Как сделать энергоэффективный холодильник своими руками
Вы никогда не задавались вопросом: «Зачем нужен холодильник, когда за окном минус 10»? Такой вопрос вполне закономерен, ведь при круглогодичной работе энергопотребление холодильника огромно. Просто вынести зимой продукты во двор или на балкон — не очень хорошая идея, ведь температура должна быть постоянной и превышать нулевую отметку, чтобы овощи и фрукты не замерзли, а бутылки с напитками не лопались. В данной статье мы расскажем, как своими руками сделать очень экономичный холодильник, который в зимнее время будет охлаждаться за счет холодного воздуха с улицы, а летом работать в обычном режиме. Такой «самодельный» холодильник позволит сэкономить за счет отключения на зимний период штатного компрессора и подключения вентиляторов, которые обеспечивают циркуляцию холодного «забортного» воздуха. Эти вентиляторы работают не от 220, а от 12В, потребляя ток в 500мА по сравнению с 5А, которые нужны компрессору.
Материалы для модернизации холодильника
- мини-холодильник
- 4-дюймовые вентиляционные каналы с двойными стенками и теплоизоляцией
- два 100-миллиметровых компьютерных кулера
- силиконовый герметик
- соединительные зажимы для проводов
- небольшой отрезок 4-дюймовой жестяной трубы
- электрический 3-хильный кабель с сечением жил 2 мм
- кусок фанеры
- двойная распределительная коробка
- трехпозиционный переключатель
- одна стандартная розетка
- длинный отрезок двухжильного провода
- губчатый уплотнитель для окон и дверей или монтажная пена
- старый адаптер на 12В, 500мА
Инструменты для создания энергоэффективного холодильника
- небольшая ножовка
- кусачки
- отвертки (плоская и крестовая)
- вырубные ножницы или ножницы по металлу
Технология снижения энергопотребления холодильника
1. Чтобы снизить энергопотребление холодильника, первым делом нужно закрепить распределительную коробку на задней стенке холодильника.
Поместите коробку возле компрессора (там должно быть свободное место), и наметьте положение отверстий под шурупы. Прикрепите коробку с помощью шурупов по металлу.
Теперь нужно подключить переключатель к розетке. Отрежьте два 60-сантиметровых куска трехжильного кабеля. С одного из отрезков снимите общую изоляцию. У вас в общем должно получиться 6 проводов (3 в изоляции и 3 без нее).
Возьмите провод заземления, который вы достали из изоляции и на одном его конце сделайте небольшую петельку, в которую можно вставить зеленый шуруп 3-позиционного переключателя. Затяните шуруп, чтобы провод надежно зафиксировался.
Обрежьте провод, который вы только что подключили, до длины около 80 мм. На другом конце провода тоже сделайте петельку. Вставьте в петельку зеленый шуруп от розетки и наживите его (пока не затягивайте)
Возьмите кабель, на котором осталась изоляция, и обрежьте около 80 мм. Затем снимите около 10 мм изоляции с белого и черного проводов, снимите бумажную обмотку с провода заземления.
На конце провода заземления сделайте петельку. Наденьте петельку на зеленый шуруп розетки, который вы наживили ранее.
Возьмите вытянутый из обмотки черный провод и подсоедините его к одной клемме переключателя (не к той, которая расположена отдельно от других).
Возьмите второй черный провод, который все еще находится в обмотке с двумя другими проводами), и прикрутите к латунному шурупу (фазе) на розетке.
Отрежьте около 80 мм белого провода. Снимите обмотку с обоих концов и подключите один конец ко второй клемме переключателя, а второй — к серебристому шурупу розетки.
Возьмите оставшийся белый провод, зачистите концы и присоедините к расположенной отдельно от других клемме переключателя (в эту клемму должен быть ввинчен черный шуруп).
Протяните провода через отверстие в распределительной коробке. Иногда отверстия закрыты заглушками, которые можно удалить с помощью отвертки.
2. Снимите изоляцию со свободных концов проводов, которые вы вывели из распределительной коробки.
Снимите крышку, закрывающую провода, подключенные к двигателю.
Обрежьте и снимите изоляцию с конца зеленого провода, являющегося частью кабеля питания холодильника. Возьмите неизолированный провод (у которого была бумажная обмотка), подключенный к розетке, и соедините его с зеленым проводом с помощью соединительного зажима.
Теперь возьмите черный провод кабеля питания холодильника и черный провод, который подключается непосредственно к двигателю. Обрежьте и зачистите оба конца. Прикрутите к ним черный провод (из кабеля, с которого не снимали основную изоляцию), и соедините все три конца с помощью соединительного зажима.
Теперь возьмите черный провод, который идет к мотору, обрежьте и зачистите концы. Возьмите черный провод, на котором нет коннектора для подключения к двигателю и срастите его с белым проводом, идущим к розетке.
Возьмите черный провод, подключенный к розетке и соедините с черным проводом, на конце которого есть коннектор для подключения к двигателю.
Если у вас есть вольтметр, можете подключить холодильник к сети и проверить, запитается ли термостат. Вы должны зафиксировать напряжение на термостате равное 220 В.
Убедитесь, что ваша цепь соответствует схеме, представленной ниже.
3. На правой стенке вашего «экономичного» холодильника поставьте отметку на расстоянии 100 мм от дверцы и 25 мм от низа.
Возьмите жестяную трубу и установите торцом на отметку. Наметьте контур трубы карандашом.
Внутри размеченной окружности просверлите отверстие.
Отверстие нужно для того, чтобы можно было начать резать обшивку ножницами.
Сверлить и резать нужно осторожно, так как внутри стенок холодильника могут располагаться трубки с хладагентом, которые повредить нельзя. Сначала разрежьте внешнюю обшивку, затем попытайтесь выпилить или вырезать уплотнитель по периметру отверстия. Режьте медленно, проверяя, не наткнетесь ли на трубку. Если через пропил все же проходит трубка (как на фото), нужно будет позже сделать пазы в соответствующих местах жестяной трубы.
Выпилите такое же отверстие для выпускного канала на верхней стенке холодильника. Это отверстие расположите на расстоянии около 200 мм от дверцы и 25 мм от левой стенки.
Теперь в отверстия нужно вставить отрезки жестяной трубы. Вставьте трубу в отверстие и сделайте отметку на расстоянии около 100 мм от внешней обшивки холодильника. Обрежьте трубу по нанесенной разметке. Ту же операцию повторите для второго отверстия.
Если наткнулись на трубки с хладагентом, не забудьте сделать пропилы в жестяных трубах.
Вставьте трубы в отверстия и заделайте швы силиконовым герметиком с внешней и внутренней стороны.
4. Самодельный холодильник в принципе готов, теперь можно приступать к установке кулеров. Замерьте проем, в который будете устанавливать вентиляционные каналы. Выпилите кусок фанеры соответствующего размера.
На фанере разметьте два отверстия диаметром, соответствующим диаметру жестяной трубы. Расположите отверстия одно над другим. Верхнее отверстие будет выпускным, а нижнее — впускным.
Снимите внутренние заслонки и защитную сетку с вентиляционных решеток. Вырежьте кусок москитной сетки по размеру вентиляционных решеток. Установите москитную сетку под пластиковые решетки. Установите горловины решеток в отверстия в фанере.
5. Отрежьте два куска жестяной трубы длиной около 100 мм.
Возьмите два кулера, удлините провода (так чтобы подключенный адаптер можно было вставить в розетку на холодильнике).
Поместите кулеры в жестяные трубы. Если нужно, обрежьте углы. Зазоры между кулером и трубой можно заполнить губчатым уплотнителем или монтажной пеной.
Вставьте трубы с вентиляторами в горловины вентиляционных решеток.
Установите холодильник на место. Желательно, чтобы холодильник находился поближе к окну или вентиляционному отверстию, через которое будет осуществляться подача воздуха с улицы. Один конец гибкого вентиляционного канала наденьте на трубу, вставленную во впускное отверстие холодильника. Обрежьте канал так, чтобы его можно было присоединить к трубе с вентилятором. То же самое сделайте и с другим вентиляционным каналом.
По периметру фанеры нанесите монтажную пену или проклейте поролоновый уплотнитель. Вставьте фанеру с вентиляторами в окно или проем так, чтобы она села плотно и не было никаких зазоров и щелей. Если нужно, зафиксируйте фанеру клиньями или привинтите шурупами.
Подключите по два провода от каждого вентилятора к адаптеру. Подключите адаптер к розетке, смонтированной на задней панели холодильника, и установите трехпозиционный переключатель в такое положение, чтобы вентиляторы заработали. Наденьте свободные концы вентиляционных каналов на трубы с вентиляторами.
Поздравляем. Теперь зимой ваш холодильник будет потреблять намного меньше энергии, ведь ему не придется охлаждать и без того холодный воздух. Если вы хотите еще больше усовершенствовать холодильник, можно установить реле, которое будет автоматически переводить систему в «зимний режим» в зависимости от температуры на улице.
А если хотите совсем не расходовать электричество зимой, можно подключить вентиляторы к солнечной батареи на полампера.
Источник
Устройство охлаждения домашнего холодильника
При эксплуатации холодильников наблюдается преждевременный выход из строя от перегрева электродвигателя компрессора. Стеснённые условия эксплуатации, недостаточное расстояние от решётки радиатора охладителя до стены помещения, отсутствие принудительной вентиляции приводит к перегреву электродвигателя холодильника.
На крупных холодильных установках наличие вентилятора для принудительного охлаждения хладагента позволяет поддерживать температуру в камерах охлаждения в соответствии с требованиями по хранению продуктов.
Отсутствие принудительного охлаждения компрессора и радиатора упрощает эксплуатационные характеристики бытового холодильника и его цену, но снижает срок его эксплуатации, что выгодно изготовителю.
Вторым отрицательным фактором отсутствия принудительного охлаждения является высокое энергопотребление при длительной работе компрессора.
Предлагаемое устройство дополнительного охлаждения радиатора и компрессора холодильника потребляет от сети не более 20 ватт мощности. Простое электронное устройство позволяет ускорить охлаждение хладагента холодильных камер, снижает время работы компрессора.
Принцип работы устройства охлаждения основан на автоматическом включении принудительного обдува радиатора после включения компрессора. После отключения компрессора устройство переходит в дежурный режим с небольшим энергопотреблением.
Характеристики устройства:
Напряжение питания 220/12Вольт.
Потребляемая мощность макс. 20 ватт.
Производительность вентилятора 2,7 м.куб / мин.
В состав принципиальной схемы входит: датчик тока Т1; усилитель напряжения датчика тока на оптопаре U1; ждущий мультивибратор на аналоговом таймере DA1, с элементами установки оборотов вентилятора и выходной усилитель мощности на транзисторе VT1.
На светодиоде HL1 выполнена индикация включения вентилятора М1. Источник питания выполнен на силовом трансформаторе Т2 с последующей стабилизацией напряжения аналоговой микросхемой DA1.
В момент запуска холодильника от внутреннего датчика температуры (термореле ) в цепи сетевого питания возникает почти пятикратный бросок тока, который создаёт напряжение на обмотке 1 и 2 трансформатора тока Т1, нагрузкой обмотки 2 является резистор R1. Выпрямленное диодным мостом VD1 переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора тока Т1 через токоограничительный резистор R2 поступает на светодиод оптопары U1и ограничивается стабилитроном VD4.
Установка оптопары на входе схемы устройства обеспечивает гальваническую развязку схемы от электрических сетей высокого напряжения. В данной схеме трансформатор тока Т1 не обладает достаточными параметрами защиты от пробоя, оптопара U1 выполняет функции дополнительной гальванической развязки, имея изоляцию в 10 мОм. Положительные свойства использования вентиляторов от компьютеров — большая производительность, слабый акустический шум, длительная работа, отсутствие узлов с применением смазки, отсутствие коллектора. Потребляемый ток при производительности в 2,7 м.куб/мин не превышает 100 мА при 2700 об/мин, тип JA-1238S22H размером 120*120*38 мм -от компьютерных блоков питания. На роторе бесколлекторного двигателя — вентилятора имеются постоянные магниты, на статоре – обмотки. Электронный узел определяет положение ротора с помощью датчика Холла, а электронная схема на транзисторах переключает обмотки статора в соответствии с вектором индукции постоянных магнитов ротора.
Ждущий мультивибратор выполнен на аналоговом интегральном таймере DA2, в исходном состоянии на выходе 3 микросхемы присутствует напряжение близкое к нулю, так как в начальный момент подачи питания на входе 2 нижнего компаратора напряжение больше 1/3Uп, ( поступает с положительной шины питания через резистор R3 ), внутренний транзистор оптопары в этот момент закрыт и имеет высокое сопротивление цепи.
Появление напряжения на обмотке 2 трансформатора тока Т1 вызывает открытие транзисторного ключа оптопары U1 и снижение напряжения на входе 2 нижнего компаратора аналогового таймера почти до нуля, внутренний триггер таймера DA2 переключится, напряжение на выходе 3 примет высокий уровень. Конденсатор С4 времязарядной цепи со временем Т = 1,1 (R4+R5)C4 зарядится до уровня 2/3 Uп и при переключении триггера по входу 6 верхнего компаратора срабатывает внутренний разрядный транзистор таймера и конденсатор С4 разрядится через ограничительный резистор R6. Поскольку с диодного моста VD1 на вход оптопары U1 поступают импульсы с частотой 100 Герц, то очередной импульс вновь запускает микросхему таймера по входу 2 DA2 и на выходе 3 микросхемы появится высокий уровень. Длительность выходного импульса можно изменить регулятором оборотов R5, что приведёт к изменению скорости вращения мотора вентилятора. Напряжение запуска электродвигателя М1 вентилятора превышает уровень в пять вольт, из-за наличия внутренней схемы. При меньшем напряжении вентилятор будет работать неустойчиво или не вращаться. Эту особенность следует учесть при установке минимальных оборотов двигателя.
Для снижения паузы между положительными периодами высокого уровня на выходе 3 DA2, разряд конденсатора С4 выполнен в обход ( через диод VD4) резистора R5.
Выходной транзистор VT1 нагружен электродвигателем вентилятора М1.
Трансформатор тока Т1 выполнен из неисправного трансформатора от сетевого адаптера, первичная (сгоревшая) обмотка удаляется, а один из проводов питания холодильника наматывается двумя витками на каркас, ш- образные пластины железа собираются уже не в перехлёст, а в пачку, одинарные пластины стыкуются через газетную прокладку для устранения перемагничивания трансформатора тока и стягиваются хомутом.
Проверку работы принципиальной схемы следует начать с прямого запуска электродвигателя вентилятора от напряжения 12 вольт, далее подключив в схему следует замкнуть кратковременно вывод 2 таймера на минус питания, загорание индикатора HL1 и непродолжительное вращение вентилятора свидетельствует о исправности задействованных элементов схемы. Напряжение в 2-3 вольта на конденсаторе С1,при наличии нагрузки в виде лампы на 150 ватт (вместо холодильника), должно периодически запускать таймер.
При недостаточном напряжении на конденсаторе С1, добавить два — три витка провода сетевой обмотки 1Т1 на высоковольтной катушке трансформатора Т1, регулятором оборотов R5 установить максимальные обороты вентилятора при минимальном шуме.
Плату печатного монтажа со схемой закрепить внутри подходящего по габаритам пластмассового корпуса, в нём -же установить силовой трансформатор Т2, светодиод0 и регулятор скорости установить на передней панели устройства. Питание на трансформатор Т2 можно подать с тройника удлинителя, в нём же установить трансформатор тока Т1. Вентилятор «М» закрепить над компрессором холодильника так, чтобы воздух подавался вверх от компрессора, вдоль решётки радиатора — для интенсивного снижения температуры. Корпус с электронной схемой желательно установить рядом с компрессором, в нижней части холодильника.
Вентилятор можно закрепить на коробочке (мыльнице) как на фото, светодиод HL1 заменить на четыре разноцветных светодиода последовательно, это будет выглядеть как ночничок и дополнительно проветривать помещение.
Вентилятор на фото вращается, но из-за большой скорости цифровой съёмки кажется неподвижным, на видео вращение нормально.
Источник