Термоларь на эл.Пельтье для охлаждения пива

стоит ли с пельтье заморачиваться?gulpaul, 21 Авг. 17, 14:48

Я тоже изнемогаю от любопытства ... 😜Сибирячка, 14 Марта 18, 13:31

Я сделал два автохолодильника на элементах Пельтье. Схема рабочая, но КПД низкий. В качестве автохолодильника, еще с охлаждающими элементами для поездок вполне пойдет.

Привет ! Вот вернулся я однако на этот форум после 8 лет отсутствия ))
Прочитал только тему. Обсуждения ещё не читал. Что могу сказать сразу. Элемент TEC1-12706 на который Вы закладываетесь, выбор далеко не лучший. Дело тут вот в чём. Его холодопроизводительность всего 50 ватт. А решение включить 4 штуки не очень хорошее. Дело в том, что элемент Пельте штука во-первых достаточно нелинейная по вольт-амперной характеристике, во-вторых они имеют значительный индивидуальный разброс. И если их запитать в параллель от одного источника питания, один из них будет отжирать бОльшую часть тока и греться. Остальные работать с недогрузом. В конце концов этот один быстро деградирует и выйдет из строя. Поэтому 4 элемента должны питаться каждый от своего стабилизатора. Что очень недёшево и потому плохо. Потому крайне желательно весь холод получать с одного элемента Пельте. И такие элементы есть. Например TEC1-12715 имеет холодопроизводительность 137 ватт. Без малого втрое больше. Стоит он сейчас около 500 рублей. Есть штуки и ещё круче. TEC1-22818 имеет мощность 400 ватт и стоит на том же али порядка 1500. Правда он требует 24 вольт и что ещё хуже, у него размеры 50х50, а не 40х40. Зато моща лошадиная...

По поводу водоблока. Он тут бесполезен. И вот почему. Способность системы к охлаждению будет определяться в бОльшей степени не способом распределения холода в боксе, а теплоизоляцией бокса и способностью к отводу в атмосферу тепла из него. Первое определяется пенопластом. Второе - эффективным внешним радиатором. В Вашем проекте я такого не вижу. Поэтому водоблок тут не особо поможет. Лучше возьмите хороший кулер для процессора. Они (весьма средненького качества) при стоимости 1500-2000 рублей, способны отводить в атмосферу порядка 300 ватт (при двух вентиляторах). Т.е. TEC1-12715 работает с таким кулером с запасом вдвое. А TEC1-22818 будет немного недогружен.  

Я сам в ближайшее время (как сдам один свой проект и получу за него деньги) приступлю к строительству такого холодильника. В расчёте на одну 25-литровую стеклянную банку http://samogonstvo.ru/...rozatvorom.html . Плюс дополнительная фича - стерильный герметичный перчаточный бокс для микробиологических манипуляций. Цель - производство сакэ. Там нужно будет и охлаждение желательно где-то до +5, и нагрев до +36, и стерильный перчаточный бокс для работы с кодзи. Если проект будет успешен, сделаю ещё бокс побольше, уже на 4 банки - на 100 литров продукта.  Если Вы не возражаете, буду постить о своих успехах в этой теме. Ок ?
     

И такие элементы есть. Например TEC1-12715 имеет холодопроизводительность 137 ватт. Без малого втрое больше.Черный Кот, 22 Авг. 18, 23:09

Не торопитесь. С элементами пельтье дело очень непростое. Убедился на своем опыте. Умные учатся на чужих граблях, остальные - на своих. Бесплатно делюсь со всеми, кто этим заинтересуется.
1) - Пельтье модули (пластинки) типа ТЕК 12706, или 10, или 15 и т.д. - две последние цифры - это рабочий ток, при котором достигаются рабочие характеристики модуля. А именно: Температура "на горячей" стороне не более 50 цельсиев, и при разности температур "горячо-холодно" - в 75 градусов. Тогда достигается наилучший к.п.д.
2) - при паспортном токе обязательно нужно обеспечить температуру горячей стороны строго не более 50 С. Нужен мощный радиатор и кулер ватт на 150-300. Это может быть многотрубный башенный кулер с двумя (тремя) вертолетами. Тоже потребует отдельного блока питания, дабы питать вентиляторы и поддать обороты, если это потребуется независимо от питания рабочей пластины.
3) - и вот тут самое интересное - внимательно вчитайтесь в даташит производителя пластин (не продавца с али, а именно производителя). Там вы увидите, что рабочий ток 10 амперной пластины достигается при напряжении 17,5 вольт, а вовсе не 12, как пишут продавцы. Попробуйте найти стабилизированный блок питания на 17,5 вольт 10 ампер - это не 12 вольт, которых навалом в любой лавке. Чисто торговый маркетинг - укажи, что пластина на напряжение 17,5 вольт, все покупатели убегут к тем продавцам у которых написано питание 12 вольт. Так что имейте в виду, что сначала выберите пластину, и точно уясните, какой источник питания для нее потребуется. И если подавать питание 17 вольт, вентиляторы от такого запросто сгорят, потому и будет нужен отдельный БП на вертолеты на 12 вольт, или сколь там у вас (бывают и 5 вольтовые). Кроме того, после выключении питания элемента пельтье надо, чтобы вентиляторы поработали еще хотя бы пару минут, чтобы сдуть остатки тепла с пластины.
Помните - 10 амперная пластина от 12 вольт возьмет ток не более 4-5 ампер, а 6 амперная - не более 3 ( плюс/минус маленько).
Китаец не совсем нагло обманывает, от 12 вольт пластина работать будет, но реального холода вы не получите.
Очень советую сначала обзавестись (напрокат взять) мощным блоком питания ампер на 15-20 и с РЕГУЛИРУЕМЫМ напряжением от 12 до 24 вольт, и посмотреть на нем при каком напряжении какой ток реально потребляют ваши пластины. А потом уже покупать конкретный БП под ваши нужды.
Проблема в том, что эти измерения нужно делать на уже собранной системе охлаждения горячей стороны ( без охлаждения даже на 12 вольтах температура горячей стороны пластины за 5 секунд поднимется так, что расплавит пайку полупроводниковых элементов внутри модуля), и это будет окончательный конец.
Если есть вопросы - обращайтесь.

внимательно вчитайтесь в даташит производителя пластин (не продавца с али, а именно производителя). Там вы увидите, что рабочий ток 10 амперной пластины достигается при напряжении 17,5 вольт, а вовсе не 12, как пишут продавцы.Т-34, 05 Мая 20, 01:03

Хорошая статья. Только надо учесть, что 17,5 вольт - это Umax - Максимальное напряжение, при котором может работать элемент.
Напряжение модуля зависит от количества термопар в нем. Чаще всего это 127 термопар, что соответствует напряжению 16 В. Разработчики элементов рекомендуют подавать до 12 В, или 75% Umax. При таком напряжении обеспечивается оптимальная эффективность модулей.
И если использовать в автомобиле, то там напряжение больше 12 вольт.

Ну, вот и пролетели 4 года

В 2016 году, когда начинал делать, - изменились обстоятельства и пришлось всё отложить в "долгий ящик". Сейчас вернулся к этому проекту. Однако, времени своему хобби я уделяю очень мало, поэтому двигается всё медленно.
Термоларь/термобокс получился такой... Внутренний размер его 63(Высота)*53*53см. Объём=0,17 кубических метра. 50мм ЭППС между двумя 8мм фанерой(типа сэндвич: фанера/эппс/фанера). Крышка и дно - 60мм ЭППС. Крышка имеет изгиб, типа Z-образный и 2 двойных контура тепло-звукоизолирующей полосы(как на окнах/дверях). Всё проклеено, прямых мостиков холода нет. Знаю, что 50 маловато, но пока так. Если что, можно прям поверх фанеры обклеить ЭППС'ом. Геометрия вышла не точная, так как кое-где распёрло пеной. Саморезы использовал 12мм.

Добавлено через 17мин.:

Решил, что будет жидкостная система. Собрал "на коленке" пробную модель.
Внутри бокса расширительный бачёк с автомобильным антифризом, патрубки, помпочка, и радиатор отопителя от приоры(кажется) и на радиаторе вентилятор 120мм для обдува.

Снаружи водоблорки и между ними 2 эл.Пельт TEC1-12706. В наличие были 2 малых водоблока 40на40мм и один 80на40мм. Соответственно, снизу 2 малых водоблока и сверху тот, что побольше. Нижние малые блоки снимают холод и он уходит в термобокс. Верхний блок снимает тепло. Вот этот узел:

Добавлено через 3мин.:

Упс... больше не даёт фоток вставить((

Добавлено через 3мин.:

Охлаждение горячей стороны организовал ВРЕМЕННО следующим облазом. Рядом стоит 120л пластиковая ЦКТ, в неё налил примерно 70л. обычной холодной воды, а аквариумная помпа гоняет водичку по контуру и отводит тепло от горячей стороны. Чем больше объём воды, тем ниже общая температура её нагрева. (В дальнейшем, планирую поставить большой радиатор и охлаждать 3-я вентиляторами 120мм.)
Водоблоки,кстати, предварительно притёр шкуркой 400/600/800/1000/1500/2000грит.
Промазал термопастой и всё запустил. Получил такие вот результаты:... но фото не могу ставить.

Добавлено через 3мин.:

Кто-нить напишите, чтоб я мог остальные фотки выложить.

Пельтье для таких больших объемов не эффективен,но народ ведется на понятность и кажущююся простоту.Как ларь для брожения лагера,так не очень.Для ПОЧТИ таких объемов,знакомый использовал компрессор от импортного холодильника + самодельный теплосъемник.Объем камеры - спокойно стают четыре стандартных 60л евробарабана.Утеплитель стиродур 20мм.Испытывали - 60л воды +18 остыли за 10 часов до +2.
Но все равно респект,многим будет интересно.

Но все равно респект,многим будет интересно.Nyvky, 01 Июня 20, 01:09

Спасибо!
Продолжу...
Охлаждение горячей стороны организовал ВРЕМЕННО следующим облазом. Рядом стоит 120л пластиковая ЦКТ, в неё налил примерно 70л. обычной холодной воды, а аквариумная помпа гоняет водичку по контуру и отводит тепло от горячей стороны. Чем больше объём воды, тем ниже общая температура её нагрева. (В дальнейшем, планирую поставить большой радиатор и охлаждать 3-я вентиляторами 120мм.)

Водоблоки,кстати, предварительно притёр шкуркой 400/600/800/1000/1500/2000грит. Фото первоначального и притёртого:

Промазал термопастой и всё запустил. Получил такие вот результаты:

Вот... теперь есть что-то, что можно обсуждать.
Конечно, охлаждать воду проще, чем бродящее сусло... вода не выделяет тепло.
P.S. Предвещая разговоры, скажу что холодильники, оконные кондиционеры, гликолевые охладители и т.д., возможно, более эффективнее будут.
P.P.S. Далее, буду буду ставить большой наружный радиатор с вентиляторами. Правда, не в ближайшее время. Но надеюсь, не затянется на 4 года))))

Добавлено через 7дн. 1ч. 11мин.:

Китаец не совсем нагло обманывает, от 12 вольт пластина работать будет, но реального холода вы не получите.Т-34, 05 Мая 20, 01:03

Ну, обычно, рекомендуется, примерно, 75% мощности давать на элемент. Считается, наиболее щадящий режим. И если учесть, что у TEC1-12706 макс-но заявляют производители: 15; 15,4; 16В, то 75% - это в районе 11,25-12В. Что вполне достижимо большинством БП. И я смог получить реальный холод от 2-ух элементов. Главное - эффективный отвод тепла от горячей стороны и хорошая теплоизоляция бокса.

Ну, обычно, рекомендуется, примерно, 75% мощности давать на элемент. Считается, наиболее щадящий режим.pivopoi, 01 Июня 20, 09:16

Да.
Тут есть еще один нюанс - элементы пельтье крайне отрицательно реагируют на периодические вкл/выкл. Не говоря уже о перекидывании полюсов питания для перехода с заморозки на обогрев - это вообще смерть кристаллам.
То есть - регулировка температуры в боксе путем термодатчика и релейного управления включениием и выключением питания не подходит (как и ШИМ). Элемент должен быть всегда включен в сеть, и тепловая эффективность может регулироваться только изменением мощности на кристаллах, то есть изменением напряжения, но не отключением.
Потому и бытовые холодильники на пельтье обычно делаются без регулировки температуры в боксе - втупую модуль всегда включен на 75% мощности, при этом он обеспечивает разницу температур между наружей и внутренним обьемом порядка 15 градусов, чего в подавляющем большинстве случаев достаточно для использования.
В свирепую жару хлебнуть пивка с температурой 2-5 цельсиев - верная простуда и ангина потребителю. Так что прохладный бокс примерно на 12 градусов - само то и для напитков и для сохранности продуктов в дороге.

Тут есть еще один нюанс - элементы пельтье крайне отрицательно реагируют... ...то есть изменением напряжения, но не отключением.Т-34, 08 Июня 20, 16:11

Всё верно. Управление ими - отдельный вопрос. Контроллер должен питать модуль Пельтье стабилизированным током, с низким уровнем пульсаций; регулятор должен постоянно держать охлаждающий модуль включенным, плавно меняя мощность на нём. Частое включение - выключение модуля Пельтье недопустимо. (Почитав интернет, встречал мнения, что можно использовать ШИМ, только надо пульсации сгладить). На другом "пивном" сайте добрый человек мысль подал... Запитать через термо-реле от компьютерного БП. Там 2 линии: 5В и 12В. Суть реле, чтоб в зависимости от температуры, реле берёт либо 5В, либо 12В. Таким образом, элемент постоянно включенный и можно регулировать подачу тока. Только надо дополнить это реле каким-либо фильтром для сглаживания пульсаций и резких скачков при переключении между 5В и 12В. И будет простенький контролер.
Так же я решил, что подогревать, скорее всего ими не буду. Так как это усложнит реализацию проекта. Этой зимой сбраживал пиво пару раз в этом боксе. Подогревал маленьким обогревателем на 500вт, через термореле. 500вт - заглаза! Можно и более слабый поставить. Думаю 200-300вт достаточно будет.

Только надо дополнить это реле каким-либо фильтром для сглаживания пульсаций и резких скачков при переключении между 5В и 12Вpivopoi, 08 Июня 20, 16:56

Я думаю, если установить на входе элемента Пельтье электролитический конденсатор (может даже установить через 2 диода), то как-то вопрос с более плавным нарастанием (спадом) напряжением можно рещить.

surami56, Вот тут у меня полный провал. Ничего не понимаю в электронике(( Пока просто собираю мысли/идеи. А вот реализовывать их... наверно буду искать кого-то, кто сможет помочь.

Ничего не понимаю в электроникеpivopoi, 09 Июня 20, 10:46

Ну смысл такой : Когда включено 5v - конденсатор заряжен и при переходе на 12v ему нужно время, чтобы зарядиться до 12v. При переключении с 12v на 5v, ему также надо время чтобы разрядиться. Т.е. не сразу изменяется напряжение на элементе Пельтье.
Схема выглядит так :

Надо только подобрать емкость конденсатора.

Суть реле, чтоб в зависимости от температуры, реле берёт либо 5В, либо 12В.pivopoi, 08 Июня 20, 16:56

Реле оно и в африке реле - берет на себя то напряжение, которое в паспорте на него указано. А вот контактов у реле требуется два - на один 5 вольт приходит, на другой 12 вольт, и реле от датчика температуры эти контакты перекидывает на питание элемента пельтье. А вообще идея с конденсатором хороша. Надо подумать.
Только вот кажется, одном голым конденсатором проблему не решить - в свое время делал плавный старт болгарки на микросхеме КР1182ПМ1 - она при 5 внешних деталях имеет функцию плавного пуска и фазового регулятора напряжения- но указанные в даташите электролиты нужно менять на керамику-меньше габаритом и надежнее.
Послушать бы тех, кто глубоко понимает в электронике - можно здесь использовать голый электролит или таки надо городить схему.

можно здесь использовать голый электролит или таки надо городить схему.Т-34, 09 Июня 20, 22:03

Я думаю, что можно обойтись и электролитическим конденсатором, но большой емкости.

можно обойтись и электролитическим конденсатором, но большой емкости.surami56, 10 Июня 20, 16:23

Какой именно?

Какой именно?Т-34, 10 Июня 20, 18:07

Метод проб никто не отменял. Надо собрать прототип устройства и с помощью приборов (типа осциллографа) определить необходимое время переключений. Или просто поставить конденсатор наибольшей емкости(в разумных пределах), какую найдете.
Извините, я практик - не теоретик, да и схемы могут быть разные.

Т-34, surami56, Товарищи, а есть понимание, какое простенькое реле с датчиком температуры может здесь быть применено? И желательно - бюджетное))
Может на алиэкспресс что-то есть?

какое простенькое реле с датчиком температуры может здесь быть применено?pivopoi, 11 Июня 20, 09:28

Я бы порекомендовал термостат W1209 [W1209 - дешевый электронный термостат для старт-стопа].
Я даже делал из них (несколько термостатов) автоматику на дистиляцию.
Вот как другие используют W1209 [Автоматизация процессов при помощи термостатов, и не только..]

Я бы порекомендовал термостат W1209surami56, 11 Июня 20, 12:37

Для Пельтье он не пойдет - там как раз реле вкл./выкл., что для Пельтье губительно.
Хотя этот термостат у китайцев прекрасный. Твердотельное Реле срабатывает четко, и ток приличный коммутирует.
Дополню раннее сообщение - при опускании температуры ниже 6/7 цельсиев радиатор холодной стороны покрывается инеем. Это зависит от точки росы в ларе, но примерно вот так. При длительной работе нарастает толстая шапка инея (льда), что не способствует хорошему охлаждению.
Проблему решил установкой маленького вентилятора 40х40 на 12 вольт. Пустил его через гасящее сопротивление 200 ом 2 ватта, напряжение около 4 вольт (ниже 3х не стартует вертолет), Менее 2 ватт резистор заметно греется. Скорость вращения нужна минимальная - только сдувать холодный воздух, чтобы иней не образовывался.

Для Пельтье он не пойдет - там как раз реле вкл./выкл., что для Пельтье губительно.
Т-34, 19 Авг. 20, 01:11

Для этого надо дорабатывать включение - выключение и только. Я рекомендовал попробывать (в этой теме) резистор и конденсатор.