Тепловой расчет камеры холодильника на элементе Пельтье

Вопросы разработки холодильников на модулях Пельтье
Эдуард
Администратор
Сообщения: 398
Зарегистрирован: 30 окт 2016, 20:53

Тепловой расчет камеры холодильника на элементе Пельтье

Сообщение Эдуард » 02 ноя 2016, 22:01

Мне часто задают вопросы, связанные с конструкцией камеры холодильника Пельтье.
    Из какого материала сделать камеру?
    Какая нужна толщина стенок?
    Сколько элементов Пельтье необходимо использовать?
Вот пример вопросов Алексея, взятый из комментариев к статье о холодильнике для вина.
Сам занимаюсь сыроделием, и после варки сыр нужно дозревать. Конструирую холодильник для этой цели.
Помогите разобраться с задачей: есть емкость 70литров (30*30*80). Поставил 1 элемент Пельте с радиаторами + вентилятор (от компьютеров). Нужно получить температуру внутри 10-14гр.
Достаточно 1 элемента? Или же нужно поставить 2шт рядом? Или же поставить 2шт один над другим?
Вот фотографии конструкции.

Общий вид.jpg

Охлаждение.jpg

Отвод тепла.jpg

Кулеры.jpg


Я программист-электронщик и у меня нет опыта расчетов подобного рода. Я делал прикидочные вычисления исходя из законов физики школьного курса. Возможно, я ошибаюсь, но толщину стенок своей конструкции я рассчитывал так.

Задача корпуса камеры снизить передачу тепла за счет низкой теплопроводности стенок корпуса. Теплопроводность это процесс передачи тепла. Чем она ниже, тем меньшая тепловая мощность необходима для охлаждения до нужной температуры.

Коэффициент теплопроводности материала величина, равная количеству теплоты, проходящему в единицу времени через слой материала единичной толщины при разности температур поверхностей слоя в 1 °C, и для площади поверхности слоя равной единице.

Для выбранного мною материала – пенополистирола, теплопроводность равна 0,037 Вт/м °C.
Это значит, что для того, чтобы у куба из пенополистирола с ребром 1 м, создать разность температур на противоположных поверхностях равную 1 °C, надо обеспечить тепловую мощность равную 0,037 Вт.

Я решил, что тепло равномерно выводится через всю поверхность камеры холодильника, и вывел следующую формулу:
P = Kt * ∆T * S / ∆L
    P - тепловая мощность охладителя;
    Kt - коэффициент теплопроводности Вт/м C° ( 0,037 для пенополистирола);
    ∆T – разность температур;
    S - площадь поверхности ;
    ∆L – толщина.
Для моего варианта – примерно куба из пенополистирола длиной ребра 400 мм, толщиной 50 мм, разность температур 5 C° получаем:
P = 0.037 * 5 * 0.96 / 0.05 = 3,6 Вт
Т.е. по моим расчетам для того, чтобы обеспечить понижение температуры на 5 C° относительно окружающей среды, необходима тепловая мощность 3,6 Вт.

Я понимаю, что на конечный результат влияет еще много факторов, но именно с этого надо начинать прикидочные расчеты конструкции.
В комментариях на сайте мою конструкцию холодильника подвергли суровой критике, и я прошу высказаться, прежде всего, по вопросу прикидочного расчета теплоизоляции корпуса. Все-таки я считаю, что с этого расчета надо начинать конструировать холодильник.
Что касается конструкции Алексея, то расчеты по вышеописанному принципу дадут ужасные результаты. Я думаю, бесполезно делать эксперименты с охлаждением такой камеры.
Просьба обсуждение остальных вопросов разработки холодильника открывать в новых темах.


Вернуться в «Холодильник на элементе Пельтье»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей