上位に戻る

初版2020/11/1

残念ながら、中空ポリカ板を使った真空断熱材は、うまくいかず失敗に終わりました。できるだけ熱を逃がさずに、電池で駆動できる冷蔵庫を作って見たかったのですが真空断熱材が失敗に終わったので、建材で、一番熱伝導率の低い断熱材を使って作ってみることにしました。

1. どんな感じで出来上がったか
   電池駆動を考慮して、まあペットボトル１本入ればいいかの大きさで作成しました。断熱材の厚みが、3cmあるので、中身のわりに入れ物が大きいです
   扉を開けると、扉にくっついてペットボトルが傾いて出てくるようにしたかったのですが、高さが短すぎてあたってしまいできませんでした
   今回、冷　温　を切り替えできるようにしました　外気温との温度差は、冷蔵で30℃以上はいけそうですが、すでに季節が冬に差し掛かりテストできていません
   室温20℃で、-8.9℃までテストしましたがあまり冷やすと壊れそうなので、これ以上は冷やしていません
   温めるほうは、冷却ファン（温暖ファン？）を回さずともどんどん温度が上がります。
   
   
   
   
2. どんな回路にする
   
   
   
   当初は、ファン無しで自然放熱でできないものかと試してみましたがダメでした。
   放熱用の外部フィンが温度が高いと、素子の温度が高くなり外部との温度差が出なくなりました
   内部ファンも環境が劣悪なので、やめたかったのですが。
   放熱パネルが、ペットボトルにくっついているので熱が伝わってくれるだろうと思ってましたが、これがなかなか熱が伝わりません
   諦めて、内部ファンと、放熱パネルに小さいフィンを増設しました
   
   
   で、回路ですが5V入力で、入力系統を２系統に分けています。スマホの充電バッテリーは、USB給電のため、１回路からとれる電流は制限があります
   30000mmAhぐらいの大容量を買おうと思っていますがまだ購入していないので、未テストです
   
   １枚目のペルチェ素子に5Vを印加　２枚目に3.3Vを印加したいので、ダウンコンバータを購入　サーモスタットと、ファンが12Vのため、アップコンバータを購入しました
   
   冷温切り替えは、当初サーモスタットのリレーをA接点から、B接点もとれる　C型に取り換えてスイッチで一括で、切り替えようかと思ったのですが、まあ年２回ぐらい
   の切り替えなので、サーモスタットの設定で切り替えることにしました。
   
   ファンは、静音ファンを新規に購入したので、ほぼ回転しているのが判りませんので、スイッチでの手動切り替えにしています
   
   上限温度に達した場合は、１枚目のペルチェ素子の電源を切るようにして２枚目は通電したままにしています　ペルチェ素子の電源が切れると、、外部フィンと
   内部フィンは、超熱伝導率がいいため、あっとゆうまに温度が変化してしょっちゅうリレーが動作します　このため、2枚目を通電したままにしています
   但し、温めの場合　3Vの１枚だけでも中のペットボトルの温度が上昇してしまうと、どんどん庫内の温度が上がってしまいました。このため、今は２Ｖで動作させて
   います。電圧調整用の穴を開けてますので、夏場になれば、3.3vに戻します
   
3. 使った部材
   
   ■　断熱材
   　　これが一番悩みました。スタイロフォームの高性能タイプは、ホームセンターには売っていなく、取り寄せは可能でしたが送料に、6000円加算　しかも　１枚が畳１畳分の大きさがあります。ネットでも売っていますが、やはり１万円近くかかります。前回買った発泡スチロール板も大量に余りましたが、よめはんが、溺愛している猫達の冬用の暖房材として活用することで、収まりましたが　またもや　こんなの大量に余らした時には・・・・。
   　　で探してたら、模型用の台材として切り売りされている高性能断熱材を発見しました　やったぜ！！
   ミラフォームラムダ　熱伝導率　0.022W/m・K
   
   
   
   
   
   
   
   ■箱材
   　　中空のポリカ版　4mm厚　ホームセンターで、買いました。大量にあまったので、ネコ部屋の窓の断熱材にしました
   　
   
   ■内張り
   　100均で、PP板を買いました。ポリプロピレンなので、耐熱温度も高く、膨張率もそれほど大きくないと踏んでいましたが、60℃くらいになると、撓んで剥がれたので、
   扉面は、２枚に分けて張り、膨張できる隙間を開けました
   　
   
   ■扉止め磁石
   　蓋を閉めるのに、これも百均で、マグネットシートを買いました。4mmくらいの間隔で、S極　N極が交互に並んでいます。両方マグネットシートを張るので、極性が合うようにカットしました。これが結構強力にくっつき、ちょっと強力すぎて蓋を開けるのが固いです
   　
   
   ■外張り
   　百均で、食器棚シートを買いました
   　
   
   
   ■ペルチェ素子と、サーモスタットは、前回買ったものと同じものを購入しました
   
   ■アルミフォイルもバーベキュー用の厚手が余っているものを使用しました
   
   ■アップコンバータ
   　最大2A まあ　あんまり12Vは消費電力食わないので
   　
   
   ■ダウンコンバータ
   　多分出力は、1.5Aくらいは流れます　以下の製品　最大3A
   　
   
   ■5V電源
   　ACアダプタでも良かったのですが、結構高い1000円以上はするので、普通のスイッチング電源を買って、100均の筆箱ケースに入れました
   　これで6Aの容量があります
   　
   
   
   ■ヒートシンク間延長アルミブロック
   　断熱材の厚みがあるので、ヒートシンク間を接続するのに購入しました　22mm厚を２個
   　コウイチロウというショップです
   　
   
   
   
   
   ■温度ヒューズ
   　今回は、温めるほうも動作させますが、ミラフォームは、上限温度が70℃です　なんらかの事情で温度が上がり過ぎて　煙モクモクとかはシャレにならないので温度ヒューズをつけることにしました
   
   んん買ったのは、PSE規格のS070J 15A なぜかカタログから無くなっています・・・・。
   公称動作温度は、70℃の製品です
   
   
   
4. 制作過程
   
   

   	当初は、ペルチェ素子１枚で、自然空冷でどうかと思った のですが、ダメでした
   	前回発泡スチロールを切るのにステンの針金に電気を 通して切りましたが、厚みが厚いため斜めにきることが あったので、針金側を固定してミラフォームをもって切り ました バッチリ斜めにならずに切れました
   	中空ポリカをナイフでカットして接着材で貼り付けます 内側には、アルミフォイルを貼り付けました ヒンジが付く部分と、外部のヒートシンクを取り付ける ところは、そのままでは強度が無いので、 エポキシ樹脂材を中空部分に充填しました 最初消しゴムで、中空部分に蓋をして充填しましたが モレモレでダメで、 ネオシールを埋めて中空部分を閉鎖しました
   	もう接着剤だらけです やっぱ素材は、木がいいですわああ
   	ペルチェ素子とブロックが埋まっている部分は、 5mmくらいの空間を開けて、別の断熱材を充填 しています 床暖した時に、ガス屋が置いていった配管ようの 断熱材を細かく切って充填しました
   	サーモスタットの設定ですが、 今は、温動作なので、P0を H に設定 P2の上限温度を55℃に設定 P6の温度アラームを60℃に設定しました
   	回路の配線が終わったところ
   	ペットボトルが、放熱板にくっつくので、熱が伝わる 思きや　なかなか伝わらないので、 4cm角の静音ファンと、小型のヒートシンクを追加 しました
   	温度が上がりすぎて、PP板はがれるなどえらいことに 3.3Vの電圧を調整できるにボリュームの箇所に 穴を開けて調整できるおうに　 また電圧チェック端子を増設しました
   	さて、どのくらい外に温度が漏れているか見てみよう とりあえず、２台の温度計が0.5℃ずれがあったので、補正値を設定して ぴったりになるように調整しました
   	側面と、外部温度、庫内温度を比較してみます
   	庫内温度が、48.4℃　外部温度が、20.2℃　温度差28.2℃ 側面の温度が、22.0℃で、　1.8℃　高いです 感覚的には、前回使った、3cmの発泡スチロールとさほど差がないよう に思います。

　　　　ご意見箱