Термоэлектрические холодильники: принцип работы

Преимущества автохолодильников

Большим преимуществом термоэлектрических холодильников является низкий уровень шума при работе. Это связано с отсутствием подвижных и трясущихся элементов. Из-за этой особенности они используются не только в автомобилях. Иногда их установка подходит для квартир, загородных домов, больничных палат.

Термоэлектрические варианты потребляют значительно меньше электроэнергии, чем компрессоры и абсорбционные установки. Кроме того, они редко ломаются и чрезвычайно надежны, а это значит, что вы можете избежать дополнительных счетов за ремонт. Термоэлектрические холодильники не боятся тряски и вибраций, поэтому их часто используют в автомобилях.

Принцип работы

Эти устройства работают, извлекая тепловую энергию из холодильной камеры, которая изолирована от внешней среды, чтобы снизить температуру внутри холодильной камеры. Процесс основан на эффекте Пельтье (отвод тепла от охлаждающих устройств с помощью электричества). Этот эффект назван в честь французского ученого, открывшего его в 19 веке. В устройстве этого типа предусмотрены модули, состоящие из крошечных металлических кубиков. Последние связаны между собой электричеством и хранятся вместе на физическом уровне.

В тот момент, когда через куб проходит электрический ток, тепло передается от исходного материала к новому материалу. Твердое состояние термоэлектрических модулей устройства способно передавать большое количество тепла.

Плюсы термоэлектрических холодильников

Термоэлектрические холодильники отличаются самым низким уровнем шума при работе, так как в них нет движущихся или качающихся частей. Именно поэтому их с успехом используют в больничных палатах или размещают в спальнях, когда нет свободного места в коридорах или кухнях. Эти холодильники потребляют гораздо меньше энергии на литр холодильного объема, чем компрессорные или абсорбционные холодильники.

Кроме того, этот тип холодильника редко нуждается в обслуживании, потому что он очень надежен. Термоэлектрические холодильники часто используются в качестве автомобильных холодильников, так как они не боятся вибрации и тряски и могут эксплуатироваться в обычном положении и вверх дном.

Продукты охладит прикуриватель

Все автомобильные холодильники, независимо от их принципа охлаждения, работают от прикуривателя на 12 В постоянного тока. Некоторые модели могут работать как от прикуривателя, так и от обычной сети 220 В – это в большинстве своем компрессионно-абсорбционные модели и стоят они дорого.

Если вы хотите, чтобы простой небольшой автоматический холодильник работал от сети, вам следует отдельно приобрести выпрямитель (преобразователь, превращающий переменный ток в постоянный), через который можно подключить прибор к розетке. При выборе автомобильного холодильника обязательно обратите внимание на то, есть ли в модели предохранитель зарядки аккумулятора: холодильник не должен «поломать». Длина провода должна быть подходящей: выберите место установки холодильника в автомобиле и прикиньте длину шнура питания.

Холодильник ХАТЭ-12М

холодильник состоит из корпуса 1 (фиг.3а), крышки 2 и соединительного провода 10. Для соединения холодильника с автомобильным блоком питания каждой марки используется переходное устройство, которое вставляется в вилку линия связи. Вентилятор и охлаждающее устройство 6 размещены в крышке, состоят из радиатора 7 и холодного радиатора 9. Вентилятор состоит из двигателя 5 с рабочими колесами 3 и 8, закрепленными на конце его вала.

Метр. 3. Холодильник ХАТЭ-12М:

а — общий вид: 1 — основной корпус: 2 — крышка; 3, 8 — рабочее колесо; 4 — резистор; 5 — электродвигатель; 6 — устройство теплового охлаждения; 7 — радиатор; 9 — холодный радиатор; 10 — соединительная магистраль; 11 — выключатель

б—схема: М—двигатель: S—переключатель, R—сопротивление, G—мощность

С помощью переключателя 11, расположенного на крышке холодильника, можно переключаться из одного режима в другой: один при подаче питания через резистор 4, а другой при непосредственном подключении термоблока к источнику питания.

Термоэлектрическая батарея, подключенная к источнику постоянного тока 12 В, создает перепад температур между рабочими поверхностями. Крыльчатка 3 (при работающем двигателе) охлаждает радиатор, а крыльчатка 8 перемешивает воздух в холодильнике.

схема холодильника показана на рис. 3, б. Холодильник комплектуется двумя загрузочными отсеками, двумя ключами и переходным устройством.

Устройство и принцип действия термоэлектрического автохолодильника

термоэлектрическое охлаждение основано на принципе извлечения тепловой энергии из изолированного отсека автомобильного холодильника с целью снижения температуры холодильного отделения автомобиля ниже температуры окружающей среды t˚. Этот принцип охлаждения основан на т.н. Эффект Пельтье — отвод тепла от автомобильного холодильника электричеством.

Автоматический холодильник оснащен термоэлектрическими модулями, состоящими из крошечных металлических кубиков, которые хранятся вместе и соединяются электричеством. Когда электричество проходит через точки пересечения кубов, тепло переходит от одного металла к другому. Твердое состояние этих модулей может передавать много тепла при условии, что устройство, подключенное к радиатору, расположено с одной стороны, а устройство, отводящее тепло, — с другой стороны. Большая охлаждающая плита из алюминиевого сплава выступает в качестве стабилизатора тепла, поглощаемого содержимым (напитком или едой), а термоэлектрический модуль облегчает его передачу на стабилизатор отвода тепла. Небольшой вентилятор помогает рассеивать тепло от кулера через воздух.

Советы по эксплуатации

Эффективность такого охлаждения составляет всего 16-17%, поэтому термоэлектрический холодильник очень медленно охлаждает свое содержимое. Можно даже сказать, что основная задача прибора — сохранить еду холодной, а не охладить ее, только вот, в отличие от изотермических контейнеров, время хранения не ограничено, так как прибор «подпитывается» энергией.

Перед использованием термоэлектрического холодильника не только охладите все напитки и продукты, но и дайте время остыть пустой морозильной камере. Многие модели этих приборов могут работать в двух режимах – нагрев и охлаждение. Возможность работы в режиме обогрева является основным преимуществом термоэлектрических холодильников перед компрессорными и абсорбционными холодильниками.

Знание того, как работают холодильники, позволяет вам самостоятельно выбрать нужную модель с нужными характеристиками, не беспокоясь о том, что вы сделаете неправильный выбор.

Читайте также: Как сделать тепловой насос своими руками из холодильника

Компрессорный, термоэлектрический или абсорбционный — какой выбрать?

Компрессорные

По сути, это маленькие копии обычных бытовых холодильников. В этих моделях охлаждение происходит за счет работы мотора-компрессора, конденсатора и испарителя, в которых используется хладагент – разновидность фреона.

Плюсы компрессорных автохолодильников

• Этот холодильник может не только охлаждать, но и замораживать
• Быстрая установка рабочей температуры
• Возможность регулировки температуры (не все модели)
• Большой объем — до 110-120 литров (есть и в маленьких 11 литровых моделях)
• Неприхотлив к температуре наружного воздуха: Гарантированно замерзает при любых колебаниях температуры в пределах климатического рейтинга холодильника.
• Часто они могут работать через Интернет
• Длительное охлаждение при выключенном питании: до 12-14 часов
• Могут быть вертикальными (шкафы) и горизонтальными (ящики).

Минусы компрессорных автохолодильников

• шум
• высокая цена
• тяжелый

Достоинства и недостатки термоэлектрических автохолодильников

Преимущества термоэлектрических автоматических холодильников:

• Нечувствительность к ударам и тряске;
• бесшумная работа;
• компактный;
• Возможность разогрева пищи (следует отметить, что эта функция есть только в дорогих моделях).

Недостатки включают:

• высокое энергопотребление;
• Медленный нагрев или охлаждение;
• Вместимость относительно небольшая (объем не превышает 50 литров).

Термоэлектрические

Электричество проходит через встроенные в стенки холодильника термоэлектрические панели, нагревая снаружи и охлаждая внутри. Интересно, что такой холодильник может еще и.. подогреть обед: стоит только поменять полярность, и внутренние стенки нагреются сильнее, а наружные остынут.

Плюсы термоэлектрических автохолодильников

• абсолютно тихий
• низкая цена
• можно использовать для разогрева пищи
• Экологически чистый (без хладагента).

Минусы термоэлектрических автохолодильников

• малый объем (15–30 л)
• Температура в боксе зависит от изменения температуры окружающей среды
• Менее эффективное охлаждение по сравнению с другими типами автомобильных холодильников
• Короткое время охлаждения (1-3 часа).

Абсорбционные (газовые)

Этот тип автомобильного холодильника подходит для больших автомобильных поездок, кемпинга, стоянки в «диких» местах, а не для тех, кому просто необходимо перевезти определенное количество продуктов из точки А в точку Б. Абсорбционные холодильники могут работать от прикуривателя, от источника питания и сжиженного газа (баллоны, картриджи) очень удобны, дешевы и безопасны для автомобильных аккумуляторов в дальних поездках. 6-литровый газовый баллон может в среднем удовлетворить автомобильный холодильник емкостью около 60 литров и небольшую морозильную камеру емкостью 5-6 литров для непрерывной работы в течение недели.

Вообще говоря, температура внутри абсорбционного холодильника может быть примерно на 30 градусов ниже температуры окружающей среды, а разница температур между холодильником и морозильной камерой составляет около 12 градусов. Аммиак выступает в роли хладагента, циркуляция которого обеспечивается за счет отопления – газа или электричества.

Плюсы абсорбционных автохолодильников

• Природный газ можно использовать там, где нет электричества
• тихая работа
• Доступны модели большой емкости и/или холодильника
• Возможность регулирования температуры.

Минусы абсорбционных автохолодильников

• высокая цена
• Множество дробящих элементов: котел, струйный насос
• В зависимости от погодных условий».

Альтернатива: сумка-холодильник или терморюкзак

Благодаря хорошей изоляции, сумка-холодильник работает как холодильное хранилище или как термоэлектрический холодильник. Есть модели, называемые автохолодильниками: они крепятся на сиденье.

Автомобильный вариант

Дальние поездки могут быть комфортными, если вы знаете, что холодные напитки и свежие продукты не будут проблемой. Для такой цели стоит купить в машину холодильник. Автомобили выпускают три типа термоэлектрических моделей:

• Мини-холодильник, вмещающий всего несколько банок напитков.
• Небольшой шкаф или шкаф. Размеры позволяют установить их в любом свободном месте автомобиля.
• Коробка встроена в специальную нишу.

Такие изделия работают от сети 12 и 14 В, но можно подключить холодильник и к сети 220 и 127 В, если использовать зарядное устройство и выпрямитель. Внешний материал фюзеляжа — черная искусственная кожа, а днище — стальной лист. Изнутри — пищевой алюминий, а теплоизоляция происходит за счет формованного пенополистирола.

Переносная сумка-холодильник

Самый удобный девайс для выезда на природу. Ручка и корпус повторяют знакомую форму сумки. Совет: рекомендуется хранить охлажденные продукты в домашнем холодильнике, чтобы они оставались свежими. Кроме того, вы можете положить холодильные камеры или специальные пакеты со льдом. Если вы хотите, чтобы заранее приготовленные блюда оставались теплыми, термокарман может работать в режиме поддержания тепла. У холодильника всегда две крышки, одна с ручкой, чтобы холодильник было удобно брать куда угодно, а вторая с различными проводами и выключателями. Для удобного размещения термохолодильника в багажнике предусмотрен длинный тонкий шнур.

Достоинства

Одним из первых и основных отличий этого типа холодильника является его тихая работа. Он не двигается и не шатается, как стационарные холодильники в каждом из наших домов. Поэтому термостатические холодильники используются в больничных палатах для больных. Вы можете установить их в комнатах своей квартиры, если у вас мало места на кухне. Эксплуатационный бюджет – не менее важный критерий выбора холодильника. Эта модель потребляет значительно меньше электроэнергии на литр охлаждаемого объема, чем абсорбционные и компрессорные типы.

Производитель гарантирует надежность и долгий срок службы. Этот тип холодильника требует небольшого ремонта. О достоинстве небольшого размера уже упоминалось выше. Надо понимать, что скрученные банки на зиму для такого холодильника явно не подходят. Еще одна причина купить термостатический холодильник в свой автомобиль заключается в том, что он идеально сконструирован, чтобы выдерживать тряску и вибрацию, переворачиваться и работать в таком состоянии.

Внутренности холодильника не забиты сложными соединительными патрубками, что предотвращает трение и смещение частей конструкции, что может привести к выходу из строя. Сложная температурная модель позволяет регулировать температуру с определенной степенью точности. Газовый или жидкий хладагент не требуется.

В вопросе цены сейчас сложно разобраться, потому что несколько лет назад термоэлектрические холодильники стоили больших денег, что сопоставимо с бытовыми холодильниками, сейчас это зависит от многих факторов, таких как производители, бренды, материалы и оборудование.

Что выбрать?

Поскольку термоэлектрические холодильники крайне малоэффективны (всего около 16%), их основной задачей по-прежнему является сохранение продуктов холодными, поэтому, принося продукты из дома на пикник, лучше всего некоторое время подержать их в домашнем холодильнике. Если вы используете холодильник для охлаждения, а не для обогрева, стоит дать остыть пустому внутреннему пространству перед его использованием. В автомобиле можно установить холодильник за водительским сиденьем благодаря длинному проводу. На момент продажи, помимо охлаждающего оборудования, продаются и специальные, так называемые, аккумуляторы холода. Они помогают сохранять продукты прохладными в холодильнике.

На основе отзывов покупателей

Главная ошибка всех желающих купить портативный холодильник заключается в том, что они не понимают, как он работает, и поэтому разочаровываются после его покупки. Термостатические холодильники не заменят бытовые холодильники. Он служит немного другой цели. Просто имейте в виду, что прибор с меньшей вероятностью превратит горячую пищу в холодную. Как показывает практика, охлаждение происходит при разнице температур в 15 градусов от температуры окружающей среды. Этот процесс занимает примерно 20 минут.

Среди достоинств, выделенных пользователями, — хорошая вместительность (хотя это зависит от выбранной модели и размера изделия, которое вы хотите разместить); возможность работы через прикуриватель в автомобиле и бытовую розетку; нагрев функциональность, компактность, длительное время Возможность охлаждения продуктов. Недостатков немного: большой вес, высокая цена (опять же, это зависит от выбранной модели, но в целом современные производители предлагают широкий ассортимент продукции).

В общем, будь то на море, на озере или в сельской местности, термоэлектрический холодильник — незаменимый помощник для самостоятельного досуга. Прохладная вода или сок на пляже в течение дня, легко подключить к машине, замороженное мясо хранится около 3 дней в морозильной камере и еще не растаяло при подключении к электрической розетке дома. Продукты, приготовленные свежими дома в дороге, можно сохранять теплыми по мере необходимости, или, чтобы дольше сохранить их свежими, поместите их в термохолодильник при комфортной температуре.

Температурный режим

Принцип работы термоэлектрического холодильника основан на том, что большая холодная плита поглощает тепло от помещенных в нее продуктов. Термоэлектрический модуль перемещает его в термостабилизатор. Этот компонент холодильника находится под панелью управления. В этой области небольшой вентилятор рассеивает тепло от охлаждающего устройства через воздух.

Постоянное колебание температуры холодильника в жаркую погоду находится в пределах 10 ℃. При нагревании температура повышается до +54-70°С. После отключения питания температура внутри бокса может оставаться неизменной в течение 8-10 часов.

Советы по использованию

Эта эффективность охлаждения составляет 16-17%, поэтому термоэлектрический холодильник не может охлаждать помещенные в него продукты в быстром режиме. Основная функция этого типа приборов — сохранять продукты холодными, а не помогать им остывать. Если сравнивать их с изотермическими емкостями, то время хранения продукта в них не ограничено, так как питание оборудования осуществляется непрерывно.

Перед началом эксплуатации термоэлектрического холодильника необходимо предварительно охладить все предметы, которые будут в нем храниться. Также необходимо дать остыть пустой камере. Некоторые модели автоматических холодильников имеют два режима работы. Они могут подогревать и охлаждать пищу. Благодаря функции обогрева этот холодильник занимает лидирующие позиции среди компрессорных и абсорбционных холодильников. Если вы знакомы с конструкцией термоэлектрических холодильников, то сможете подобрать наиболее подходящую модель с определенным набором технических параметров.

Выбирая автомобильный холодильник, необходимо определить его местонахождение в автомобиле еще до совершения покупки. Держите устройство в автомобиле подальше от прямых солнечных лучей. Поскольку термоэлектрические холодильники медленно нагреваются, их следует включать перед поездкой. Можно пойти другим путем — использовать аккумулятор холода для охлаждения камеры. Для этого запрещено использование льда, так как талая вода может разъесть металлические элементы автомобильного холодильника.

Как выбирать

Как правило, домашние и автомобильные термоэлектрические холодильники не могут похвастаться большой вместимостью. Имеют объем 0,5-50 литров. Бюджетные модели способны работать в режиме охлаждения и только от бортовой сети. В дорогих устройствах есть подогрев и возможность подключения к домашней сети.

При выборе термоэлектрического холодильника важно определить следующие параметры:

• объем. Автомобильный холодильник емкостью до 5 литров идеально подойдет автомобилистам, путешествующим в одиночку. Это устройство может вместить небольшое количество продуктов и бутылок с напитками. Если вы планируете путешествовать всей семьей или большой компанией, то рекомендуется выбирать термоэлектрический холодильник емкостью 30-40 литров.
• время в пути. Если агрегат необходим для загородной поездки или экскурсии, лучшим решением будет приобретение термосумки или контейнера.
• диапазон температур. Если холодильник будет эксплуатироваться в жарких условиях с большими колебаниями температуры, может потребоваться морозильная камера.