เครื่องทำความเย็นแบบตั้งโต๊ะแบบตั้งโต๊ะ: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

บทนำ: เมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อน ลูกสาวของฉันเป็นหวัด และเธอไม่ต้องการให้ฉันเปิดเครื่องทำความเย็นแบบระเหยหลัก ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างถูกและมีประสิทธิภาพในการทำให้บ้านเย็นในที่แห้งและในทะเลทราย เช่น ภูมิอากาศแบบเตหะราน ดังนั้นในขณะที่ฉันรู้สึกแย่มาก เนื่องจากอากาศร้อนภายในห้อง ฉันจึงต้องทำงาน แม้แต่พัดลมเล็กๆ ที่ฉันทำไว้ให้เย็นแบบเฉพาะจุดก็ไม่ช่วยอะไร และฉันก็เหงื่อออกราวกับตกนรก จู่ๆ ก็มีความคิดแวบหนึ่งเข้ามาในใจฉัน ความคิดที่ว่า "ทำไมฉันถึงไม่สร้างโต๊ะทำงานขนาดเล็กให้เย็นลง" และทำให้ตัวเองเป็นอิสระจากผู้อื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่คนอื่นไม่ชอบความเย็นของโลกในสภาพแวดล้อมของเรา ดังนั้นฉันจึงเริ่มเตรียมซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เพื่อทำให้เย็นลง ขั้นตอนแรกของฉันคือการวาดคร่าวๆ และดูว่าฉันต้องการอะไร และหลังจากวาดแล้ว ฉันตัดสินใจที่จะทำให้มันเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้มันพอดีกับโต๊ะของฉันหรือข้างๆ โต๊ะของฉัน ฉันใช้เวลาหนึ่งเดือนในการออกแบบและวัสดุที่จำเป็นให้เสร็จ ขณะที่ฉันซื้อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จากตลาดภายใน และใช้กล่องขยะสำหรับชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ฉันติดอยู่เพราะไม่มีปั๊มชนิดที่ฉันต้องการ และไซต์ส่วนใหญ่หมดแล้ว จนกระทั่งซัพพลายเออร์รายหนึ่งแจ้งให้ฉันทราบเกี่ยวกับการเพิ่มเข้าไปในขอบเขตการจัดหา ดังนั้นทุกอย่างก็พร้อมสำหรับการเริ่มต้นทำ แม้ว่าฉันจะเตรียมชิ้นส่วนเครื่องจักรกลไว้เป็นส่วนใหญ่แล้วก็ตาม ต่อไปนี้ ฉันได้รวมขั้นตอนต่อไปนี้:

1- ทฤษฎีการทำความเย็นแบบระเหย

2 - คำอธิบายการออกแบบของฉัน

3 - วงจรอิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์

4 - รายการวัสดุและราคา

5 - เครื่องมือที่จำเป็น

6 - วิธีทำ

7 - การวัดและการคำนวณ

8 - บทสรุปและข้อสังเกต

ขั้นตอนที่ 1: ทฤษฎีการทำความเย็นแบบระเหย

อุปกรณ์ทำความเย็นด้วยอากาศแบบระเหย ที่เรียกกันทั่วไปว่าเครื่องล้างอากาศหรือเครื่องทำความเย็นแบบระเหย อุปกรณ์นี้สามารถใช้เพื่อให้อากาศเย็นที่เหมาะสมโดยการระเหยน้ำโดยตรงในกระแสลมที่จ่ายเข้ามา ใช้สเปรย์หรือพื้นผิวที่เปียกเบื้องต้นเพื่อให้เกิดการสัมผัสโดยตรงระหว่างน้ำหมุนเวียนกับอากาศที่จ่าย น้ำจะถูกหมุนเวียนซ้ำอย่างต่อเนื่องจากอ่างหรือบ่อโดยมีการเพิ่มการไหลของน้ำเล็กๆ เพื่อชดเชยน้ำที่สูญเสียไปจากการระเหยและเป่าลง การหมุนเวียนของน้ำส่งผลให้อุณหภูมิของน้ำเท่ากับอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศที่เข้ามา อุปกรณ์ทำความเย็นแบบอากาศระเหยโดยทั่วไปจะจำแนกตามวิธีที่น้ำเข้าสู่อากาศจ่าย เครื่องล้างอากาศใช้สเปรย์น้ำ บางครั้งใช้ร่วมกับสื่อ รวมอยู่ในหมวดหมู่นี้ ได้แก่ เครื่องซักผ้าแบบสเปรย์และเครื่องซักผ้าแบบเซลล์ เครื่องทำความเย็นแบบระเหยใช้สื่อแบบเปียก รวมอยู่ในหมวดหมู่นี้ ได้แก่ เครื่องทำความเย็นแบบแผ่นเปียก เครื่องทำความเย็นแบบสลิงเกอร์ และเครื่องทำความเย็นแบบหมุน ความจุของอุปกรณ์นี้มักจะกำหนดเป็นปริมาณอากาศที่ไหลผ่าน (cfm) เอฟเฟกต์การระบายความร้อนถูกกำหนดโดยอุณหภูมิกระเปาะแห้งที่ปล่อยออกมาของอากาศนี้เข้าใกล้อุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศที่เข้ามาใกล้แค่ไหน ซึ่งเรียกว่าประสิทธิภาพความอิ่มตัว ประสิทธิภาพความอิ่มตัว หรือปัจจัยด้านประสิทธิภาพ

ปัจจัยด้านประสิทธิภาพ = 100 *(tin – tout)/(tin – twb)

เช่น. หากอุณหภูมิกระเปาะแห้งของอากาศคือ 100oF และกระเปาะเปียกแบบแห้งของมันคือ 65oF และเราใช้เครื่องล้างอากาศซึ่งผลิตกระเปาะแห้งของเต้าเสียบที่ 70oF ปัจจัยด้านประสิทธิภาพหรือประสิทธิภาพของอุปกรณ์นี้จะเป็น:

พี.เอฟ. = 100 * (100 – 70) / (100-65) = 85.7%

ค่าสำหรับประสิทธิภาพนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบเฉพาะของอุปกรณ์แต่ละชิ้นและต้องได้รับจากผู้ผลิตหลายราย ขอแนะนำว่าการกำหนดผลการระบายความร้อนสำหรับอุปกรณ์นี้จะขึ้นอยู่กับค่า 2.5 เปอร์เซ็นต์ของอุณหภูมิกระเปาะเปียกที่ออกแบบในช่วงฤดูร้อนที่ ASHRAE แนะนำ เมื่อเลือกใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบระเหยสำหรับเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศ เครื่องล้างด้วยอากาศจะเป็นตัวเลือกที่น่าจะเป็นไปได้สำหรับอุปกรณ์ทำความเย็น มีอยู่ในความจุที่เกี่ยวข้องกับกระแสลมขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับระบบทำความเย็นแบบระเหย พวกเขาสามารถตกแต่งเป็นโมดูลแยกต่างหากหรือเป็นหน่วยบรรจุพร้อมพัดลมและปั๊มหมุนเวียนตามความจำเป็นเพื่อให้เหมาะกับการใช้งาน เครื่องล้างอากาศแบบสเปรย์ประกอบด้วยตัวเรือนซึ่งหัวฉีดละอองน้ำจะฉีดน้ำเข้าไปในกระแสลม มีชุดเครื่องกำจัดอยู่ในช่องระบายอากาศเพื่อขจัดความชื้นที่กักขัง แอ่งหรือบ่อเก็บน้ำที่พ่นออกมา ซึ่งตกลงมาจากแรงโน้มถ่วงผ่านอากาศที่ไหลผ่าน ปั๊มหมุนเวียนน้ำนี้ ความเร็วลมผ่านเครื่องซักผ้าโดยทั่วไปอยู่ในช่วงตั้งแต่ 300 fpm ถึง 700 fpm สามารถจัดเตรียมชุดจัดการลม (พัดลม ตัวขับ และปลอกหุ้ม) ให้เข้ากับเครื่องล้างอากาศได้ ในความจุที่เล็กกว่า (สูงสุดประมาณ 45,000 cfm) หน่วยบรรจุพร้อมพัดลมในตัว แต่ไม่มีอ่างล้างหน้าหรือปั๊ม หน่วยเหล่านี้ทำงานที่ความเร็วลมสูงถึง 1, 500 fpm โดยช่วยประหยัดน้ำหนักอุปกรณ์และพื้นที่ที่ต้องการ เครื่องล้างอากาศแบบเซลล์ประกอบด้วยตัวเรือนซึ่งกระแสลมไหลผ่านชั้นของเซลล์ที่บรรจุด้วยไฟเบอร์กลาสหรือตัวกลางที่เป็นโลหะ ซึ่งถูกทำให้เปียกด้วยน้ำสเปรย์ มีชุดเครื่องกำจัดอยู่ในช่องระบายอากาศเพื่อขจัดความชื้นที่กักขัง อ่างหรือบ่อเก็บน้ำในขณะที่ระบายออกจากเซลล์ และปั๊มหมุนเวียนน้ำนี้ ความเร็วลมผ่านวงแหวนรองโดยทั่วไปอยู่ในช่วงตั้งแต่ 300 fpm ถึง 900 fpm ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเซลล์และวัสดุ และความเอียงของเซลล์ที่สัมพันธ์กับการไหลของอากาศ ในความจุที่เล็กกว่า (สูงสุดประมาณ 30, 000 cfm) เครื่องซักผ้าเหล่านี้สามารถจัดหาพัดลม ไดรฟ์ และปั๊มเป็นหน่วยบรรจุอย่างสมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้วเครื่องซักผ้าแบบสเปรย์จะมีทุนและค่าบำรุงรักษาต่ำกว่าเครื่องซักผ้าแบบเซลล์ ความดันอากาศที่ลดลงผ่านสเปรย์ตามปกติก็ต่ำกว่าเช่นกัน เครื่องซักผ้าแบบเซลล์โดยทั่วไปมีประสิทธิภาพในการอิ่มตัวที่สูงกว่า ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิกระเปาะแห้งในอากาศที่ลดลงเล็กน้อย แต่มีความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่าชนิดสเปรย์ที่มีความจุเทียบเท่ากัน เครื่องซักผ้า การเลือกประเภทของเครื่องซักผ้าขั้นสุดท้ายควรขึ้นอยู่กับการประเมินทางเศรษฐกิจของทั้งการติดตั้ง (รวมถึงห้องอุปกรณ์) และต้นทุนการดำเนินงานสำหรับแต่ละประเภท

การทำความเย็นแบบระเหยตามที่อ่านในแผนภูมิ PSYCHOMETRIC: การทำความเย็นแบบระเหยจะเกิดขึ้นตามแนวอุณหภูมิกระเปาะเปียกหรือเอนทาลปีคงที่ เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณพลังงานในอากาศ พลังงานถูกเปลี่ยนจากพลังงานที่รับรู้เป็นพลังงานแฝงเท่านั้น ปริมาณความชื้นในอากาศจะเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำระเหย ซึ่งส่งผลให้ความชื้นสัมพัทธ์เพิ่มขึ้นตามเส้นอุณหภูมิกระเปาะเปียกคงที่ เมื่อพิจารณาชุดเงื่อนไขและนำกระบวนการทำความเย็นแบบระเหยไปประยุกต์ใช้ เราจะเห็นภาพที่ชัดเจนขึ้นว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

ขั้นตอนที่ 2: คำอธิบายการออกแบบของฉัน

การออกแบบของฉันใช้สองส่วนที่ 1 - เครื่องกลและเทอร์โมไดนามิกส์ และ 2 - ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

1-เครื่องกลและอุณหพลศาสตร์: เท่าที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อเหล่านี้ ฉันพยายามทำให้มันง่ายที่สุด เช่น ใช้ขนาดที่เล็กที่สุดเพื่อให้อุปกรณ์สามารถวางบนโต๊ะหรือโต๊ะได้อย่างง่ายดาย โดยมีขนาด 20*30 เซนติเมตร และ ส่วนสูง 30 ซม. การจัดเรียงของระบบมีเหตุผล กล่าวคือ อากาศถูกดึงเข้าไปภายในและผ่านแผ่นเปียกแล้วเย็นลงโดยการระเหย จากนั้นความร้อนที่รับรู้ลดลงที่อุณหภูมิแห้งของมันลดลง ร่างกายของส่วนล่างจะมีรูพรุนจึงช่วยได้ อากาศเข้าไปภายในเครื่องทำความเย็นและเส้นผ่านศูนย์กลางของรูคือ 3 ซม. สำหรับแรงดันตกอย่างน้อยส่วนบนประกอบด้วยน้ำและด้านล่างมีรูเล็ก ๆ จำนวนมากรูเหล่านี้ตั้งอยู่เพื่อให้การกระจายของน้ำเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอและหยดลงบน แผ่นเปียกในขณะที่น้ำส่วนเกินที่รวบรวมไว้ที่ด้านล่างของช่องด้านล่างถูกสูบไปยังภาชนะด้านบนจนน้ำทั้งหมดระเหยและผู้ใช้เทน้ำลงในภาชนะด้านบน ปัจจัยด้านประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยนี้จะทดสอบและคำนวณในภายหลังเพื่อดูประสิทธิภาพของการออกแบบนี้ วัสดุของตัวเครื่องเป็นแผ่นโพลีคาร์บอเนตที่มีความหนา 6 มม. เพราะอย่างแรกคือทนต่อน้ำ รองลงมาก็ตัดได้ง่ายด้วยมีดคัตเตอร์และด้วยการใช้กาวสามารถเกาะติดกันได้อย่างถาวรด้วยโครงสร้างที่แข็งแรงและมั่นคงดี ความจริงที่ว่าแผ่นเหล่านี้สวยและเรียบร้อย ด้วยเหตุผลทางโครงสร้างและความสวยงาม ฉันจึงใช้ท่อไฟฟ้าขนาด 1 ซม. โดยไม่มีฝาปิดเป็นกรอบสำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ดังที่เห็นในรูปภาพ ฉันใช้การออกแบบแบบเลื่อนเพื่อเชื่อมต่อภาชนะด้านบนกับด้านล่างเพื่ออำนวยความสะดวกในการแยกภาชนะทั้งสองนี้โดยไม่ต้องใช้สกรูและตัวขับสกรู ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือ ฉันใช้แผ่นพลาสติกสำหรับด้านล่างของภาชนะด้านล่างทำ ปิดผนึกเพราะความพยายามของฉันในการปิดผนึกด้วยแผ่นโพลีคาร์บอเนตไม่สำเร็จและถึงแม้จะใช้กาวซิลิโคนจำนวนมาก แต่ก็ยังมีการรั่วไหลอยู่บ้าง

ส่วนทางอุณหพลศาสตร์ของการออกแบบนี้สำเร็จและเป็นจริงโดยการวางเซ็นเซอร์ในลักษณะ (อธิบายไว้ด้านล่าง) เพื่ออ่านอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ในสองตำแหน่งและโดยใช้แผนภูมิไซโครเมทริกสำหรับตำแหน่งของฉัน (เตหะราน) และค้นหาอุณหภูมิกระเปาะเปียก ของอากาศที่เข้ามาแล้วโดยการวัดสภาพของอากาศที่ส่งออกสามารถคำนวณประสิทธิภาพของอุปกรณ์นี้ได้ อีกเหตุผลหนึ่งที่จะรวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์คือการวัดสภาพของห้องแม้ในขณะที่ปิดเครื่องและนี่เป็นสิ่งที่ดี ดัชนีอุณหพลศาสตร์สำหรับบุคคลในห้องของเขา/เธอ สิ่งสุดท้ายและไม่ใช่น้อยที่สุดคือเซ็นเซอร์สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นนี้ได้โดยการลองผิดลองถูก เช่น การเปลี่ยนตำแหน่งแผ่นเปียกและการกระจายของหยดน้ำ ฯลฯ เป็นต้น

2 - ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์: สำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ ส่วนไฟฟ้านั้นง่ายมาก พัดลมคือพัดลมแกน 10 ซม. ที่ใช้สำหรับระบายความร้อนด้วยคอมพิวเตอร์และปั๊มที่ใช้สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์หรือพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำขนาดเล็ก เท่าที่เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากฉันเป็นเพียงงานอดิเรกเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถออกแบบวงจรที่สร้างขึ้นเองได้และมีเพียงฉันเท่านั้นที่ใช้วงจรสถานะเดิมและปรับให้เข้ากับกรณีของฉันโดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยโดยเฉพาะซอฟต์แวร์สำหรับคอนโทรลเลอร์ซึ่งคัดลอกมาจาก แหล่งที่มาของอินเทอร์เน็ต แต่ได้รับการทดสอบและใช้งานด้วยตัวเอง ดังนั้นวงจรเหล่านี้และซอฟต์แวร์จึงได้รับการทดสอบและปลอดภัยและถูกต้อง สำหรับทุกคนที่สามารถตั้งโปรแกรมตัวควบคุมและมีโปรแกรมเมอร์ได้ อีกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือตำแหน่งของเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งฉันตัดสินใจวางบนบานพับสำหรับการอ่านสองครั้ง เช่น การอ่านในห้องและการอ่านค่าอากาศออก (ปรับอากาศ) นี่อาจเป็นนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับโครงการที่รู้จัก ในอินเตอร์เน็ต.

ขั้นตอนที่ 3: วงจรไฟฟ้าวงจรและซอฟต์แวร์

1 - ฉันได้แบ่งวงจรสำหรับการวัดอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ออกเป็นสามส่วนแล้วเรียกมันว่า a) แหล่งจ่ายไฟ b) ไมโครคอนโทรลเลอร์และวงจรเซ็นเซอร์ และ c) เจ็ดส่วนและไดรเวอร์ เหตุผลก็คือฉันใช้แผงเจาะรูขนาดเล็ก ไม่ใช่ PCB ดังนั้นฉันจึงต้องแยกชิ้นส่วนเหล่านี้เพื่อให้ง่ายต่อการสร้างและการบัดกรี จากนั้นการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดทั้งสามนี้ใช้สายจัมเปอร์ของเขียงหั่นขนมหรือสายเขียงหั่นขนมซึ่งดีสำหรับการแก้ปัญหาในภายหลังของแต่ละวงจรและการเชื่อมต่อดีพอ ๆ กับการบัดกรี.

คำอธิบายสั้น ๆ ของแต่ละวงจรดังต่อไปนี้:

วงจรจ่ายไฟประกอบด้วย IC ควบคุม LM7805 เพื่อผลิตแรงดันไฟฟ้า +5V จากแรงดันไฟฟ้าอินพุต 12V และเพื่อกระจายแรงดันไฟฟ้าอินพุตนี้ไปยังพัดลมและปั๊ม LED1 ในวงจรนั้นเป็นตัวบ่งชี้สถานะการเปิดเครื่อง

วงจรที่สองประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (PIC16F688) และเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น DHT11 และโฟโตเซลล์ DHT11 เป็นเซนเซอร์วัดต้นทุนต่ำในช่วง 0 - 50% โดยมี + หรือ - 2 องศาเซนติเกรด และความชื้นสัมพัทธ์ 20 - 95% (ไม่กลั่นตัว) มีความแม่นยำ +/- 5% เซนเซอร์ให้ดิจิตอลสอบเทียบอย่างเต็มที่ เอาต์พุตและมีโปรโตคอล 1-wire ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของตนเองสำหรับการสื่อสาร PIC16F688 ใช้พิน RC4 I/O เพื่ออ่านข้อมูลเอาต์พุต DHT11 โฟโตเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟในวงจร แรงดันไฟบน R4 จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับปริมาณแสงที่ตกบนโฟโตเซลล์ ความต้านทานของตาแมวทั่วไปจะน้อยกว่า 1 K Ohm ภายใต้สภาพแสงจ้า ความต้านทานของมันสามารถสูงถึงหลายร้อย K ภายใต้สภาวะที่มืดมาก ดังนั้นสำหรับการตั้งค่าปัจจุบัน แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน R4 สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 0.1 V (ในสภาวะที่มืดมาก) ถึงมากกว่า 4.0 V (ในสภาพที่สว่างมาก) ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F688 อ่านแรงดันไฟฟ้าแอนะล็อกนี้ผ่านช่อง RA2 เพื่อกำหนดระดับการส่องสว่างโดยรอบ

วงจรที่สาม ได้แก่ เซเว่นเซ็กเมนต์และวงจรขับประกอบด้วยชิป MAX7219 ที่สามารถขับเคลื่อนจอแสดงผล LED 7 เซ็กเมนต์สูงสุดแปดตัวได้โดยตรง (ประเภทแคโทดทั่วไป) ผ่านอินเทอร์เฟซแบบอนุกรม 3 สาย รวมอยู่ในชิปด้วยตัวถอดรหัส BCD, วงจรสแกนมัลติเพล็กซ์, ไดรเวอร์เซ็กเมนต์และตัวเลข และ RAM แบบคงที่ 8*8 เพื่อเก็บค่าตัวเลข ในวงจรนี้ พิน RC0, RC1 และ RC2 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนสายสัญญาณ DIN, LOAD และ CLK ของชิป MAX7219

วงจรสุดท้ายเป็นวงจรสำหรับควบคุมระดับปั๊ม ฉันสามารถใช้รีเลย์เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนั้นได้ แต่ต้องใช้สวิตช์ระดับ และมันก็ไม่มีในสเกลจิ๋วปัจจุบัน ดังนั้นโดยใช้ตัวจับเวลา 555 และทรานซิสเตอร์ BC548 สองตัวและรีเลย์เพื่อแก้ไขปัญหาและ เพียงแค่ปลายสายเขียงหั่นขนมก็เพียงพอที่จะบรรลุการควบคุมระดับน้ำในถังด้านบน

ไฟล์ hex ของซอฟต์แวร์สำหรับ PC16F688 ถูกรวมไว้ที่นี่ และสามารถคัดลอกและป้อนโดยตรงในคอนโทรลเลอร์นี้ เพื่อให้ได้ฟังก์ชันที่กำหนด

ขั้นตอนที่ 4: รายการวัสดุและรายการราคา

มีการอธิบายรายการวัสดุและราคาของพวกเขา แน่นอนว่าราคาทำขึ้นเทียบเท่ากับเงินดอลลาร์สหรัฐ เพื่อให้ผู้ชมจำนวนมากในอเมริกาเหนือสามารถประเมินราคาของโครงการนี้ได้

1 - แผ่นโพลีคาร์บอเนตความหนา 6 มม. 1 ม. คูณ 1 ม. (รวมของเสีย): ราคา = 6$

2 - ท่อส่งไฟฟ้า กว้าง 10 มม. 10 ม.: ราคา = 5 $

3 - แพด (ควรปรับให้เหมาะกับการใช้งานนี้ ดังนั้นฉันจึงซื้อหนึ่งแพ็กซึ่งมี 3 แพด และตัดหนึ่งอันตามขนาดของฉัน) ราคา = 1$

ท่อโปร่งใส 4 - 25 ซม. ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของหัวฉีดเอาต์พุตปั๊ม (ในกรณีของฉัน 11.5 มม. ราคา = 1$

5 - พัดลมระบายความร้อนเคสคอมพิวเตอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้า 12 V และกระแสไฟ 0.25 A ที่มีกำลัง 3 W เสียงรบกวน = 36 dBA และความดันอากาศ = 3.65 mm H2O, cfm = 92.5 ราคา = 4 $

6 - ปั๊มจุ่ม 12 V DC หัว = 0.8 - 6 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 33 มม. กำลัง 14.5 W เสียง = 45 dBA ราคา = 9 $

7 - สาย Breadboarding ที่มีความยาวต่างกัน ราคา = 0.5 $

8 - ชิป MAX7219 หนึ่งอัน ราคา = 1.5 $

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

9 - ช่องเสียบไอซีหนึ่งช่อง 24 พิน

10 - ซ็อกเก็ตไอซีหนึ่งอัน 14 พิน

11 - เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น DHT11 หนึ่งตัว ราคา = 1.5 $

12 - ราคา micro_controller PIC16F688 หนึ่งตัว = 2$

13 - ตาแมว 5 มม. หนึ่งตัว

14 - ตัวจับเวลา IC หนึ่งตัว 555

15 - ทรานซิสเตอร์ BC548 สองตัว

www.win-source.net/en/search?q=BC547

16 - ไดโอด 1N4004 สองตัว

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

17 - หนึ่ง IC 7805 (ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า)

18 - สวิตช์สลับขนาดเล็กสี่ตัว

รีเลย์ DC 19 - 12 V

20 - เต้ารับตัวเมีย 12 V หนึ่งตัว

21 - ตัวต้านทาน: 100 โอห์ม (2), 1 K (1), 4.7 K (1), 10 K(4), 12 K (1)

22 - ไฟ LED หนึ่งดวง

23 - ตัวเก็บประจุ: 100 nF(1), 0.1 uF(1), 3.2 uF(1), 10 uF(1), 100 uF(1)

24 - ขั้วต่อสกรูบล็อกขั้วต่อแผงวงจรพิมพ์ 4 ขา 2 พิน

24 - กาวรวมทั้งกาวซิลิโคนและกาวพีวีซีเป็นต้น

25 - ตะแกรงตะแกรงลวดละเอียดเพื่อใช้เป็นตัวกรองทางเข้าของปั๊ม

26 - สกรูตัวเล็กสองสามตัว

27 - ขยะพลาสติกที่ฉันพบในกล่องขยะของฉัน

หมายเหตุ: ราคาทั้งหมดที่ไม่ได้กล่าวถึงมีค่าน้อยกว่า 1$ ต่ออัน แต่โดยรวมแล้ว: ราคา = 4.5 $

ราคารวมเท่ากับ: 36 $

ขั้นตอนที่ 5: เครื่องมือที่จำเป็น

อันที่จริงเครื่องมือในการทำให้เย็นลงนั้นง่ายมาก และหลายคนอาจมีสิ่งเหล่านี้อยู่ในบ้าน แม้ว่าพวกเขาจะไม่ใช่มือสมัครเล่น แต่ชื่อของพวกเขามีดังต่อไปนี้:

1- สว่านพร้อมขาตั้งและดอกสว่านและมีดคัตเตอร์วงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ซม.

2 - สว่านขนาดเล็ก (เดรเมล) เพื่อขยายรูของแผ่นเจาะรูสำหรับส่วนประกอบบางอย่าง

3 - หัวกัดที่ดีสำหรับการตัดแผ่นโพลีคาร์บอเนตและท่อไฟฟ้า

4 - ตัวขับสกรู

5 - หัวแร้ง (20 วัตต์)

6 - สถานีบัดกรีพร้อมขาตั้งแว่นขยายพร้อมคลิปจระเข้

7 - ปืนกาวสำหรับกาวซิลิโคน

8 - กรรไกรที่แข็งแรงสำหรับตัดแผ่นหรือสิ่งอื่น ๆ

9 - เครื่องตัดลวด

10 - คีมจมูกยาว

11 - ดอกสว่านแบบแมนนวลขนาดเล็ก

12 - กระดานขนมปัง

แหล่งจ่ายไฟ 13 - 12 V

14 - PIC16F688 โปรแกรมเมอร์

ขั้นตอนที่ 6: วิธีทำ

สำหรับการทำคูลเลอร์นี้ ขั้นตอนมีดังนี้:

ก) ชิ้นส่วนเครื่องกล:

1 - เตรียมถังหรือเปลือกถังล่างและบนโดยการตัดแผ่นโพลีคาร์บอเนตในขนาดที่เหมาะสมในกรณีของฉัน 30*20, 30*10, 20*20, 20*10 ฯลฯ (ทั้งหมดเป็นเซนติเมตร)

2 - ใช้สว่านและแท่นเจาะทำรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ซม. บนสามหน้าคือ 30*20 สองอันและ 20*20 หนึ่งรู

3 - ทำรูเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลมระบายความร้อนของคอมพิวเตอร์ในแผ่นเดียวขนาด 20*20 ซึ่งใช้สำหรับด้านหน้าของตัวทำความเย็น

4 - ตัดท่อไฟฟ้าตามความยาวที่เหมาะสม เช่น 30 ซม. 20 ซม. และ 10 ซม.

5 - สอดขอบของชิ้นโพลีคาร์บอเนต (ตามด้านบน) เข้าไปในท่อที่เกี่ยวข้อง และทากาวก่อนและหลังการสอด

6 - ทำภาชนะด้านล่างโดยติดกาวส่วนดังกล่าวทั้งหมดข้างต้นและกำหนดค่าเป็นลูกบาศก์สี่เหลี่ยมโดยไม่มีใบหน้าด้านบน

7 - ต่อพัดลมเข้ากับด้านหน้าของภาชนะด้านล่างด้วยสกรูขนาดเล็กสี่ตัว แต่เพื่อป้องกันไม่ให้เศษไม้เข้าไปในแผ่นรอง ควรใส่ตะแกรงลวดระหว่างพัดลมกับตัวเรือนด้านล่าง

8 - กาวถังด้านบนและทำให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและใช้ท่อไฟฟ้าเพื่อสร้างรางเพื่อยึดถังทั้งสองนี้เพื่อให้ง่ายต่อการซ่อมแซม (แทนสกรู) เช่นฐานเลื่อน

9 - ทำส่วนบนและติดที่จับตามที่แสดงในรูปภาพ (ฉันใช้ที่จับเศษเหล็กจากประตูตู้ครัวเก่าของเรา) และเลื่อนด้วยเพื่อความสะดวกในการเติมน้ำ

10 - ตัดผ้าอิเล็กโทรดออกเป็น 30*20 สองชิ้นและ 20*20 หนึ่งชิ้น แล้วใช้เข็มกับเชือกพลาสติกเย็บและมัดเข้าด้วยกัน

11 - ใช้แผ่นตาข่ายลวดสร้างเป็นทรงกระบอกสำหรับทางเข้าปั๊ม เพื่อป้องกันปั๊มจากเศษของแผ่นรอง

12 - ติดท่อเข้ากับปั๊มและใส่เข้าไปในตำแหน่งที่ด้านหลังของถังด้านล่างของเครื่องทำความเย็น และจัดตำแหน่งให้อยู่ในตำแหน่งสุดท้ายโดยใช้สายรัดสองเส้น

13 - ต่อท่อด้วยแผ่นพลาสติกที่ผมพบในกล่องขยะ มันเป็นส่วนหนึ่งของหัวถังน้ำยาล้างมือที่มีฟอง ดูเหมือนหัวฉีดหรือข้อต่อขยาย อย่างแรกเลยคือลดความเร็วของน้ำที่เข้ามา จากปั๊มทำให้เกิดแรงเสียดทานและการสูญเสียครั้งที่สอง (ความยาวของท่อคือ 25 ซม. และต้องการการสูญเสียมากขึ้นเพื่อให้เข้ากับหัวปั๊ม) ประการที่สามเชื่อมต่อท่อกับถังด้านบนอย่างแน่นหนา

ข) ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์:

1- ตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F688 โดยใช้โปรแกรมเมอร์และไฟล์ hex ที่ให้ไว้ด้านบน

2 - ใช้ breadboard ทำส่วนแรก เช่น แหล่งจ่ายไฟ 5 V และชุดจ่ายไฟ 12 V จากนั้นทดสอบว่าใช้งานได้หรือไม่ ให้ใช้บอร์ดเจาะรูประกอบส่วนประกอบทั้งหมดและประสานเข้าด้วยกัน ระวังใช้ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยทั้งหมดเมื่อทำการบัดกรี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการระบายอากาศและแว่นตาป้องกัน ใช้แว่นขยายและมือเสริมในการบัดกรีให้เรียบร้อย

2 - ใช้เขียงหั่นขนมเพื่อทำหน่วยที่สองเช่นไมโครคอนโทรลเลอร์และหน่วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น ใช้ PIC16F688 ที่ตั้งโปรแกรมไว้และประกอบส่วนประกอบอื่น ๆ หากผลสำเร็จ เช่น บ่งชี้ว่ามีการต่อสายที่ถูกต้องเพียงพอ จากนั้นใช้บอร์ดเจาะรูขนาดเล็กอันที่สองเพื่อบัดกรีให้เข้าที่ ใช้ซ็อกเก็ต IC สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC ในขณะที่บัดกรี PIC16F688 ให้ปฏิบัติตามข้อควรระวังอย่างยิ่ง เพื่อติดหมุดที่อยู่ใกล้เคียง อย่าประสานเซ็นเซอร์กับประสิทธิภาพ บอร์ดและใช้ซ็อกเก็ตที่เหมาะสมบนบอร์ดเพื่อเชื่อมต่อกับสาย breadboarding ในภายหลังและอย่าบัดกรีสวิตช์ S1 ในไดอะแกรมที่เกี่ยวข้องเพื่อให้ประกอบบนใบหน้าของอุปกรณ์เพื่อการรีเซ็ตและใช้เครื่องทดสอบความต่อเนื่องในภายหลังเพื่อทดสอบผลลัพธ์สำหรับ งานเรียบร้อย.

3 - ประกอบชิ้นส่วนที่สาม เช่น เจ็ดเซกเมนต์ และมันคือไดรเวอร์ เช่น MAX7219 ในตอนแรกบนบอร์ดขนมปัง จากนั้นหลังจากการทดสอบและการทำงานบางอย่างเริ่มทำการบัดกรียูนิตนี้อย่างระมัดระวัง แต่เซเว่นเซกเมนต์ไม่ควรบัดกรีให้สมบูรณ์แบบ บอร์ดและโดยการใช้สายเขียงหั่นขนมก็ควรได้รับการแก้ไขบนกล่องเล็ก ๆ ที่ทำขึ้นสำหรับ 3 ยูนิตนี้เพื่อแก้ไข ควรติดตั้ง MAX7219 บนซ็อกเก็ต IC สำหรับการซ่อมแซมในอนาคตหรือการแก้ไขปัญหา

4 - ทำกล่องขนาดเล็กจากโพลีคาร์บอเนต (16*7*5 ซม.* ซม.* ซม.) เพื่อให้มีทั้งสามหน่วยดังแสดงในรูปภาพและแก้ไขเจ็ดส่วนและ S1 ที่ด้านหน้าและ LED และสวิตช์และ แจ็ค 12 V ตัวเมียที่ด้านข้าง จากนั้นติดกล่องนี้กับด้านหน้าของถังด้านบน

5 - ตอนนี้เริ่มทำการควบคุมระดับ iepump ของวงจรสุดท้าย โดยขั้นแรกให้ประกอบส่วนประกอบบนเขียงหั่นขนมเพื่อทดสอบ ฉันใช้แถบ LED เล็กๆ แทนปั๊มและน้ำถ้วยเล็กๆ เพื่อดูการทำงานที่เหมาะสมเมื่อทำงาน จากนั้นใช้ perf.board และประสานส่วนประกอบเข้ากับมันและอิเล็กโทรดสามระดับเช่น VCC อิเล็กโทรดระดับล่างและสูงกว่าควรเชื่อมต่อกับบอร์ดโดยใช้สายเบรดบอร์ดเพื่อสอดผ่านรูเล็ก ๆ บนถังด้านบนเข้าไปเป็น อิเล็กโทรดควบคุมระดับ

6 - ทำกล่องเล็ก ๆ เพื่อยึดชุดควบคุมระดับในนั้นและติดไว้ที่ด้านหลังของถังด้านบน

7 - เชื่อมต่อพัดลม ปั๊ม และยูนิตด้านหน้าเข้าหากัน

8 - เพื่อให้สามารถวัดและอ่านค่าอุณหภูมิห้องและช่องพัดลมออกและความชื้นสัมพัทธ์ได้ ฉันได้ใช้บานพับที่เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นสามารถหมุนในทิศทางใดทิศทางหนึ่งที่ตรงไปเพื่อวัดเครื่องปรับอากาศในห้อง จากนั้นจึงเอียงและนำ มันใกล้กับกระแสลมของพัดลมเพื่อวัดสภาพของพัดลมระบายอากาศ

ขั้นตอนที่ 7: การวัดและการคำนวณ

ตอนนี้เรามาถึงขั้นตอนที่เราสามารถประเมินประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยและประสิทธิภาพของเครื่องได้ อันดับแรกเราวัดอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของห้อง และโดยการหมุนเซ็นเซอร์เพื่อควบคุมช่องพัดลมที่เรารอสักครู่ นาทีเพื่อให้มีสภาวะคงที่แล้วจึงอ่านหน้าจอ เนื่องจากค่าที่อ่านได้ทั้งสองนี้อยู่ในสถานการณ์เดียวกัน ดังนั้นข้อผิดพลาดและความแม่นยำจึงเหมือนกันและไม่จำเป็นต้องรวมไว้ในการคำนวณของเรา ผลลัพธ์ที่ได้คือ:

ห้อง (สภาพช่องลมเข้าเย็น): อุณหภูมิ = 27 C ความชื้นสัมพัทธ์ = 29%

ช่องระบายอากาศ: อุณหภูมิ = 19 C ความชื้นสัมพัทธ์ = 60%

เนื่องจากตำแหน่งของฉันคือเตหะราน (1200 - 1400 ม. เหนือระดับน้ำทะเล, 1300 ม. ถูกนำมาพิจารณา) โดยใช้แผนภูมิไซโครเมทริกที่เกี่ยวข้องหรือซอฟต์แวร์ไซโครเมทริก พบว่าอุณหภูมิกระเปาะเปียกของห้องจะอยู่ที่ = 15 C

ตอนนี้เราแทนที่ปริมาณข้างต้นในสูตรที่ได้อธิบายไว้ในทฤษฎีของเครื่องทำความเย็นแบบระเหย เช่น ประสิทธิภาพการทำความเย็น = 100*(tin - tout)/(tin - twb) = 100*(27 - 19)/(27 - 15) = 67%

ฉันคิดว่าสำหรับขนาดที่เล็กและความกะทัดรัดสุดขีดของอุปกรณ์นี้ นี่เป็นค่าที่เหมาะสม

ตอนนี้เพื่อหาปริมาณการใช้น้ำเราเริ่มดำเนินการตามการคำนวณดังนี้:

อัตราการไหลของพัดลม = 92.5 cfm (0.04365514 m3/s)

อัตราการไหลของมวลพัดลม = 0.04365514 * 0.9936(ความหนาแน่นของอากาศ kg/m3) = 0.043375 kg/s

อัตราส่วนความชื้นของอากาศในห้อง = 7.5154 g/kg (อากาศแห้ง)

อัตราส่วนความชื้นของลมออกของพัดลม = 9.6116 กก./กก. (อากาศแห้ง)

ปริมาณการใช้น้ำ = 0.043375 * (9.6116 - 7. 5154) = 0.09 g/s

หรือ 324 กรัม/ชม. ซึ่งเท่ากับ 324 ลูกบาศก์เซนติเมตร/ชม. เช่น คุณต้องใช้โถที่มีปริมาตร 1 ลิตรข้างตู้เย็นเพื่อเทน้ำเป็นครั้งคราวเมื่อแห้ง

ขั้นตอนที่ 8: ข้อสรุปและข้อสังเกต

ผลลัพธ์ของการวัดและการคำนวณเป็นที่น่าพอใจ และแสดงให้เห็นว่าโครงการนี้อย่างน้อยตอบสนองการระบายความร้อนเฉพาะจุดของผู้ผลิต และยังแสดงให้เห็นว่าแนวคิดที่ดีที่สุดคือความเป็นอิสระในตนเองในแง่ของการระบายความร้อนหรือความร้อนเมื่อคนอื่นในบ้านทำ ไม่ต้องการความเย็นแต่รู้สึกร้อนจัด จากนั้นจึงเปิดเครื่องทำความเย็นส่วนตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวันที่อากาศร้อนหน้าคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลของคุณ เมื่อคุณต้องการระบายความร้อนเฉพาะจุด สิ่งนี้ใช้ได้กับพลังงานทุกประเภท เราควรหยุดใช้พลังงานมากสำหรับบ้านหลังใหญ่ เมื่อคุณสามารถได้รับพลังงานนั้นในจุด เช่น ที่ของคุณเอง ไม่ว่าพลังงานนี้จะเย็นลงหรือให้แสงสว่าง หรืออย่างอื่น ฉันสามารถอ้างได้ว่าโครงการนี้เป็นโครงการสีเขียวและโครงการคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ และสามารถควบคุมได้ในสถานที่ห่างไกลด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

ขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ