Сумка-холодильник

Сотрудник на работе решил, что нам просто необходимо заняться энтомофагами (полезные насекомые. В частности мухи - трихограмма) в качестве биологической защиты растений. Проще говоря, внести на поля полезных насекомых, которые в свою очередь уничтожают вредных.

Звучит красиво, но таит под собой кучу проблем технического характера. Одна и них в том, что при перевозке муха требует у себе жесткого температурного режима, иначе начнет вылупляться из яиц и ее можно будет выкинуть. Ее уже никак не внести. Только вручную. Ровным слоем на поле 100-150 га.

Температурный режим 2-4 градуса.

Объем яиц 1-2 литра при весе 500 грамм.

Из всех способов доставки самым адекватным оказался автохолодильник. Который изначально авто, а не обычный мини-холодильник через инвертор 12/220В.

На рынке есть 2 основных типа: термоэлектрический и компрессорный. Цена на первый начинается от 5000р. На второй - от 25000р.

Но проблема первого - это неспособность опустить температуру ниже 15 градусов (если верить интернет-тестерам). А если смотреть на второй, то в те же деньги можно заказать целый рефрежератор раза 4. А нам на год как раз и надо не больше 4 доставок. К тому же, я не знаю, какой режим в процессе перевозки соблюдался. А вдруг водитель жахнул минусовые температуры и убил дорогостоящую муху, а за одно и нашу репутацию?

Нужно "колхозить".......Существует куча роликов, в которых люди делают холодильники на элементах пельтье, у которых температура ниже 9 градусов не опускается (и нашел всего один ролик, где мужик решил переделать кулер для воды под холодильник. Но только собирается....). 

Также куча роликов, где элемент пельтье замораживает капельку воды или вообще на нем растет "борода" из иния. Значит можно получить хорошие низкие значения.

Итак, сам процесс я не фоткал. Да и не нужен он. Все элементарно.

Первый вариант из коробки для рыбы показал свою несостоятельность: тонкие стенки, большой объем (10 литров) и неспособность держать температуру (пока охлаждаем верх, ниж уже нагрелся). Поэтому в Мерлене купил утеплитель из твердого пенопласта, из него вырезал коробку на 4 литра (по факту снов 8 полечилось, делал дополнительно съемную перегородку, чтобы в случае надобности расширить объем камеры). Скрепил стенки длинными саморезами и монтажной пеной. Внутри обклеил фольгированным самоклеящимся утеплителем и швы заделал обычным скотчем за неимением фольгированного. Это для герметичности.

Недавно я наткнулся в подъезде кем-то выброшенный системник, и зная, что меня ждет сборка подобного, разжился в нем блоком питания и радиатором с кулером.

В магазине купил сперва один, а потом в другом еще три элемента Пельтье и термостат, как на картинке. Плюс два радиатора 40х40х10мм.

Все брал в магазинах, т.к. цены примерно, как на али.

Скажу сразу, что идея о каскадном расположении Пельтье - чушь. Не верьте никому, что это работает. К сожалению, нагрев одной стороны гораздо сильнее, чем охлаждение второй стороны. Как результат, система сперва охлаждается до +8, а потом начинает нагреваться. Ждал до 20 градусов и выключал.

Можно применить хитрость и подать на нижний ряд элементов Пельтье меньше напряжения, чтобы компенсировать разницу, но это не приводит ни к чему.

Вторая особенность этих элементов Пельтье в том, что они даже в одной партии разные. Так, при "идеальных" замерах два из четырех не опустили температуру холодной стороны ниже 6 градусов. Из двух других оба ушли на минус 9 (ниже не смог замерить. Нет прибора. Мерил щупом термореле, а он до минус 9 только умеет). Но при подсоединении радиаторов, один до минус 4 , трой - до минус 1 (радиатор тут же рассеивает часть холода, поэтому на нем теплее).

Итак, получился сендвич из:

- кулер

- радиатор горячий

- термопаста

- элемент Пельтье

- термопаста

- радиатор холодный

- кулер холодный (для разгона воздуха внутри камеры. Без него не получается догнать температуру.

Нижний кулер крепится враспор пенопластовыми клиньями. Этого вполне достаточно, чтобы крепко его зафиксировать. А верхний крепится болтами сквозь крышку. В вместо шайб я использовал защитную решетку от этого же кулера.

Я использую 2 элемента Пельтье для мощности охлаждения. Соединение параллельное на 12В.

Два кулера и два Пельтье плюс термореле потребляет от 6.4А до 5.8А (с охлаждением элемента ток падает).

Кулера тоже параллельно, но верхний в обход реле. Это тонкий нюанс, который меня бесил пару дней :) Дело в том, что при отключении питания с Пельтье они начинают резко нагреваться от себя (горячей стороны) и от горячего радиатора. Как следствие, после обесточивания на пограничной температуре, температура в камере резко подпрыгивает и доходит до +8, не смотря на то, что на +4 холодильник включается. А при постоянно работающем верхнем кулере такой проблемы нет.

Красоту потом наведу. Обклею его утеплителем, например.

Итак, имеем холодильник, способный охладить за 15 минут камеру до 0 градусов при окружащей среде +25 градусов.

Пиалку теплой воды охлаждает до +2 за 30 минут.

Бюджет такой:

Нужное:

- утеплитель пенопласт 140 р

- пена монтажная 120 р

- скотч канцелярский бесплатно

- утеплитель фольгированный бесплатно (был)

- радиатор холодный 100 р (за 2 шт)

- радиатор горячий с кулерами бесплатно (были)

- термостат 250 р

- элемент пельтье 300 р (за 2)

- термопаста 60 р

- разъем для прикуривателя бесплатно (снял с походного кипятильника 100р из Ашана с меняным вменяемым кабелем)

ИТОГО: 970 р.

Бесполезное:

- резистор переменный 250 р (проверял, на сколько надо понизить напряжение, чтобы применить каскадное расположение)

- блок питания (думал мой не рабочий. Купил новый. Взял Campad и пожалел дважды. Во-первых, я так и не смог его запустить, потому что эта компания все делает не как все, и замкнуть зеленый и черный провода для запуска без матери не получается. Во-вторых, я лохонулся и принял старый за нерабочий. А всего-то зеленый на землю и все.....Зато новый стал донором кулера :)  ) - 250 р.

- ящики под рыбу 400 р (за 2 шт)

- Пельтье 300 р (еще за 2)

- система жидкостного охлаждения 200 р (подумал, что она более эффективно отводит тепло, и это решит мои проблемы с охлаждением. Ерунда. Площадка для отвода маленькая, мощность низкая. В целом, наверное, сравнима. Ее единственный плюс в габаритах. И нужно на каждый Пельтье свою систему).

ИТОГО: 1400 р.

Можно было, конечно, струной вырезать корпус, чтобы ровнее. Соорудить терморезак, чтобы вырезать внутренности. Можно было что-то иначе сделать, но получилось, как получилось. Функцию свою выполняет. Возможно второй экземпляр сделаю иначе.

Думаю, подключить через аккумулятор и попробовать через ТК отправить. Как раз на 3 суток хватит заряда. До МСК доедет, а там уже до Тулы на машине можно. Только не знаю, как быть с горячим контуром и отводом тепла, если, например, в коробку все сунуть.

Привет,пикабушники.Наступило лето,пора выездов на природу.Поделюсь своей конструкцией изотермической сумки-холодильника,которая работает в момент приготовления пищи на газовой печке,горелке сжигающей пропан-бутан.Она использует скрытую теплоту испарения пропан-бутана,который потом сгорает в печи.Эта теплота достигает 450 Кдж на 1килограмм испаренного газа,что достаточно для охлаждения 1 литра воды до температуры замерзания.Раньше эта энергия рассеивалась в окружающую среду.Многие замечали,что при интенсивной работе горелки или газовой печки баллон покрывался инеем.Я разработал конструкцию испарителя,помещающуюся в изотермический контейнер,где эта энергия используется для охлаждения продуктов.

Испаритель представляет гофрированный металлический рукав длиной 3 метра с фитингами и продается в магазинах для подводки газа.В него вкручены два фитинга на полдюйма с ершом под резиновый шланг для газа диаметром 6 мм.На фитинги надеты два отрезка сварочного рукава длиной по 1 метру.Со стороны входа на рукав надет переходник под баллончик,сделанный из обрезанной газовой горелки с краном.

Со стороны выхода испарителя на шланг установлен кран.

После крана я использую переходной китайский баллон с впаянной трубкой,на который можно надевать горелку или вставлять его в туристическую печку.

Со стороны входа в испаритель в фитинг с ершом впаяна капиллярная трубка,используемая в холодильниках для дросселирования фреона.

Она свернута в петлю и вставляется в отверстие гофры.

Длина и диаметр капиллярки подбирается под используемую максимальную мощность печки,чтобы не переполнялся испаритель жидкой фазой пропана.Гофра свертывается в кольцо и помещается в сумку или контейнер.

К выходному концу подсоединяются тепловые приборы.

Видео работы сумки-холодильника с замерами температур. https://youtu.be/wCE0e8MVY4k

Люблю я дикий отдых и люблю путешествия. Недавний мой обзор средств от комаров вызвал интерес, поэтому решил я сделать обзор автохолодильников. Ведь это штука интересная для каждого автовладельца: заехал в магазин по пути на дачу\в деревню\на берег реки с палатками и взял продуктов на выходные. Вот только даже ночью летом температура бывает под 20 градусов и выше. Мясо для шашлыка в таких условиях не проживет и дня. Поэтому я взял три типа холодильников и проверил их на себе. Ну а кому лень читать - в конце статьи будет видео.

Немного теории

Автомобильные холодильники можно разделить на три типа: термобокс, изотермические и гибридные электрогазовые. Есть еще компрессорные, но это уже заметно более дорогие модели и по сути это обычные бытовые холодильники, просто меньше в объеме. А с учетом их стоимости в районе 50 тысяч рублей, рассматривать их смысла не вижу. Но скажу кратко: они могут морозить до -18 градусов, а заядлым рыбакам не подойдут - объемы не те. Рыбаки скорее возьмут морозильный ларь, такой же, какой используют продавцы мороженого.

Я специально не пишу названия моделей, так как рассматриваю только типы холодильников. Но я снял показания по охлаждению продуктов всеми холодильниками и в таблице ниже можно увидеть результаты.

Термобокс

Также можно найти по словам "изотермический контейнер". Представляет из себя хорошо теплоизолированный ящик объемом от 10 до 50 литров с отверстием для слива воды. Самый простой способ использования: закинуть продукты, проложить их аккумуляторами холода (или бутылками с замороженной водой). Также можно использовать сухой лед. Сбоку есть пробка для слива воды или конденсата. Может хранить холод до 32 часов в тени, если не открывать крышку. В принципе, для выезда на день-два с кучей льда подойдет. Но больше этого времени не прослужит, потому что холод закончится.

Плюсы: Разные объемы, легко моется, лёгкий, недорогой, ломаться нечему, сохраняет холод до 32 часов

Минусы: Не морозит, а только изолирует от внешней среды

Термоэлектрический холодильник

Штука популярная и даже продается во многих автомагазинах и супермаркетах. Основой является тот же термобокс, только в верхней крышке смонтирован охлаждающий элемент Пельтье, обдуваемый вентиляторами с двух сторон. Он не может морозить, а только обеспечивает разницу температуры с внешней средой в 13-15 градусов. То есть, если на улице, в тени, где будет стоять кондиционер, будет 30-35 градусов, то внутри будет 18-20 градусов. Поэтому, чтобы сохранить продукты, хорошо бы добавить аккумуляторы холода, которые прежде стоит заморозить в морозилке дома. Некоторые модели умеют работать наоборот, то есть не охлаждать внутренний объем, а разогревать. Модель, которую я тестировал, умеет только охлаждать в двух режимах: ECO и HP (High Power).

Плюсы: Работает от сети 220В и 12В в авто, имеет два режима охлаждения

Минусы: Обеспечивает дельту температур с внешней средой в 13-15 градусов

Гибридный электро-газовый холодильник

Самая интересная модель этого теста, хотя бы потому, что умеет питаться от прикуривателя автомобиля, от сети 220Вольт и от газового баллона. Холодильник, работающий от газа называют абсорбционным. Отдельную статью о принципе работы писать не вижу смысла, так как легко ищется в сети по фразе "абсорбционный холодильник". В моем случае, холодильник был автомобильным, с верхним расположением дверцы. Он работает от обычного газового баллона с пропан-бутаном, который можно заправить на любой газовой автозаправке. Расход газа - менее литра в сутки. Производителем заявлено, что 5-литрового баллона хватит на 7-9 дней работы. Он абсолютно бесшумный и может наморозить даже лёд. Должен обеспечивать дельту с внешней средой в 22-25 градусов.

Плюсы: Действительно охлаждает, бесшумный, работает от электричества и газа

Минусы: большой вес, относительно высокая стоимость

Методика тестирования

Чтобы максимально объективно оценить работу трех разных типов холодильников, была смоделирована следующая ситуация: в качестве продуктов выступали 6 одинаковых бутылок минеральной воды по 1.5 литра. Они обладают достаточной теплоемкостью, при этом можно будет отследить динамику охлаждения. В термобокс были уложены 5 аккумуляторов холода, а термоэлектрический и гибридный холодильники были подключены к сети 220В. Термоэлектрический холодильник работал в режиме максимальной производительности, то есть HP. Температура контролировалась пирометром с точностью измерения в 0.1 градуса. Измерения проводились трижды: при закладке, через 5 часов, через 10 часов. При этом была смоделирована ситуация, когда движение автомобиля длилось 7 часов, а после двигатель выключен и холодильники обесточены. То есть электрохолодильники отработали 7 часов и 3 часа просто хранили холод. Внешняя температура составляла стабильные 22.5 градуса.

Характеристики холодильников

Результаты теста

Выводы

Теперь кратко изложу опыт эксплуатации, впечатления и выводы. Термобокс хорош при выезде на сутки-полтора, когда надо сохранить охлажденные продукты и изначально наморозили льда или аккумуляторы холода. Это просто, дешево и легко. Из результатов видно, что уже спустя 5 часов, аккумуляторы холода отдали весь мороз и начинается постепенный нагрев продуктов. То есть надо брать много льда и открывать холодильник как можно реже.

Вывод 1: Термобокс для коротких выездов, но дёшево и сердито

По поводу термоэлектрического холодильника могу сказать следующее: он неплохо охлаждает за счет вентилятора, но заявленных 15 градусов дельты я не увидел спустя 5 часов. То есть он может немного охладить продукты, но оставлять в нем замаринованный шашлык на пару суток летом я бы не стал. Отлично подойдет дачникам: пока едешь из магазина на дачу или в палаточный лагерь, можно сохранить свежесть продуктов. Не работает без внешнего питания и превращается в термобокс, с той лишь разницей, что стоит несколько дороже. Удобная ручка и форм-фактор ведра - действительно удобно носить и меньше места занимает в багажнике. В конце теста, температура бутылок оказалась выше всех, а это говорит о плохой теплоизоляции и необходимости быть постоянно подключенным к сети. Если же оставить холодильник, подключенным к авто на ночь, то он способен "высосать" весь аккумулятор часов за 6-8, в зависимости от емкости аккумулятора. Хорошо его использовать с компактной солнечной электростанцией - на выезде был положительный опыт, но не у каждого такая электростанция есть.

Вывод 2: Термоэлектрический холодильник подойдет для доставки продуктов до места стоянки.

Ну и звезда теста - это гибридный электро-газовый холодильник. Он абсолютно бесшумный, работает в машине, дома и на природе - вдали от электричества. Работает долго и качественно. В комплекте даже есть маленькая формочка для льда и она не бесполезна: за день можно наморозить лёд на вечерний коктейль. Холодильник больший и вместительный, у него есть регулировки охлаждения. На фото видно, что есть отдельно индикаторы питания для 12 и 220В, а при горении газа стрелка уходит в зеленое поле. Левая рукоятка отвечает за регулировку заморозки при работе от электричества, а правая - за поджиг газа и регулировку охлаждения газом.

Что касается его работы, то он позволяет достичь самой низкой температуры во время активной фазы. Холодильник замораживает продукты все время и не высаживает аккумулятор авто, если подключить его к баллону с газом. То есть это идеальный вариант для стоянок и лагерей длительностью более суток. Крайне желательно расположить холодильник строго горизонтально - для этого даже есть маленький уровень в верхней части. Так эффективность холодильника будет максимальной.

Вывод 3: Лучший холодильник для автономных выездов и обитания на даче без электроэнергии неограниченное время.

Ну и в конце обещанное видео

Катался нынче по Кольцевой линии паренёк. Молитвы читал громко, покачивался.

Работа, видать, такая.

Православненько.

P.S.: Баянометр ругался на фотографию, мол, изображение очень похоже на щупальца космического осьминога. Хм...