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ペルチェ冷蔵庫続編

(現在進行中です。)


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注意事項

凍結センサの製作

 ペルチェ方式の冷蔵庫の霜取りをどうやるのか。現在は、ペルチェ素子に流す電流の極性を反転して、冷却装置を一定時間、加熱することによって、冷却装置に着いた霜や氷を融かしています。約15分〜20分で霜取りが完了します。問題は、これを手動でやっているのですが、着霜、凍結を目視して確認し、霜取り完了も目視して確認しているのが現状です。冷却装置の加熱時間がすこしでもオーバーすると、冷凍室の筐体の温度まで上昇して、再冷却に時間がかかることになります。加熱時間がすくないと、霜取りの効果が薄れてしまいます。これをPICをつかって自動化できないものかと、頭を悩ませております。

 いちばん大きな問題は、霜が着いたり、冷却装置が凍結したということを、どのようにして検知し、判断するかということです。人間が目視すればすぐわかることですが、これを電気的に検知するのは、あんがいむずかしそうです。冷却装置が凍結しないようにできれば、いちばんいいのですが、そんな冷却装置ができたら、苦労はいりません。ノーベル賞ものです。

 ペルチェ冷蔵庫をつかっていてわかったことですが、霜が着いたからといって、まだ霜が薄いうちに加熱してしまうと、霜がふたたび水蒸気として庫内にただようだけで、庫内の水蒸気を効率よくドレンとして庫外に排出できませんし、霜が厚くなると、冷却効率のほうが格段におちてしまいます。また、霜取りの最中は、冷却装置の吸熱側のファンは停止しておきます。そうしないと、冷凍庫内の食品が解凍されてしまいます。また、塩分は禁物です。FENG3がつくったペルチェ冷蔵庫の冷凍室の棚には、一部銅板をつかっています。塩分が付着すると、半日もかからずに銅板の表面に緑青(塩基性炭酸銅など)が生成されます。毒性はないとおもいますが、見た目にも衛生的にもよくありません。それに、コネクタのピンも緑青に侵されてしまいます。トラブルのもとです。

 霜がつくと冷却装置のヒートシンクの表面はどうなるのでしょうか? まず、霜に光が散乱して白く見えます。手でさわれば、ざらざらしています。冷たいです。冷たいのですが、熱伝導率は低いのです。つぎに、テスターで電気抵抗を測ると、デジタル表示器はうごきません。氷の電気抵抗はかなりあるようですが、すぐにテスターのプローブを当てた部分の氷が融けて水になり、デジタル表示器が抵抗値を示します。ここらへんが検知するポイントのようです。さらに重要なポイントは、霜や氷は、固体の水だということです。ここにも着目しなければならないでしょう。というわけで、氷の熱伝導率と、氷が固体であるという2つの点に着目して、凍結センサをつくっていくことにしました。

 さいしょに、氷の熱伝導率に着目した、凍結センサをつくりました。石塚電子の103−JTというサーミスタをつかいました。冷却装置に着いた霜や氷の温度を測るためのものです。

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注意! このホームページに掲載されている情報をもとにペルチェ冷蔵庫に改造したり自作されたりする場合は、やけどやけが、感電、火災など保安・防災に十分配慮し、対策をほどこした上で、自己責任でやってください。必要な対策とは、過熱・火災防止用の電源遮断装置、感電防止用の漏電ブレーカなど、かぎりなくあります。FENG3は、このホームページ上の情報をもとに改造・自作することを奨励するものではありません。また、改造・自作、あるいは商品化された結果生じた損害について補償するものではありません。(ペルチェ素子は比較的大きな電流を消費し、冷却もすれば同時に発熱もします。FENG3は、試験的にペルチェ素子に流す電流の極性反転スイッチをいれてペルチェ冷蔵庫を1日間放置し、その後冷凍庫内の棚の温度を測ったところ、35℃にまで上昇していました。ペルチェの冷却装置は、手で触れないほど高温になっていました。また、冷蔵庫は水がつきものです。5V、12Vの低電圧でも感電したり、漏電したりすると火災になったり、大電流だと人命を奪うことすらあります。

2003年2月11日