ペルチェ素子　冷蔵庫自作　真空断熱材

初版2020/09/21

我が家は、冷蔵庫が２階の台所にあって、俺の部屋は１階。休日は、ビールを片手にもって、おつまみをバリバリいわせながら　
撮りためたアニメをまとめて見るのが俺にとっては、至高の時間なのだが。ビールをいちいち２階まで取りに行かないといけない
途中で、無くなると、２階までビールやらチーズをとりに行かないといけない。おつまみを食いだすと、においに誘われて、ネコ軍団
がやってくる（わが家は、家の中に猫を５匹かっている　俺は犬派なんだが　猫は家内のパワハラ）
落ち着いて、つまみが食えない。仕方ないので、冷蔵庫から猫用のカニカマボコやら、じゃこなんかを取りに行ってやってまた
冷蔵庫に戻さないといけない　俺の至高の時間があああ
で調べて見ると、半導体冷蔵庫ってのが安く売ってる　捨てずに持っていた古いパソコンの電源と、CPU用冷却ファンがあれば
作れそうだ。これで、捨てずに持っていた電源と、冷却ファンが日の目を見れそうだ　My 冷蔵庫を作るゾ！

ペルチェ素子の購入他
なんでもそろうアマゾンで、購入　２枚組で、740円　最大温度差65度だって　ほんまかいな
２枚を張り合わせて　１枚目は、12Vを印加　２枚目は、5Vを印加するといいらしい
冷却時は、自分で消費電力分を発熱する為冷えづらくなるらしいので、２枚目は電圧を下げるといいらしい

あと、温度制御しないといけないので、デジタルサーモスタットを購入

１個200円程度で、同じものが販売されていますが、納期がめちゃかかります。多分船便で、何かの混載なので、何時つくかわかんです。
しかし、ここまで安く作れるとは頭が下がります　はい
回路図を考えて、足らない部品を買う

SW2で、強、弱を切り替えます。強にすると、サーモスタットが動作している場合　R1 R2 リレーが動作し、１枚目のペルチェ素子に12Vが印加　２枚目に５Vが印加
冷却ファンが最大回転で動作します
サーモスタットが目標温度以下になると切れるので、R1 R2 リレーが復旧し、１枚目のペルチェ素子に、５V　２枚目に３．３Vが印加され弱モードになります
SW2が、弱の場合、サーモスタットが動作している場合　R1が動作し、電源が供給されます。目標温度以下になると、R1が復旧し電源が切断されます
サーモスタットは、ハンチング防止で、２度のヒステリシス特性をもっているようです。目標５度に設定すると、５度以上の場合は、ONになりいます。５度以下になると
OFFになりますが、次にONするのは、7度を越える必要があります。
部品選定では、電流値がそれなりに大きいので、リレーとかスイッチの定格容量は気にしたほうがいいです

箱体の制作
一応、ペットボトル２本＋缶ビール２本入る寸法で、作りましたが、後で断熱材を厚くしたので、ビール３本しか今は入りません　トホホ
箱は、合板の中では高いシナベニ　厚み12mmで作りました。まあ質感がいいので
木材は、ホームセンターで切ってもらいました。らくちんですわ
ゴムパッキンがあるか心配でしたが、ホームセンターに色々な種類が置いてありました。んん何に使うだろう？？？？
使った大きいほうのCPUファンには、ヒートシンクの底に40mm角の銅板が溶接されていてうまいぐわいに、箱体に接触しない構造になっています
なにせ、冷えるほうのヒートシンクは、箱体に固定しているので、箱体に冷気が伝わる　冷却ファンが箱にくっついてしまうと、熱と冷が相殺されて
しまい効率が落ちてしまう懸念があります



	10mmの発泡スチロールを内側に張り付ける切る道具を持っていないので、昔、ガイガーミューラ管を作るときに買った 0.2mmのステンレス線に2Aくらい流すと、ちょうどいい切れ味になりました銅線だと、より線の信号線などの超細い銅線を使えば発熱しますがさすがに銅線が切れやすいです

取り合えずは完成したが・・・・。
百均で、買った厚さ10mmの発泡スチロールを断熱材として貼り付けましたが、強モードで、室温から15度　弱モードで12度しか下がりません
室温に影響されることから、断熱材が能力不足です。また、湿気が侵入するようで、結露がひどく、中がびちびちょになります
ちなみに庫内のファンは、最初AMDのリテールファンでしたが、これが　ベアリングがへたっているみたいで、めちゃうるさいので取り換えました

どのくらい冷気がもれてんだろう

弱モードで、外気が、26度の時、庫内が、11.5度で、箱体の外側温度が、24.3度　なんと、1.7度も低い　

こりゃあだめだ！！　色々調べると、最近の冷蔵庫の断熱材は、真空断熱材で、出来ているらしい　また、建材で、発泡スチロールより優れた断熱材があるようです

品名	熱伝導率W/mK	入手等
発泡スチロール	0.04～0.037	ホームセンターで、色んな厚みの物が入手可能値段も手ごろです
真空断熱材	0.002	発泡スチロールの20倍　普通では売っていない特注で作ってくれるところはありますが　値段が高いこんなおもちゃに金かけられないゾ
スタイロフォーム　IB (商品名)	0.036	ホームセンターで、色んな厚みの物が入手可能値段も手ごろです
スタイロフォーム　スタイロエース	0.028	厚みの種類が豊富でこれが欲しかったのですがホームセンターには売ってませんでした通販でも、１万円分くらい購入しないと販売しているところが無い・・・・。

スタイロフォームのメーカ違いでカネライトフォームといのもありました

食品の真空パックで　真空断熱材ができないかやってみました。アルミラミネートしたものでないと、多分真空が長く保てないと思われますが、手動ポンプ式には
無かったです
で、心材で、家に余っていたプラダンを２枚にして真空パックしてみました・・・。

見事に、心材のプラダンが潰れてしまいました　あはははあ！
プラダンでは強度不足でした
多分、ポリカーボネートの中空板だったら可能と思いますが　手動ポンプ式は、袋の耳が出て、曲げられないし、アルミのものも無いので、諦めることにしました
機械式で、シーラ式のものでがあれば好きな寸法にカットできるとは思います

スタイロエースⅡの25mm圧のものが欲しかったのですが、ホームセンターに売ってなかったので、諦めて、30mm圧の建材用の発泡スチロールを購入しました
って、でかい(1820×910×30t)　ほとんど　残ってしまうぞえ　970円　でした
30mmを張ったら、ビールが3本しか入らなくなってしまう　トホホ

あと、木なので湿気が侵入するのかと思い、中にアルミ箔をはりました。バーベキューするのに買った厚手のものを張りました。輻射熱の反射も多少は期待できるかも・・。

	かかか完成しました！！
	ちょっと温度が見にくいですが、弱モードで、周囲温度が、24.4度　箱体の外部温度が23.4度　庫内温度が、0.5度　どうやら　実働に耐えれそうです強モードにすれば、もう少し冷えるはずなので夏場でも大丈夫そうです

消費電力を測ってみる
AC100回路に直列に0.5オームの抵抗を入れて、テスターで電圧を測定しました


	弱モードで動作中です。 5Vと、3.3V印加時 0.117V *(0.117V/0.5Ω)100V=23.4W**
	強モードで動作中です。 12Vと、5V印加時 0.419V *(0.419V/0.5Ω)100V=83.8W**
	弱モードで、目標温度に達して電源が切れた状態 0.044V *(0.044V/0.5Ω)100V=8.8W**

簡素化した回路図
強モードで、目標温度に達した場合に弱モードに切り替える回路にしていますが、リレーが必要なので、達したら、電源を切る　また、ファンもファン自体に回転数の
切り替えが無い場合もありますので、参考に以下記載しておきます

ちなみに、GND側の共通線で電源切断しているので、逆流防止用ダイオードが必要です　手持ち無かったので、アマゾンで購入しました
10Aあれば、十分ですが、20Aのものを購入しました
感想ですが
気になるのは、サーモスタットのリレーの音が結構うるさいです。ファンは、低速回転させているので、静かなんですが、リレーがピッキみたいな高い音で
す。だいたいこのサーモスタットについているリレーの接点規格が、AC125V 20Aって印刷されてるけど、こんなちびこいリレーで　ほんまかいなです
それと、結露は以前より　ましにはなりましたが　やはり　数日たつと　ヒートシンクが濡れてます　そのうち　庫内のファンに水が侵入して壊れるかもです
まあ壊れたら、庫内側は、ファン無しでやってみます

以上間違い等ありましたら、以下ご意見箱にお願いします

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