پروزه ساخت اب سرد کن قابل حمل

[TERRORIST]

به نام خدا

سلام

پروژه ساخت آب سرد کن قابل حمل

همراه داشتن آب خنک رکن اساسی یک پیاده روی بیابانی یا کوه نوردی در فصول گرم است
ساخت وسیله ای به اندازه ی یک قمقمه متوسط که در هر شرایطی آب خنک را در اختیار ما قرار دهد همواره یکی از دغدغه های ورزشکاران و نظامیان بوده است.

در ابتدا با اجزا تشکیل دهنده آشنا میشویم
1- قمقمه با عایق مناسب
2- کفه انتقال دهنده مسی با عایق نیکل
3- TEC یا المان سرد کننده
4- لوله انتقال دما Heat Pipe
5- مولد الکتریکی Generator
6- گیربکس افزایش دور مولد
7- برد تثبیت کننده ولتاژ مورد نیاز
8- هیت سینک مسی Copper Heatsink
9- دمنده Fan

معرفی تکنولوژی های به کار رفته در این پروژه

TEC یا المان سر کننده
Thermo Electric Cooling

نوعی نیمه هادی است که با مصرف انرژی الکتریکی در دو طرف خود اختلاف دما ایجاد میکند به نحوی که یک طرف آن سرد و طف دیگر داغ میشود.

از مزایای این تکنولوژی میتوان به:
1- عدم استفاده از قطعات مکانیکی در آن
2- اندازه بسیار کوچک
3- عدم استفاده از کلروفلوروکربن ها در ساختار TEC Chlorofluorocarbons
4- کنترل بسیار دقیق و درجه به درجه دما از طریق تغییر ولتاژ
5- عمر طولانی بیش از 100.000 ساعت
اشاره کرد.

اما این تکنولوژی خالی از عیب نیست چون با صرف هزینه بالایی به کارایی دلخواه دست پیدا نخواهیم کرد اما محققان و شرکت های مختلف در حال توسعه این تکنولوژی هستند.

لوله انتقال دما Heat Pipe

این لوله یک وسیله برای انتقال حرارت است که با استفاده از هدایت گرمایی گرما را بین دو جسم جامد دارای اختلاف دمایی انتقال میدهد.

ساختار Heat pipe

تشکیل شده از یک لوله دوسر بسته از جنس الیاژی با رسانایی بالا مانند مس است که دارای یک هسته داخلی از همان جنس میباشد.

لوله را در محیط خلا میسازند و مقداری مایع (زود تبخیر شونده) بسته به نوع محل کاربرد داخل ان میریزند، به نحوی که به منظور استفاده در دماهای بسیار پایین از جیوه، و سدیم استفاده میکنند و در دماهای معمولی از الکل و آب.
به طور مثال از اب به منظور کار در دماهای بین 20 تا 150 درجه استفاده میشود.

سیکل کاری این لوله ها به این شکل است که مایع در اثر گرما به گاز تبدیل میشود و ملکول های اون به طرف نقطه سردتر در خلا حرکت میکنند و دوباره تبدیل به مایع میشوند، و این گردشه پیوسته ادامه پیدا میکند.

به منظور جلوگیری از اثر کشش سطحی که حرکت مایع را کند میکند شیارهایی به صورت موازی روی سطح اصلی بخش زیرین باید ایجاد کرد.

این لوله ها از هیچ قطعه مکانیکی استفاده برای انتقال حرارت استفاده نمیکنند و هیچ نیازی به نگه داری ندارند فقط باید از شکستگی ان ها که موجب خارج شدن گاز و از بین رفتن خلا داخلی میشود جلو گیری کرد.

مولد الکتریکی Generator

مولد الکتریکی دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرزی الکتریکی تبدیل میکند
موتور های الکتریکی شباهت بسیار زیادی با مولدهای الکتریکی دارند و حتی در بعضی موارد میتوانند به عنوان مولد الکتریکی کار کنند البته نه با کیفیت یک مولد الکتریکی


سیکل انجام پروژه

قمقه آبی(کاملا عایق) را در نظر بگییرید که بخش تحتانی آن بای یک تسمه مسی به قطر یک سانت و شیارهایی(به منظور انتقال سریع سرما به مایع داخل قمقمه) با عمق شش میلی متر که با روکش نیکل(برای جلوگیری از اکسیده شدن مس) عایق شده است جایگزین شده باشد .

طرف سرد قطعه TEC را به کف قمقمه(کف تسمه مسی که صاف است) میچسبانیم و در بین آن خمیر سلیکون با ترکیب حداقل 10% نقره و 20% فلزات رسانا استفاده میکنیم به منظور افزاییش سرعت در انتقال دما که این افزایش سرعت به دلیل پر کردن شیارهای میکروسکوپی بین سطحین و در نتیجه افزایش سطح برخورد به وجود می آید.

چهار هیت پایپ شش میلی را به سمت داغ قطعه TEC میچسبانیم و دوباره بین آن ها از خمیر سیلیکون استفاده میکنیم
هیت پایت های u شکل که یکطرف آن به سطح TEC میچسبد و طف دیگر آن به کف هیت سینک.

روی سطح هیت سینک از یک فن 5*5*1 استفاده میکنیم .

گیربکسی با دستگیره در نظر داشته باشد که دوران را افزایش میدهد، میله خروجی گیربکس به مولد الکتریکی به منظور تامین انرژی مورد نیاز متصل میباشد.

برد تثبیت کننده ولتاز هم وظیفه رساندن انرژی مورد نیاز به قطعه TEC و فن را بر عهده دارد.

سیکل کاری به این شکل است که با چزخاندن دستگیره انرژی الکتریکی تولید میشود و قطعه TEC با مصرف انرژی الکتریکی کفه مسی قمقمه را سرد میکند که موجب سرد شدن مایع داخل قمقمه میشود و در ادامه مجموعه ی هیت پایپ ها به علاوه هیت سینک و فن دمای حاصله از فعالیت TEC را دفع میکنند.


TERRORIST

[hossien]

سلام
طرح خوبی هست اما به صرفه هم هست؟

[hossien]

تا چه درجه ای آب را سرد می کنید؟ اندازه قمقمه آب چقدر می شود؟

[TERRORIST]

سلام
طرح خوبی هست اما به صرفه هم هست؟

سلام
بسیار عالی
ممنون که شرکت کردید

هزینه تقریبی به شرح زیر است

قمقمه عایق فایبر گلاس و شیشه (جایگزین های زیادی وجود دارد) 15.000
کفه مسی با توجه به قیمت هرکیلو گرم مس و وزن تقزیبی قطعه ما همراه با هزینه ساخت و برشکاری 15.000
TEC با کیفیت با توان چهل وات 10.000
کل سیستم خنک کننده 10.000
فن مارک اصلی نیم سانتی 5.000
مولد الکتریکی مارک ایتالیایی (شبیه دینام دوچرخه) 70.000
گیربکس دارای دو چرخدنده 20.000
مدار مورد نیاز 5.000
--------------------------------
تغریبا بدون احتساب هزینه دستمزدها و باقی هزینه ها حدودا 150.000
البته هزینه تمام شده در تیراژ بالا کاملا مقرون به صرف تر است

[TERRORIST]

تا چه درجه ای آب را سرد می کنید؟ اندازه قمقمه آب چقدر می شود؟

tec ها چهل درجه اختلاف دمایی بین دو قطب خود دارند این یعنی هرچه بیشتر بتوانیم طرف داغ را خنک کنیم دمای طرف سرد کمتر میشود مثلا اگر بتوانیم کمی بالاتر از دمای محیط کنترل کنیم حدودا 30 درجه دمای طرف سرد اون تقریبا به منفی 10 درجه میرسه

یک لیتری برای استفاده تک نفره به نظر میزان مناسبی میاد

بعد از ساخت نمونه اولیه به راحتی کلیه زمان بندی ها برای رسیدن به دمای مورد نظر مثلا +5 درجه به دست میاد

[hossien]

منظور شما اینه که این موارد را با تعداد زیاد می خرید که ارزان تر برای شما دربیاد یا نه می سازید؟
اگر حالت اول باشد هزینه 100 تومن میشه اما برای ساخت مهمترین قسمت این سیستم ترموالکتریک اون هست که دانش ساخت می خواهد و قیمت مواد اولیه ان گران می باشد و همچنین روش ساخت آن خیلی مهم هست.

شما اگر به کسی بگین که 100 تومن بیاد یک قمقمه بخره که اب را خنک نگه داره به نظر من از هر 10 نفر یکی شاید بخره.
در اول طرح تان عنوان کردین برای نظامیان.
برای نظامی ها هزینه مطرح نیست اما وزن و قابلیت دسترسی ، تعمیر و نگه داری خیلی مهم هست برای این پس می تونیم بگیم برای اینا زیاد مناسب نیست چون فاکتور وزن بالا هست.

می تونید طرح تان را کمی کارامد تر نمایید. این طرح اولیه هست اگر بتونید تغییرات در طرح بدین میشه تولید کرد با قیمت کمتراز 40 تومن یا حتی کمتر

[hossien]

tec ها چهل درجه اختلاف دمایی بین دو قطب خود دارند این یعنی هرچه بیشتر بتوانیم طرف داغ را خنک کنیم دمای طرف سرد کمتر میشود مثلا اگر بتوانیم کمی بالاتر از دمای محیط کنترل کنیم حدودا 30 درجه دمای طرف سرد اون تقریبا به منفی 10 درجه میرسه

یک لیتری برای استفاده تک نفره به نظر میزان مناسبی میاد

بعد از ساخت نمونه اولیه به راحتی کلیه زمان بندی ها برای رسیدن به دمای مورد نظر مثلا +5 درجه به دست میاد

این مورد را با قاطعیت می توانم بگویم که حتما این طور نیست که اختلاف دما بین دو سطح 40 درجه می باشد . بر عکس هرچه اختلاف دما کمتر می شود پمپ حرارتی تولید بیشتر بوده می تونم بگم cop بیشتر میشه و راندمان بیشتر میره بالا.
تقریبا می تونم بگیم بین 10 الی 20 درجه اخلاف دما بالاترین راندمان را داریم.

اگر ترموالکتریک یا المان های سرد کننده را از بازار بخرین نهایت تا 10 درجه دما می رسه و هر با که کار می کنید خاصیت خودشو از دست میده و مهمترین عامل دیگر باید بتونید گرمای تولید شده را دفع کنید.

[TERRORIST]

منظور شما اینه که این موارد را با تعداد زیاد می خرید که ارزان تر برای شما دربیاد یا نه می سازید؟
اگر حالت اول باشد هزینه 100 تومن میشه اما برای ساخت مهمترین قسمت این سیستم ترموالکتریک اون هست که دانش ساخت می خواهد و قیمت مواد اولیه ان گران می باشد و همچنین روش ساخت آن خیلی مهم هست.

شما اگر به کسی بگین که 100 تومن بیاد یک قمقمه بخره که اب را خنک نگه داره به نظر من از هر 10 نفر یکی شاید بخره.
در اول طرح تان عنوان کردین برای نظامیان.
برای نظامی ها هزینه مطرح نیست اما وزن و قابلیت دسترسی ، تعمیر و نگه داری خیلی مهم هست برای این پس می تونیم بگیم برای اینا زیاد مناسب نیست چون فاکتور وزن بالا هست.

می تونید طرح تان را کمی کارامد تر نمایید. این طرح اولیه هست اگر بتونید تغییرات در طرح بدین میشه تولید کرد با قیمت کمتراز 40 تومن یا حتی کمتر

مسلما ساخت تمامی قطعات بصرفه نیست و همونطور که اشاره کردید حتی دانش ساخت المان سرد کننده رو هم نداریم
قمقمه های معمولی با کیفیت در لوازم کوهنوردی فروشی ها قیمت هایی معدل 10 تا 75 هزار تومن دارد حدس میزنم که با اقبال مناسبی روبه رو بشه
با وضعیت کنونی ارز فروش این محصول در بازهای خارج از کشور سودی بیشتر از 200 درصد خواهد داشت

در رابطه با وزن این محصول
قمقمه فایبر گلاس و عایق 500 گرم که درصد زیادیش سهم عایق میشه والا خود فایبرگلاس وزن خاصی نداره و درصورتی که عایق جایگزینی درنظر گرفته بشه بازهم با کاهش وزن روبه رو میشیم
کفه مسی 200 گرم اندازه 4*4*1 (با توجه به نوع شیارزنی ها بازهم کاهش وزن داریم)
گیربکس فقط شامل دو چرخنده و یک دسته و قاب چرخدنده ها هست که فکر نکنم بیشتر از 300 گرم باشه
مولد الکتری کی هم 200 گرم
--------------------------
حدودا یک کیلو دویست گرم وزنش میشه

برای نوع نظامی هم میشه از قطعات با کیفیت تر استفاده کرد و طبقه ای با عنوان میلیتاری کلاس برای اون تعریف کرد

[hossien]

مسلما ساخت تمامی قطعات بصرفه نیست و همونطور که اشاره کردید حتی دانش ساخت المان سرد کننده رو هم نداریم
قمقمه های معمولی با کیفیت در لوازم کوهنوردی فروشی ها قیمت هایی معدل 10 تا 75 هزار تومن دارد حدس میزنم که با اقبال مناسبی روبه رو بشه
با وضعیت کنونی ارز فروش این محصول در بازهای خارج از کشور سودی بیشتر از 200 درصد خواهد داشت

در رابطه با وزن این محصول
قمقمه فایبر گلاس و عایق 500 گرم که درصد زیادیش سهم عایق میشه والا خود فایبرگلاس وزن خاصی نداره و درصورتی که عایق جایگزینی درنظر گرفته بشه بازهم با کاهش وزن روبه رو میشیم
کفه مسی 200 گرم اندازه 4*4*1 (با توجه به نوع شیارزنی ها بازهم کاهش وزن داریم)
گیربکس فقط شامل دو چرخنده و یک دسته و قاب چرخدنده ها هست که فکر نکنم بیشتر از 300 گرم باشه
مولد الکتری کی هم 200 گرم
--------------------------
حدودا یک کیلو دویست گرم وزنش میشه

برای نوع نظامی هم میشه از قطعات با کیفیت تر استفاده کرد و طبقه ای با عنوان میلیتاری کلاس برای اون تعریف کرد

شما اول یک مورد را باید روشن کنید برای سربازان می خواهید بسازید یا عموم مردم.

چون طراحی این دو مورد کاملا با هم متفاوت می باشد و این تفاوت از طراحی مفهومی شروع میشه تا ساخت پپس بهتر هست اول کاملا مشخص کنید برای چه صنفی و چه کاربری می خواهید بسازین.

[TERRORIST]

این مورد را با قاطعیت می توانم بگویم که حتما این طور نیست که اختلاف دما بین دو سطح 40 درجه می باشد . بر عکس هرچه اختلاف دما کمتر می شود پمپ حرارتی تولید بیشتر بوده می تونم بگم cop بیشتر میشه و راندمان بیشتر میره بالا.
تقریبا می تونم بگیم بین 10 الی 20 درجه اخلاف دما بالاترین راندمان را داریم.

اگر ترموالکتریک یا المان های سرد کننده را از بازار بخرین نهایت تا 10 درجه دما می رسه و هر با که کار می کنید خاصیت خودشو از دست میده و مهمترین عامل دیگر باید بتونید گرمای تولید شده را دفع کنید.

اگر پست بالارو با دقت بخونید عرض کردم درصورت خوب خنک نگه داشتن طرف گرم به دمای منفی 10 درجه میرسیم

بنده خودم چندیدن مورد tec تست کردم که با liquid system cooling طراحی و ساخته خودم به دمای منفی 20 درجه هم رسیدم
نتایج تست خودم از خنک کننده های که ساختم
نتروژن مایع -150
ترکیب یخ خشک و الکل -65
liquid cooling system که خودم ساخت +0.5 درجه از دمای اتاق
فقط هلیم مایع موفق به استفاده نشدم چون هم تانکشو ندارم هم به سختی پیدا میشه