서론
열전소자 연구를 시작하고, 실제로 이게 어떻게 생겨먹은 놈인지 찾다보면 간간히 눈에 띄던 열전소자 냉장고 제작후기들.
휴대성이 좋고, 컴프레셔에 비해 간단하게 구입 및 제작이 가능하여 자동차 내부 음료수, 화장품, 캠핌용 냉장고로 쓰이고 있더라~
요즘 캠핑에 관심이 많기도 하고, 한번 직접 만들어 보고 싶은 마음만 계속 갖고 있다가 어느날 갑자기?! 부품 주문과 함께 만들어 버렸다.
준비물
시작을 위한 구매는 일단
1. 공냉식 열전소자 냉각기
- 히트핀 2개 (큰거, 작은거), 열전소자, 팬 2개 (큰거, 작은거) 를 따로 사서 열전소자 히팅면에 큰거를 부착하고 작은거를 냉각면에 부착해서 조립해도 되지만, 조립된 걸 그냥 샀음.
2. 직류전원
- 12V, 6A/ 열전소자 스펙에 맞춰서 사야함)
3. 직류전원 연결 잭
- DC 전원 소켓 5.5 mm*2.1 mm, DC 전원 케이블, DC 터미널 변환 젠더 등등 종류는 다양함.
4. 온도 조절장치
- 아이스박스에 온도센서를 연결하여 내부온도를 특정 온도로 유지할 수 있게 ON/OFF 제어를 해줄 장치
- 필수는 아니지만 없으면 내부 온도 파악도 어렵고, 무조건 차갑게 해주는 냉장고가 되므로 있는게 좋다.
5. 공구
- 아이스 박스에 구멍 낼 연장 (전동 커터가 있음 좋지만 나는 칼로... ㅋㅋㅋ)
- 온도조절장치 전선 꽂는 구멍 돌릴 컴퓨터용 일자 드라이버
- 검정 고무 테이프
- 인두, 납
- 기타 등등 (가위, 목장갑 뭐 이런거..)
배선 작업
제작이 생각보다는 별로 복잡하지 않아서 사진이 많이 없다.
일단 아래와 같이 시작하였음.
제일 어려움을 느낀것은 배선이였지만 아래와 같이하면 된다!
네이버 블로거 디거스레알토 님께서 잘 설명해주신 부분이 있어서 그대로 따라했는데, 올려주신 사진에서 가려진 부분이 있어 유추를 해서 진행해야했다. 위의 사진과 아래의 사진을 통해 따라하시는 분들이 조금 더 쉽게 하실 수 있을 것이라고 기대해본다.
온도센서야 설명서에 어디 꽂으라고 나와있으니 문제가 되지 않는다.
써있는 번호로 설명하면
- 12번: 검정선 하나 물려서 열전소자 냉각기 검정선과 연결
- 11번: DC전원 케이블 빨간선과 연결, 빨간선 하나를 동시에 연결 (즉 한 구멍에 두개 전선이 들어감)
- 10번: 열전소자 냉각기 빨간선과 연결
- 9번: 11번에서 물렸던 빨간선 반대쪽 끝을 연결
위와 같이하면 끝!
연결 후 작동확인해보고 납땜질로 단단히 연결하면 된다. (절연테이프로 마감 마무리)
아이스 박스 DIY
아이스박스는 21L 용량을 구입해서 해봤는데, 좀 더 작은걸 구입하면 10도 미만 온도 유지도 가능할듯하다.
지금 용량으로는 10~15도 선에서 유지되니 참고 바란다. (더 큰 용량은 냉각이 더 안될듯)
(참고로 구매한 열전소자의 Cooling capacity는 50 W 수준)
아이스박스 덮개를 잘 보고 사야한다. 평평해야하고 개페시 열전소자 방열부 히트핀과 팬이 손잡이와 방해가 되지 않는지 등 확인이 필요하다.
또 너무 좋은걸 사면 괜히 단열 잘 된 제품 구멍내서 망치는 것이니 적당한걸 구입했다;
우레탄폼 충진 (단열 보강)
아이스박스에 구멍을 뻥 내놓고, 열전소자 효과에 의한 냉각보다 누기에 의한 열손실이 더 클 것 같은 불안감에 우레탄 폼 충진!
마트에 가니 그리 비싸지 않은 가격에 판매중
충진할 때 나중에 이게 어마어마하게 불어나는 걸 감안해서 절반정도만 채워도 될 것 같다. (사진엔 없지만 어마어마하게 불어남)
완성!
최종본.
원래 온도조절기까지 삽입할 생각이였으나 구멍을 더 냈다가는 오히려 누기가 심해질것 같아서 일단 뚜껑에 글루건으로 고정.
최종 온도 사진이 없는데 20도의 실내에서는 최대 6, 7도까지 내려갔다.
실내외 온도차 약 13~15도.
열전소자 냉각면 히트핀에는 얼음까지 생길정도로 표면온도가 내려가지만 냉각 용량이 작은 열전소자를 사용하였기 때문에 아이스박스에서 새어 나가는 열을 많이 커버할 만큼 성능이 높지는 않다ㅠㅠ
아래 사진은 첫 캠핑 사용할 때 사진.
약 28도의 외기 온도에서 내부 온도 13.7도를 유지 중이다. 아이스 박스를 만져보니 차갑다. 즉 누기가 많다는 의미다.
아무래도 좀 저렴한 아이스박스를 써서 애초에 누기를 떠나서 그냥 열전달이 잘 되는 것 같다 ;;
가정용 냉장고 온도가 4~6도임을 감안하면 낮지 않은 온도이지만, 그래도 온도는 상대적으로 인지하는 것이 크기 떄문에 음료를 차갑게 마시기에는 매우 충분하다!
결론
1. 시중 일반적 열전소자 한개를 공냉식으로 사용시 (50 W 냉각 용량 열전소자) 일반 21 리터 아이스박스에 뚜껑만 폼 충진 한 것으로는 실내외 온도차 15도 정도가 한계.
2. 문제는 소자의 작은 냉각 용량도 있지만 아이스 박스 단열도 문제임. 향후에는 더 큰 사이즈 아이스박스를 구매해서 내부 단열 보강도 하고, 열전소자 냉각 용량도 큰 것으로 구매해서 제작해볼 계획을 갖고 있다.
3. 캠핑장에서 아침에 밍밍하지 않은 물을 마시는 것 정도로 만족스럽다. 반대로 고기류 장시간 보관은 현상태로는 무리인듯 하다.
4. 수냉식이 더 성능이 좋을 것이므로 향후 수냉식으로 업글 예정. 그리고 연구용 열전소자가 혹시 나중에 필요없게되면 주워와서 더 많은 소자로 대용량 아이스박스를 시도해보고자 함.
그럼 이만! =)
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