Ремонт автомобильного термоэлектрического холодильника Ezetil, Краснодар, Белецкий А. И.

Чтобы понять что представляет собой в ремонте термоэлектрический холодильник, привожу серию фотографий его внутреннего устройства.

1. Внешний вид термоэлектрического холодильника Ezetil.

2. Внутренний охладитель — холодный радиатор. В качестве радиатора, примерен алюминиевый радиатор, а для быстрого охлаждения холодильной камеры служит вентилятор. Вся конструкция держится на двух болтах, обведенных красными линиями.

3. Наружный охладитель — горячий радиатор. По площади в два раза больше внутреннего, холодного радиатора, алюминиевый. Для быстрого и большего охлаждения, так же применен вентилятор. Это позволяет эксплуатировать холодильниу при достаточно высоких температурах воздуха.

Между двумя алюминиевыми радиаторами, посажен на термопасту и зажат термоэлектрический модуль элементов Пельтье. В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются TEC (от англ. Thermoelectric Cooler — термоэлектрический охладитель).

Термоэлектрический модуль элементов Пельтье вид с плоскости.

Термоэлектрический модуль элементов Пельтье, вид с торца.

Термоэлектрический модуль находится между двумя термопроводными тонкими и хрупкими керамическими пластинами из из оксида или нитрида алюминия. При сборке, радиаторы сильно стягивать нельзя, полопаются керамические пластины.

Вот схематическая конструкция термомодуля Пельтье.

Вот внутренняя конструкция термомодуля Пельтье.

Классические 12 Вольтовые элементы Пельтье — это 127 полупроводниковых элементов, обычно из теллурида висмута и германида кремния, включенных последовательно и спаянных перемычками.

Модули Пельтье паяются легкоплавким припоем с температурой плавления 138С , так что если элемент случайно останется без охлаждения и перегреется — то достаточно будет отпаяться одному из 127*

2 =254 контактов чтобы выкинуть элемент на свалку.

Все детали модуля Пельтье, очень хрупкие, как сами элементы, так и керамические теплопроводные изолируюшие пластины.

Для работы модуля необходимо, чтобы через него протекал постоянный ток. Пульсации постоянного тока не должны превышать 5 %. Если уровень пульсаций будет выше, параметры модуля будут хуже.

На модули обычно подается напряжение питания, примерно 75 % от величины Umax.

При использовании модуля Пельтье необходимо обеспечить эффективный отвод тепла с его горячей стороны.

Вот стандартные характеристики большинства модулей.

Температура горячей стороны 25° C 50° C

Максимальная разность температур 66° C 75° C

Максимальный ток потребления 6,4 А 6,4 А

Максимальное напряжение 14,4 В 16,4 В

Достоинством элемента Пельтье являются небольшие размеры, отсутствие каких-либо движущихся и механических частей, шума, газов и жидкостей. Меняя местами плюс и минус напряжения питания возможно как охлаждение, так и нагревание — это даёт возможность термостатирования при температуре окружающей среды как выше, так и ниже температуры термостатирования.

Недостатком элемента Пельтье является более низкий коэффициент полезного действия, чем у компрессорных холодильниках.

Основной проблемой в построении элементов Пельтье с высоким КПД является то, что свободные электроны в веществе являются одновременно переносчиками и электрического тока, и тепла. Материал для элемента Пельтье должен одновременно обладать двумя взаимоисключающими свойствами — хорошо проводить электрический ток, но плохо проводить тепло.

С ув. Белецкий А. И.       10.08.2014г.     Кубань Краснодар.

Автохолодильник “Mobicool”, устройство, ремонт. — Радиомастер инфо

На примере автохолодильника модели “Mobicool ТС-12- 12/230” рассмотрено устройство и устранение конкретной неисправности.

Эта модель AC/DC, значит она предусматривает работу от сети 220 В и от прикуривателя автомобиля. Автохолодильник использовался при работе от сети и перестал работать.

Рассмотрим из чего состоит автохолодильник. Устройство его довольно простое. Это термоящик с установленным в верхней части охлаждающим устройством, выполненном на модулях Пельтье. Модули Пельтье состоят из последовательно соединенных полупроводниковых p-n переходов, расположенных между двумя керамическими пластинами. На рисунке ниже показано устройство модуля Пельтье. ТЭЭ – это термоэлектрический элемент р-типа или n-типа.

При пропускании прямого тока одна пластина модуля нагревается, а другая охлаждается. Вот как выглядит реальный модуль Пельтье.

Этот же модуль Пельтье обладает обратным эффектом. При нагревании одной его стороны и охлаждении другой он выдает напряжение. Этот эффект называется эффектом Зеебека. Но кпд при этом довольно низкий.

Конечно, автохолодильник на модулях Пельтье не заморозит содержимое при положительных температурах окружающей среды. Согласно паспортных данных он способен создать температуру внутри ящика максимум на 18⁰С ниже температуры вне ящика, но и это существенно продлит время хранения продуктов.

Принцип работы ясен. Вернемся к нашему холодильнику. Вот как выглядит охлаждающий модуль сверху:

И снизу:

Открываем крышку и осматриваем элементы схемы. Видимых повреждений нет.

Как было сказано выше от сети 220 В автохолодильник не работает. Проверяем его работу от 12 В. Работает нормально. Значит модули Пельтье и вентиляторы исправны. Проверяем блок питания, который из 220 В формирует напряжение 12 В.

На него сетевое напряжение приходит.

На выходе отсутствует.

Блок питания не работает. Проверяем прохождение напряжения 220 В по схеме блока питания и обнаруживаем, что оно не поступает на диодный мост. Выключаем из сети и проверяем предохранитель. Он в обрыве.

Проверяем сопротивление нагрузки после предохранителя на предмет короткого замыкания. Все в норме. Есть потемневший диод в мостике, но звонится нормально. Возможно предохранитель сгорел от скачка напряжения. Для повышения надежности можно заменить пару сомнительных на вид диодов 1N4007.

Меняем предохранитель, если под рукой нет такого, можно запаять медный провод. Для тока до 1А, как указано возле предохранителя, диаметр медного провода около 0,039 мм. Подробнее о такой замене предохранителей смотрите здесь.

Включаем холодильник в сеть. Он заработал. Проверяем напряжение на выходе блока питания. Оно составляет 10,8 В. При токе потребления около 3 А немного падает.

В принципе, это и весь ремонт. Он оказался довольно простым. Плюс в том, что познакомились с новым устройством. Автохолодильники редко попадают в ремонт.

 

 

Ремонт автохолодильника своими руками — поломки и их устранение

Холодильники для автомобилей используются периодически, на относительно короткое время. Однако и они ломаются, как любая техника. Причинами неисправности могут быть:

• нарушения правил эксплуатации;
• некачественные комплектующие;
• ошибки, допущенные при сборке модели.

Для облегчения задачи мы собрали наиболее распространенные признаки, свидетельствующие о нарушениях в работе автомобильных холодильников:

1. Термоэлектрических.
2. Компрессорных.
3. Абсорбционных.

Внимательное отношение к охлаждающему оборудованию зачастую избавляет от риска столкнуться с его поломками во время поездки, позволяет своевременно проводить ремонт автохолодильника и своими руками в том числе.

Признаки неисправности автохолодильников

Принципы работы холодильного оборудования авто обуславливают причины, приводящие к неисправности. Здесь мы рассмотрим признаки наиболее распространенных поломок, свойственных автомобильным холодильникам трех типов.

Стук, дребезжание, посторонние шумы

1. Электролитные реакции проходят тихо. Поэтому шумы, звуки не свойственны термоэлектрическим моделям.
2. Холодильная техника с компрессором состоит из мотора, кожуха, рамы, вентилятора и других блоков. В ней предусмотрено много механических соединений. Ослабление креплений может привести к возникновению шумов. Для их устранения достаточно подтянуть болты. Дребезжащие звуки появляются, если теплообменник плотно прилегает к стенке корпуса. Если крепления в порядке, проверьте положение реле относительно метки.
3. Проверка надежности креплений насоса, теплообменника, емкости для хладагента помогут устранить шумы, вибрацию в конструкциях абсорбционного типа.

Охлаждение отсутствует

Вне зависимости от типа оборудования проверьте его соединение с источником тока, механизм закрывания дверцы. Причиной возникновения поломки может стать удар, падение прибора, вибрация, тряска при движении машины.

Если электропитание исправно:

1. В термоэлектрических моделях проверяют:

• соблюдена ли полярность подключения источника питания;
• исправность электромотора;
• нет ли утечки хладагента.

В холодильниках компрессорного типа проверяют целостность теплообменника.

Абсорбционное оборудование осматривают по плану:

• исправность датчика термореле;
• целостность электроцепи;
• сопротивление проводов в рабочем температурном режиме;
• мощность абсорбционного холодильника обследуют, переключая ручку датчика-реле. Если мощность при этом не меняется, значит, сгорел один из элементов нагрева аммиачного раствора. Его нужно менять.

Стальные элементы корпуса бьются током

Из-за невысокого напряжения электросети автомобиля такое случается не часто. Воздействие тока можно ощутить, когда автохолодильник подключают к сети 220-240В на даче, например. Это признак того, что есть утечка тока на корпус по причине неисправности проводки, или нарушения ее изоляции.

Без опыта и знаний ремонт автохолодильника своими руками в этом случае не возможен. Устранение поломки производится электриком со специальным тестирующим оборудованием.

Холодильник не включается

Это говорит о нарушении работы электрических цепей или поломке электродвигателя. Если нет знаний электротехники, тестера, чтобы прозвонить проводку, лучше доверить диагностику и ремонт электрику.

Быстро намерзает слой снега в морозильной камере

Это свойственно компрессорным, абсорбционным моделям, оборудованным морозильными камерами, создающим температуру охлаждения ниже нуля. Признак свидетельствует о нарушениях:

• уплотнительных элементов дверцы;
• в работе запорных механизмов;
• при закрывании двери;
• требований эксплуатации техники. Нельзя хранить жидкости в открытых емкостях, горячую пищу.

Если есть щели между дверцей и корпусом, их необходимо ликвидировать. Неисправность можно устранить заменой уплотнителя, ремонтом замков, проверкой плотности прилегания.

Появление запахов, вкус продуктов портится

Причина этого кроется в небрежности владельцев. Автохолодильник, как любая охлаждающая техника, нуждается в уходе. Требуется:

• его размораживать, мыть;
• хранить упакованные продукты;
• открывать дверцу, когда агрегат не работает, не используется.

Утечка хладагента

Может стать причиной, если в автохолодильнике:

• не снижается температура;
• мотор работает без отключения;
• не включается компрессор;
• обледенел испаритель;
• видны следы утечки.

Эта неисправность свойственна моделям компрессорного и абсорбционного типа. Провести ремонт автохолодильника своими руками при утечке сложно. Опасность разгерметизации охлаждающей системы, выделения вредных испарений аммиака, фреона требует проводить ремонт в заводских условиях, с применением специализированного оборудования.

Автохолодильник-нагреватель на 7,5 литров. Хочешь горячее или холодное пиво в машине? Пожалуйста!!!

В отделе кадров:
— Вы любите теплое пиво и потных женщин?
— Нет!
— Значит в отпуск пойдете в феврале…

Вот с помощью обозреваемого аксессуара проблема с пивом может быть решена.
Итак, предлагаю обзор компактного автохолодильника с функцией нагрева.
В обзоре много фото, внутренности, тестирование…

Немного теории:

В обозреваемом холодильнике, как и в большинстве подобных, в качестве охладителя-нагревателя используется элемент Пельтье.
Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока.
В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.
При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используется контакт двух полупроводников.
Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного n-типа и одного p-типа в паре (обычно теллурида висмута Bi2Te3 и твёрдого раствора SiGe), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (n->p), а снизу противоположные (p->n). Электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.
Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 °C

Упаковка и комплектация:

Холодильник упакован в картонную коробку с пенопластовыми вставками, благодаря которым доехал целым, хотя коробка оказалась деформированной.
В комплекте было следующее:
— холодильник;
— кабель питания в «прикуриватель»;
— наплечный ремень;
— инструкция на китайском языке;
— ещё какая-то небольшая бумажка.

Герой обзора:

Холодильник достаточно компактен, габаритные размеры следующие: 30х30х18 см.
Вес: 1,3 кг.Размеры камеры: 21х14 см. Глубина: 26 см.Общая глубина в 26 см складывается из глубины холодильника и глубины крышки. Сама крышка крепится к холодильнику на поворотной «петле», а закрывается на магнитный замок:Корпус и холодильника и крышки сделан из пластика. Внутренняя часть камеры снизу до половины высоты — эмалированный металл, выше — пластик. Запах химии еле уловим.

Органы управления и внутренности:

На переднем торце холодильника присутствует отсек с электроникой: вентилятор, переключатель режимов (охлаждение, выключено, нагрев), красный светодиод — нагрев, зелёный светодиод — охлаждение, гнездо для подключения кабеля питания.
Чтобы добраться до внутренностей, необходимо открутить 4 самореза:Внутри, кроме перечисленного выше, можно обнаружить лишь радиатор, под которым находится 35 ваттный элемент Пельтье TES1-12704.

Тестирование:

В режиме и охлаждения и нагрева холодильник потребляет около 2А при 12В, т.е. потребляемая мощность составляет около 24Вт. Без вентилятора радиатор нагревается достаточно быстро. Режимы нагревания/охлаждения переключаются простой сменой полярности на элементе Пельтье, что меняет местами «горячую» и «холодную» стороны элемента.Ниже тестирование на охлаждение (слева) и нагрев (справа). Верхний мультиметр показывает температуру на дне камеры, нижний — потребляемый ток. Пирометр показывает температуру окружающей среды.Т.о. при 23°C в комнате, температура в холодильнике опустилась до 7,2°C в режиме охлаждения и поднялась до 63,2°C в режиме нагрева.
Что же можно поместить в этот холодильник? К сожалению бутылки в стекле не помещаются по высоте, зато банки подходят идеально. По ширине помещается 6 банок. По высоте получается уместить 2 банки объемом 0,33л.
Ниже различные варианты компоновки банок:Удалось уместить 4 литра соответственно:
1. 6*0,33+4*0,5=4 литра;
2. 3*0,33+6*0,5=4 литра;
3. 8*0,5=4 литра.

Итог:

Холодильник работоспособен. И греет и охлаждает потребляя около 25Вт мощности при 12 вольтах. При увеличении напряжения (16 вольт максимально по ТТХ используемого элемента Пельтье), мощность естественно вырастет.
Минимальная температура, которую удалось достичь, составила 7,2°C в режиме охлаждения и максимальная 63,2°C в режиме нагрева, при 23°C окружающей среды.
По объёму: внутренняя камера холодильника хорошо подходит под габариты алюминиевых банок 0,33л или 0,5л. В разных комбинациях банок, холодильник способен вместить 4л напитка.
По стоимости: за цену сабжа можно найти подобные холодильники, например вот, но там размер больше и нет функции нагрева, хотя иногда размер как раз и играет важную роль, а вот функция нагрева, как раз, скорее всего, не очень то и востребована. Но в оффлайне, большинство предлагаемых автохолодильников стоят существенно дороже сабжа.

Удачи!