Термоэлектрические холодильники: принцип работы

Термоэлектрические холодильники: принцип работы

Длительная поездка на авто обязывает брать с собой в дорогу продукты питания. Чтобы не допустить их порчи в жару и оградить себя от неприятных последствий в виде отравлений, нужно поместить все необходимое в автохолодильник. Такая техника классифицируется на три разновидности. Автохолодильники бывают абсорбционными, компрессорными и термоэлектрическими. Последний вариант, как правило, представляет собой холодильник переносного типа. Термоэлектрические холодильники имеют множество преимуществ перед другими моделями. Основное их предназначение – это временное хранение продуктов. Рассмотрим принцип работы таких устройств и наиболее распространенные модели.

Что такое термоэлектрический холодильник?

Автомобильные холодильники бывают трех видов: компрессорные, термоэлектрические и абсорбционные. Каждый вид подходит для определенной ситуации и машины, но термоэлектрические универсальны, чем заслуживают доверие автомобилистов.

Основной принцип работы термоэлектрического холодильника заключается в выкачивании энергии тепла из холодильной камеры, изолированной от внешней среды. Таким образом, осуществляется понижение температуры по эффекту «Пелтье».

В таких аппаратах присутствуют миниатюрные металлические модули, состоящие из кубов. Они соединены между собой электричеством и расположены на одном физическом уровне. Электричество проходит сквозь модули, что вытесняет тепло из одного материала и передает другому.

Электрические модули, находящиеся в твердом состоянии, могут передавать тепло в огромных количествах. Сам принцип заключается в том, что тепло поглощается большой холодной металлической пластиной. Энергия перемещается из материала в стабилизатор, где рассеивается.

Эта конструкция находится под контрольной панелью холодильника, где вентилятор небольших размеров приводит в движение теплый воздух, охлаждая его об пластину. Температура при подогреве составляет от 50 до 70 градусов, а постоянная температура в летнее время около 10 градусов. После отключения холодильника от электросети температура будет поддерживаться еще около 10 часов.

Устройство и принцип действия термоэлектрического автохолодильника

Термоэлектрическое охлаждение построено на принципе выкачивания из изолированной камеры автомобильного холодильника тепловой энергии с целью снижения температуры камеры автохолодильника до более низкого температурного показателя, чем t˚ окружающей среды. В основу данного принципа охлаждения положен т.н. эффект «Пелтье», состоящий в выкачивании тепла из автохолодильника наружу посредством электричества.

Автохолодильник оборудован термоэлектрическими модулями, сконструированными из мельчайших металлических кубиков, которые хранятся вместе и соединяются посредством электричества. При прохождении электрического тока сквозь пересечение кубиков тепло распространяется от одного вида металла к другому. Твердое состояние этих модулей может переносить большие объемы тепла при условии, что подсоединенное к теплопоглощению средство размещено с одной стороны, а средство, растрачивающее тепло – с другой стороны. Холодная пластина больших размеров, выполненная из алюминиевого сплава, является стабилизатором поглощенного тепла из содержимого (напитков или продуктов питания), в то время как термоэлектрические модули способствуют его перемещению в стабилизатор, рассеивающий тепло. Вентилятор небольшого размера помогает рассеиванию тепла из автохолодильника по воздуху.

Термоэлектрический холодильник

Появление новых видов уже хорошо известных бытовых приборов всегда связано с обеспечением более высокого уровня комфорта человека и направленно всегда на удовлетворение его потребностей. Именно с этой целью на мировом рынке появились переносные холодильники с термоэлектрическим охлаждением, которые способны обеспечить охлажденными продуктами и напитками вне дома: в поездке или на пикнике.

Как работает термоэлектрический холодильник?

Принцип работы любого термоэлектрического холодильника основывается на использовании Эффекта Пельтье. Он заключается в том, что при прохождении постоянного тока через термобатарею, которая состоит из двух разнородных проводников (соединенных последовательно), в месте их соединения тепло выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока), т.е. происходит перенос тепла так, что одна часть этой батареи охлаждается, а вторая – нагревается.

Для использования этого эффекта первая (холодная) часть термобатареи помещается в среду, которую надо охладить, а вторую (горячую) – в окружающую.

Устройство холодильника с термоэлектрическим охлаждением:

  1. Вентилятор — для отвода тепла.
  2. Радиатор — ребристая алюминиевая пластина для отдачи тепла.
  3. Дистансер — для передачи холода внутрь холодильника.
  4. Блок питания — для изменения переменного напряжения на постоянное.
  5. Переключатель режимов работы блока питания — 2 режима: от 0 до 5°С и от 8 до 12°С. 6. Корпус с крышкой.

Все элементы крепятся к задней панели корпуса или располагаются в крышке холодильника

Виды термоэлектрических холодильников

Существует две разновидности переносных термоэлектрических холодильников:

  • для автомобилей;
  • в виде сумки.

Автомобильный термоэлектрический холодильник

Используется в легковых и грузовых машинах, чтобы охлаждать (или подогревать) и хранить пищевые продукты и напитки во время движения автомобиля или на стоянках для отдыха. Такой холодильник устанавливают в кабине автомобиля и, иногда даже, он может выполнять роль подлокотника.

Выпускают холодильники двух модификаций: работающие от сети на12 В и 24 В, а, используя зарядно-выпрямительное устройство, его можно подключить к сети на 220 В или 127 В. Время работы неограниченно, но, естественно, при наличии источника постоянного тока. Наружный корпус такого холодильника покрыт черной искусственной кожей поверх листовой стали, а внутренний корпус — из пищевого алюминия. Теплоизоляция осуществляется за счет формованного пенополистирола. Выпускается разных форм:

  • короб, встраиваемый в специальную нишу;
  • маленький шкафчик или тумбочка;
  • мини-холодильник (для банки с напитком).

Термоэлектрическая сумка-холодильник

Очень удобный вариант переносного холодильника, позволяющий в жару наслаждаться охлажденными напитками и продуктами. Для достижения максимального эффекта в такой переносной термоэлектрический холодильник лучше все класть уже охлажденными в бытовом холодильнике, также можно положить вовнутрь аккумуляторы холода, мешочки со льдом или охлажденные пластины. Если надо этот прибор может работать и как термос, для сохранения температуры продуктов.

В отличие от автомобильного, сумка-холодильник не предназначена для подогревания продуктов.

В комплект к сумке дополнительно идут:

  • длинный шнур, чтобы располагать холодильник в багажнике;
  • две крышки: одна со шнурами и переключателем, другая – с ручкой (для переноски.

Преимущества термоэлектрического холодильника

  • бесшумность;
  • надёжность и долговечность;
  • небольшие размеры;
  • отсутствие движущихся, трущихся частей и сложных соединительных труб;
  • возможность точного регулирования температуры;
  • отсутствие потребности в жидких или газовых охладителях.

Но, несмотря на вышеперечисленные достоинства и мобильность термоэлектрических холодильников, они не пользуются большой популярностью из-за своей дороговизны.

Преимущества и недостатки шкафов для вина

  • Компрессорные винные шкафы

Эта холодильная техника более надежна и долговечна в эксплуатации, лучше охлаждают вино, может встраиваться в кухонную мебель. В тоже время мощный компрессор такого холодильника создает минимальную вибрацию и рабочий шум, требует усиленной термоизоляции, и имеют более высокую стоимость.

  • Термоэлектрический винный холодильник

Это оборудование более компактно, не имеет компрессора (вместо него – элемент Пельтье), что исключает любые механические вибрации, и меньшую стоимость. Однако вентилятор создает постоянный минимальный рабочий шум, их следует устанавливать только в помещениях, где разница внутренней и внешней температур не превышает 15С, они не так надежны и долговечны, а также не могут быть встроены в мебель.

Популярные модели

Когда многие задаются вопросом, что это такое, что за термоэлектрическая сумка-холодильник? Выясняется, что и среди этого типа существуют популярные модели, выигрывающие благодаря своим преимуществам.

  • Люди, которые сталкивались с необходимостью такой покупки, сразу ассоциируют название Mobicool с автохолодом. Автохолодильники этой марки славятся своей демократичной ценой. Термоэлектрический холодильник Mobicool представлен в различных дизайнерских вариантах, среди которых можно выбрать его в виде сумки или контейнера. Кроме того, они отличаются своей компактностью, простотой в использовании.
Читайте также  Как найти дырку в бассейне

  • Портативное устройство, предназначенное для охлаждения и сохранения температуры продуктов, может их и подогрет. Некоторые модели Waeco оснащены дополнительной функцией памяти, имеют складные ручки, встроенные блоки управления и предохранитель в случае разрядки устройства.

Как работает холодильник без компрессора

К холодильникам, работающим без применения компрессоров, относятся агрегаты абсорбционного и термоэлектрического типов. Их действие основано на использовании принципиально отличающихся способов: с помощью хладагента или элементов Пельтье.

Принцип действия абсорбционной охлаждающей установки

Охлаждающий эффект достигается с помощью постоянной циркуляции хладагента – раствора аммиака. При этом вещество поочередно подвергается нагреву и охлаждению. Холодный состав поступает в систему испарителя холодильной камеры, охлаждает ее, испаряется. Его пары поглощаются водой (абсорбируются) и снова отправляются к трубопроводу испарителя. Абсорбер всасывает раствор, а термический насос – создает давление в системе.

Установка состоит из:

  • теплообменника, охлаждающего раствор;
  • испарителя для аммиака;
  • емкости, вмещающей хладагент;
  • дефлегматора, собирающего абсорбированную смесь.

Принцип работы автохолодильника без компрессора абсорбционного типа основан на охлаждении, происходящем в момент поглощения аммиака водой. Его использование позволяет изготовителям выпускать модели, поддерживающие температурный режим от -5°С до +3°С, работающие от электричества, сжиженного газа, без вибрации, шума, экономно.

Как работают термоэлектрические холодильники

Работа холодильных установок этого типа основана на эффекте Пельтье. Постоянный ток подается на батарею, составленную из двух проводников, соединенных последовательно. При подаче тока на стыке элементов выделяется, поглощается и переводится тепло. При этом одна часть батареи нагревается, другая охлаждается.

Пластины, которые охлаждаются, размещают внутри холодильной камеры. Нагревающиеся элементы монтируют снаружи корпуса. Для стабильной работы устройство оснащается вентиляторами, охлаждающими нагревающуюся часть батареи. Возможна установка дополнительного вентилятора. Он монтируется возле охлажденных пластин, способствует циркуляции холодного воздуха внутри герметичной камеры.

Принцип работы термоэлектрического автохолодильника позволяет выпускать модели:

  • компактные;
  • бесшумные;
  • надежные;
  • долговечные;
  • без хладагентов, изнашиваемых деталей;
  • с питанием от сети 12В.

Термоэлектрические холодильники не боятся тряски, ухабов, крена. Работают как охлаждающая и нагревающая техника. Могут устанавливаться горизонтально или вертикально. Однако не дают сильного охлаждения, зависят от температуры за бортом (до 25°С разницы), имеют ограничения по объему камеры.

Как выбрать

При подборе подходящего холодильника необходимо ориентироваться на следующие параметры:

  • Потребляемая мощность. Чем выше этот показатель, тем быстрее генерируется нужная температура в устройстве. В среднем мощность автохолодильников составляет 45-50 Вт, а в некоторых моделях может доходить до 100 Вт.
  • Температурный режим. Если вам важно, чтобы продукты охлаждались быстро, стоит выбирать компрессорные модели. Абсорбционные и термоэлектрические холодильники охлаждают продукты медленнее.
  • Заморозка продуктов. Самый надежный вариант — приобрести компрессорный холодильник. Некоторые модели замораживают до -18ºС.
  • Цена. Бюджетные модели можно приобрести по цене до 3 тысяч рублей. На холодильники среднего ценового сегмента потребуется от 3 до 5 тысяч рублей. За эту цену можно найти устройства объемом до 30 литров. Самые надежные модели стоимостью от 5 тысяч рублей отличаются надежностью и большим объемом холодильного отсека.
  • Бренд. В число лучших производителей автохолодильников входят такие компании, как Camping, Alpicool, AVS, Mobicool, Tesler, Dometic.
  • Внутренний объем холодильника. Для пикников и коротких выездов подойдут небольшие переносные устройства объемом до 32 литров. А для рыбалки, похода или долгого путешествия лучше взять холодильник побольше. Возможно стоит взять встраиваемую стационарную модель, если нет необходимости постоянно переносить устройство.
  • Тип оборудования. Если вы не хотите беспокоиться о положении холодильника в пространстве, обратите внимание на термоэлектрические модели, которые можно уложить на бок. Ни абсорбционные, ни компрессорные модели нельзя наклонять или подвергать сильной встряске.
  • Размеры устройства. Для персональных легковых автомобилей достаточно небольших моделей. Владельцам автодомов или автобусов подойдут крупногабаритные встраиваемые холодильники.

Достоинства и недостатки автомобильных холодильных устройств

К преимуществам абсорбционных холодильников относятся:

  • отсутствие движущихся частей, поэтому данный тип отличается своей надежностью и долговечностью работы;
  • нет механических деталей, из этого вытекает бесшумность работы и отсутствие вибрации;
  • широкий ассортимент выбора холодильных камер вместимостью от 20 до 150 литров;
  • экономия в работе, значительное время — до 12 часов сохраняют температуру;

К недостаткам можно отнести:

  • большой вес;
  • возможность работы только в вертикальном положении, в противном случае нарушится циркуляция холодильного агента, и холодильник перестанет работать.

К достоинствам термоэлектрических аппаратов относится:

  • возможность работы, как «сплит-система» в 2-х режимах — нагрев — охлажение;
  • возможность работы, как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях;
  • надежность работы и высокий парковый ресурс изделия;
  • компактность изделия в сравнении с другими сородичами, работающими по иному холодильному циклу.

К минусам относится следующее:

  • чрезвычайно медленный набор температуры;
  • высокий уровень потребления питания электричества, поэтому желательно использовать при заведенном автомобиле;
  • небольшое время содержания холода — не более 3-х часов.