Som nevnt før, en kjøleboks kjøpt på biltema er kanskje et godt utganspunkt. Mener det finnes noe super-isolasjon å få kjøpt, som er bare 3mm tykt (for å legge i gulv, nano-teknologi?) Men om du leter i gamle overklokking-tråder her på forumet står det sikkert endel om peltier-element.

 

Redigert, V

Endret 7. juni 2014 av toreae

[sevs]

Mener at peltier-element trenger mere en 12 for å virke max.

 

12 volt?

[Andrull]

Hei,

 

Spennende og helt oppnåelig prosjekt. Har selv laget et kjøleskap med fasekjøler for CPU, og regnet en del på peltierelementer, for ikke å snakke om tatt fra hverandre slike peltier-kjøleskap, så har jo litt erfaring. For ikke å snakke om PCen.

 

Uansett, for å gå rett på sak:

1. Isolering, isolering, isolering. Det kommer nok til å bli det vanskeligste med prosjektet. Noe ntanker på hvordan du har tenkt å isolere dette? For det har jo egentlig alt å si for om hvor dette kommer til å lykkes.

Jeg brukte 1,5cm med sponplate til boksen, og 2cm + 1 cm med liggeunderlag isolasjon som jeg limte rundt på alle seks sidene, samt en isoleringslist i døra. Dette var da noe rundt 40x40x60cm.

Mister naturligvis en del volum i kjøleskapet på all isolasjonen. Men i ettertid så vil jeg nok påstå at dette var for lite, og for lite effektivt. Det var dog billig. Med en fasekjøler som jeg hadde (tipper den hadde rundt 500 W kjøleeffekt), så kunne jeg klare rundt 4-5 grader om den stod å gikk kontinuerlig.

 

2. Kjøleeffekt. Som nevnt så måtte jeg ha rundt 500W kjøleefekt for å kjøle ned et volum som du beskriver med min mengde isolering. Anbefaler deg på det sterkeste å gjøre dette bedre enn meg, da 500-600W kjøleffekt er en del! Først og fremst så er det å velge ut riktig peltierelement og hvor mye du ønsker å bruke på dem. Her er datablad alt, og ville ikke kjøpt et uten. Noen er dog standard-elementer og kan finnes med googlesøk. Databladet sier om hvordan effektiviteten er, hvor mange du trenger, hvor stor kjøleeffekt, og nøyaktig hva slags spenningsnivå du trenger for å oppnå ønsket temperatur.

Først og fremst så må jeg bare presisere at du aldri ønsker å kjøre et peltierelement maks, for da vil effektiviteten være elendig. Og da tenker jeg ikke bare på strømforbruk, men det faktum at kjøleytelsen kan falle om den ikke kjøles ned godt nok.

- Se først og fremst på Qc (kjøleeffekt) - Som sier hvor mange watt varme den kan fjerne av varme. Dette er da ved 0 grader delta T. Med en last på 500W så vil du holde temperaturen på den lik som varme siden. Dette er da når du kjører peltierelementet ved full pupp. Se grafen i databladet for å se hva den har ved lavere spenning.

- Mange oppgir effekt på peltierelementet, og med mindre spesifisert så er det som regel hvor mange watt du kan putte inn i peltierelementet. Altså strøm multipliser med spenning. Og er IKKE det samme som Qc/kjøleeffekt.

- DTmax sier noe om hvor mange grader differanse peltierelementet ligger på. Gjerne rundt 60-70, og gjelder da ved null last (0 Watt).

 

Her har du et lengre eksempel:
Har du et 700W peltierelement med DTmax = 65 grader, 25 grader romtemp, og QC på 400W, og du har en kjøler på varmesiden som klarer å holde 10 grader over romtemp ved uansett last:

 

Forholdet mellom Qc og DTmax er tilnærmet lineært slik at du enkelt kan beregne hva slags temp du får.

 

Ved 0W last så vil tempen være -30C (25 grader romtemp + 10 grader - 65 DTmax)

Ved 100W last = -13,75 C (25 grader romtemp + 10 grader - (65*0,75) DTmax)

Ved 200W last = 2,5 C (25 grader romtemp + 10 grader - (65*0,5) DTmax)

Ved 300W last = 18,75 C (25 grader romtemp + 10 grader - (65*0,25) DTmax)

Ved 400W last = 35 C (25 grader romtemp + 10 grader - (65*0) DTmax

 

I mitt eksempel så vil dette peltierelementet kreve at du har maks 200W last. Da vil du få 2,5 grader på den kalde siden, som igjen, pga termisk tap vil bety rundt 5-6 grader i kjøleskapet.

MEN, dette er bare en forenkling, og dette er da ved maks effekt inn i peltierelementet, som da er 700W, som kommer i tillegg til de 200W'ene du har i last. Totalt 900W med varme som må fjernes. Og du vil vanskelig klarer å få en viftekjøler til å holde varmesiden bare 10 grader over romtemp. Og klarer du ikke det, så vil temperaturen snike over 5 grader.

 

Så hva gjør du?

Jo, du kjører peltierelementet på lavere effekt. For i motsetning til QC og DTmax, så er effekten til peltierelementet og kjøleytelsen IKKE lineær. Ja, mer eksponensiell, og kan til tider øke ganske kvadratisk.
Ergo. Hvis du kjøper TO slike peltierelementet i eksempelet, og kjører de på halv kjøleffekt (100W last hver). Så vil som regel effekten ikke være på 700W, men på 175W hver! Altså 2*175W = 350W + 2*100W last = 550W totalt som skal fjernes på varmesiden.

Med en god kjøler og en romtemp på rundt 20 grader, så er det nok fullt oppnåelig med to slike peltierelementer å kjøle ned 200W med varme.

3. Spredning av varmen.

Kjøleren du skal bruke for å kjøle ned peltierelementet MÅ ha en base som er større enn elementet. I motsetning til en CPU, så har peltierelementene en kobberoverfalte for å fordele varmen. Dette gjelder p åbåde kalde og varme siden. Hvis dette ikek er tilfelle, så må du ha en kobberplate i mellom. For best mulig ytelse så kan man da f.eks lodde kobberplaten direkte på kjøleren, om den også er av kobber. I link nedenfor selger de også loddetinn som leder varme svært godt, og med lav smeltetemp.

 

Generelt sett:

Ja, det stemmer at peltierelementer ikke har så høy virkningsgrad, spesielt ikke kontra fasekjølere som du finner i kjøleskap osv.. Men til gjengjeld så er det mye mindre støy, kostnad, og plassbesparende. For ikke å snakke om lettere kontroll.

 

Sevs, måten du ser for deg virker rimelig grei, og liker at du heller skrur PSU av/på, slik at du kan drive kontrollkretsen med standby-5V .

 

Når det kommer til tallene på virkningsgrad så anbefaler jeg å ikke ta det helt for god fisk. Du klarer fint å komme opp i over 1 i virkningsgrad om du designer riktig. Altså mer kjøleffekt enn hva du putter inn.
Anbefaler å heller kalkulere litt tall selv, uten å høre alt for mye på rykter og for ille forenklinger. For det første har teknologien muligens forbedret seg litt, samt at mange som gjør kalkulasjonene bruker peltierelementene helt feil.

Tips:
Se på en del elementer og datablader her:

http://www.customthermoelectric.com/tecs_Qcmax.html

 

Prisene ser ganske greie ut, og elementene er av de kraftigste og mest effektive der ute. Om du sliter med å lese databladet/grafene så hjelper jeg gjerne til.

Tenker hovedsakelig på den nederste og nest nederste. Sistnevnte er en av de dyreste (selv om prisdifferensen ikke er så alt for stor), og det er fordi den er svært kraftig kontra størrelsen, og meget effektiv.

Endret 7. juni 2014 av Andrull

[toreae]

 

Mener at peltier-element trenger mere en 12 for å virke max.

 

12 volt?

 

 

Jepp.

[Andrull]

12V passer greit om du ønsker høy effektivitet og har flere av denne: http://www.customthermoelectric.com/tecs/pdf/19911-5M31-28CZ_spec_sht.pdf

 

Ved 12V så blir strømstyrken rundt 12A (144W), og en kjøleytelse på 90W, ved 30 grader differanse. Har du 2-4 slike, så har du en ganske effektiv sak, til tross for at det er langt fra den mest effektive saken.

 

Noe mer optimalt ville nok kanskje vært å kjøpt en PSU med mulighet for å trimme spenningen litt opp. 13-14V hjelper mye på om du trenger mer ytelse. Og hadde du hatt nærmere 20V så kunne du luktet på en slik sak: http://www.customthermoelectric.com/tecs/pdf/26311-5M31-17CW_spec_sht.pdf

[sevs]

Klipp

Må takke for et stort og veldig godt forklarende innlegg, som alltid fra deg.

Kommer tilbake i morgen med lengre svar, og litt bilder.

 

Har lenge hatt lyst på fasekjøling i dette prosjektet, men det er vel både dyrt og bråkete.

 

Kan jeg klare dette med en av mine aldrende Dell-PSUer på 305w? (De bruker ATX 24-pin, ikke noe dell-hjemmelaget jalla)

 

Hvis jeg skal ha flere stykk, skal jeg da sandwiche dem, eller sette dem opp ved siden av hverandre?

 

Er +5V standby fortsatt i funksjon hvis PSUen er slått på? Edit: Målte og fant ut at den gjør det.

Endret 7. juni 2014 av sevs

[Andrull]

Ja, bruker 5v Sb til å drive noen spenningsmålere. Funker fint under drift.

 

Du ønsker å ha de ved siden av hverandre. Sette de i sandwich er hvis du ønsker større deltaT i bytte mot vesentlig lavere last (Qc).

 

305w på 12v rail?

Det ville klart to av de jeg tok som eksempel. Jeg anbefaler nok en kraftigere sak. Men igjen det kommer ann på hvor mye kraft du trenger, som igjen gjenspeiler seg i hvor mange kjøleribber/peltierelementer du har plass til, og hvor tykk isolasjon.

[sevs]

Ok.

Trenger jeg noen stor kjøleribbe på den kalde siden, inne i kjøleskapet? Er det lurt med vifte på denne (sett at ikke viften får problemer på grunn av temperaturen eller kondens etc)

Kan jeg bruke en enkelt kjøleribbe på kaldsiden til begge elementene, og to på varmsiden? Har to Dell-BTX-tårnkjølere som avbildet tidligere i tråden, og en enkelt "billig" Dell-BTX-kjøler (bilde). Kan jeg bruke tårnkjølerene på varmsiden og den andre "lille" inne i skapet?

 

Har forresten ikke allverdens budsjett heller. Begrenser peltier-saken til 400kr.

Endret 7. juni 2014 av sevs

[Andrull]

Jo større, jo bedre effektivitet (du ønsker å gjøre tempdifferanse mellom luft i kjøleskapet og luften på utsiden så lav som mulig, slik at peltierelementene får minst mulig arbeid. I tillegg så risikerer du at vann fryser på kjøleribba om den ikke klarer å fordele varmen godt nok, i og med at du satser på å regulere tempen i lufta i kjøleskapet til 5 grader. Det gir deg maks 5 grader temperaturdifferanse før ting fryser til is på kjøleren, som igjen gjør at sirkulasjonen stopper helt opp, og den vil bare jobbe hardere og fryser helt til den stopper opp.

 

Ps: Ikke vits å ha en særlig stillegående sak, da du ønsker god sirkulering i kjøleskapet (vanskelig med en del varer og et så sentralt" kjølepunkt") og da er det hurtiggående vifter som gjelder. (ikke bare å flytte mest luft, men høyest turtall/hurtighet) I tillegg så vil kjøleskapet være tungt isolert, så viftelyden fra innsiden hører du langt mindre uansett.

 

Kort sagt: Du ønsker nok omtrent like god kjøling på begge sider. En slik tårnkjøler er nok muligens i minste laget. Ville vurdert noe bedre/raskere vifte enn den originalt. Men igjen, er litt usikker på hvor rask vifta er på full pupp. Prøvde selv en stor sokkel 1366-intel CPU-kjøler, og den ble alt for liten. To stykk hadde nok gjort susen.