ペルチェ素子最小ユニット
  • ペルチェ素子について
  • 実験の目的
  • 部品調達
  • 実験準備
  • 実験方法
1.ペルチェ素子って何?
ペルチェ素子ペルチェ素子は熱伝素子と呼ばれ、電圧をかけると片側が冷却効果が生まれそれに対する反対側わ加熱効果が生まれる電子部品。

コンピュータのCPU等の冷却に使われる事が多いが、稼動部が無く騒音を発生させないのでワイン専用の冷蔵庫や多くの製品につかわれている
現在冷蔵庫の主体、大気汚染につながるフロンガスを使用しないので環境にもやさしい。
2.実験の目的 
今回 風冷最小ユニット開発、ペルチェ素子の薄さに挑戦、薄いなりに使いやすい方法を考える
ペルチェ素子は小さいがそれを冷却する側が大きくかさばる、確かに装置を小さくすると効率は悪くなるが、悪いなりに その最小モデルを作りたい
例えば、夏帽子の中にペルチェ素子をセットして帽子の中を冷却、帽子の中は冷気を送り込むのではなく、直接 頭皮 地肌を冷やす感じ 
3.部品の調達
今回ノートパソコン用アルミヒートシンク&ファン一体型冷却機を調達
今回小さい小型の物をチョイスしましたが、ヒートシンクは50種類ほど準備しており、いろいろ試してきました
やればやるほどいろいろな答えが出ますが、やればやるほど無残な結果にもつながります
ペルチェ素子は4cm角型のみ使用
ペルチェ素子は各種サイズは発売されていますが、セット販売が安かったので同じ大きさばかり手元にあります
排熱口
ペルチェ素子用ファンクーラーこれノート型パソコン用CPUクーラー、んーさすがノート用薄い
クジラの口みたいなところから生暖かい風が出てくる
ノートPCの暑いCPUをしっかり冷却するくらいだから期待が持てそう
表側
ペルチェ素子用ファンクーラー写真左側、正方形に見えるところが少し膨らんでいて、そこに熱伝導シリコンを塗り、ペルチェ素子を貼り付ける
裏側
ペルチェ素子用ファンクーラー小さくて見えないがファンは5Vで動きますと書いてあります、表側も裏側からも空気を吸い込んで冷却するみたいです、業務用ドライヤーなどでよく用いる構造、冷却にかなり期待できそう
ノギスで測ってみました
ペルチェ素子用ファンクーラー 厚み11mm写真に写ってないが裏側にペルチェ素子が付いています
ペルチェ素子とヒートシンク合わせて厚さ11mm
薄いこんな薄くて効果抜群だったら期待できそう

4.実験準備
ペルチェ最小化ユニット 実験アルミヒートシンクに熱交換用シリコンをまんべんなく塗り塗りします、その上にペルチェ素子を押さえるように貼り付ける
粘着性シリコンも発売されていますが、意外と液体タイプで引っ付きます
白く見えるのがペルチェ素子赤黒端子が電源供給端子(電源電圧は可変電源装置で5V〜徐々に電圧を上げ最適な電圧を探していきます)
黒、赤、黄色三本線がファンモーターよ配線ファンはMAX5Vで回転
5.実験結果
ペルチェ素子実験テスト開始の様子
ペルチェ素子は冷却器に引っ付いていますが、温度センサーがペルチェ素子に密着しないので、温度センサーの上にアルミの重しが乗せてあります
 今回安定温度8℃
ペルチェ素子最小化実験 8℃テスト開始
安定してペルチェ素子の冷却温度が保てるのはDC9V前後
それ以上電圧を上げるとすぐペルチェの冷却側温度が最低の8℃から12度まで上がってしまう
電圧を上げると瞬間なら6.?℃まで温度が下がるが・・・
 のめりこむタイプなので、デザイン性能大きさ色々試しています、その他にもこんなのも作ってみました
ペルチェ素子最小化ペルチェ素子と同じ大きさの最小化モデル
下側に見えるのが4cm角のペルチェです
結果は予想道理排熱が間に合いません
ペルチェ素子と同じ大きさが気にいりましたが排熱が難しい状態です、多少何かをほんのり冷やすことができると思いますので、また何かの実験が思いついたらアップロードいたします
ペルチェ素子最小化薄い中にも大型モデル
3台の中では一番冷却効果があり耐久性も確保できますが、コンパクト性やデザインが悪いので今回はボツです
なかなか小型化は難しいです、今回10℃前後くらいにしか小型冷却は無理でした
しかしとてもいいデータは取れましたので今後の参考にしたいと思います
電圧が10V以下になると確かにペルチェ素子は冷たいですが、何かの熱を吸収しようとするとすぐペルチェ素子側が負けてしまいます

 工作が好きな人は、デザイン、性能、使いやすさ、細かい所が納得がいくまで、なかなか進まないので今後じっくり進めて行きたいと思います。

注意
・この回路の製作・使用等によっての不具合・傷害等については責任はとれません。あくまでも自己責任です。
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