自制小型半导体冰箱

🏠 首页 《无线电》杂志 1989年 🔗 第4期 🔗 第36页 袁旭 🔗

本文介绍一种适合自制的小型电冰箱,其制冷部分是以新型的固体冷源——半导体致冷器,取代了传统的机械压缩式制冷系统。由于制作简便,工艺要求也不高,所以十分便于自制。

原理:半导体致冷器的制冷原理是建立在珀尔帖效应的基础上实现的。即当电流流经两种不同材料的导体形成的接点时,接点处会产生放热和吸热(制冷)现象。放热或吸热依电流方向不同而改变,放热或吸热量的大小则由电流大小来决定。有关半导体致冷器的原理详见本刊以前的介绍文章。

制作:本文介绍的小型冰箱有效容积为10升,所选用的致冷器为WCA03-127型(图1)。该致冷器的外型为40×40×5mm\(^{3}\),它由127对电偶对构成,仅重28克,电压12伏,电流3安,在热端温度27℃、冷端负载为0时,冷、热端间温差≥55℃,(即热端15℃时,冷端可达-40℃)制冷量为29.6大卡外时。电源电压为12伏、电流大于3安,如汽车电瓶或由市电经变压器降压、整流、滤波后供其工作,电源纹波系数应小于10%。

图1
图1 🔍原图 (511×493)

找一容积为10升的箱体为冰箱内胆(长、宽、高可自行选择,只要内容积为10升即可)。内胆的二分之一用金属材料作成,以利于冷量在箱内大面积传导,使其分散均匀。可选用厚0.5~1mm的铜皮、铝皮或铁皮;内胆的另二分之一用无毒塑料板做成(如聚丙烯板)。外箱体可由铁皮作成,其箱体尺寸可依内胆尺寸每边大30mm左右,外箱体后部应留70×70mm的孔,以利安装致冷器,然后将内阻套入,在夹层中填入隔热材料,可选用聚乙稀粉末或包装用过的废泡沫。然后作一个55×55×30mm的金属块(如铁、铝、铜)为储冷器。储冷器的作用是使致冷器产生的冷量更为均匀地传导于内胆。此时可将致冷器冷端安置于储冷器上,再选一块厚1~2mm大小为130×130mm的铜板,用厚0.3~0.5mm的铜皮作成15~20个U型片,按图2焊在铜板上;成为散热器。将作成的散热器紧贴致冷器的散热端固定,为使冷热传导更为良好,在安装前应在所有接触面涂抹导热硅脂,至此,安装可告一段落,如图3所示。为使散热更为良好,还可在靠近散热器处,加装一小型风机。用以上方法制作的小型冰箱,经试验在20℃时,可使箱内温度至零下5℃;当将电源极性反接后,即产生致热效应,此时,箱内温度可达70℃以上。有兴趣的读者还可用2块致冷器制作20升的冰箱或用多块作成更大容积的冰箱,并可设置温控电路,使其更为完善。若将散热方式改为水冷,则制冷效果更佳。用半导体制冷器除可制作小型冰箱外,还可作成家用小型空调器或其它制冷设备。(袁旭)

图2
图2 🔍原图 (617×400)
图3
图3 🔍原图 (647×366)