Автомобильный холодильник схема подключения

Автохолодильник «Термия» GSA-001B, устройство, схема и ремонт

Автохолодильники на элементах Пельтье ис­пользуются в летний период на отдыхе, там, где имеется постоянное напряжение питания 12 В: в автомобиле, катере, яхте и т.п. Но эти устройст­ва, несмотря на свою простоту, иногда выходят из строя. Несколько раз приходилось ремонтировать подобные холодильники автору этих строк. В на­стоящей статье для домашних умельцев приведе­на полезная информация, которая необходима для ремонта этих устройств.

Автомобильный холодильник «Термия» GSA-001В производства ПАО «Маяк», г. Винница, выполнен в виде пластмассового термоса-контейнера с убирающейся ручкой для переноски и крышкой, в которую помещена вся механика с электроникой устройства. Хо­лодильник легко помещается в багажный отсек автомобиля. В крышку корпуса встроены эле­мент Пельтье, все элементы системы управ­ления режимом

работы холодильника и электронный термометр, а встроенный вентилятор обеспечивает постоян­ный эффект стабильной температуры.

GSA-001В может работать не только как холо­дильник, но и как подогреватель. Он имеет два ре­жима работы:

• в режиме «Охлаждение» он позволяет поддер­живать температуру до 15°С ниже температуры ок­ружающей среды;
• в режиме «Нагрев» он поддерживает темпера­туру внутри корпуса аппарата на уровне 56°С.

Этот холодильник отличается простотой кон­струкции, высокой надежностью, экологической безопасностью, не содержит фреона. Холодиль­ник работает от бортовой сети автомобиля (че­рез розетку прикуривателя) как во время движе­ния автомобиля, так и во время стоянки. Он может работать также от сети переменного тока 220…230 В/50 Гц. Холодильник укомплектован двумя шнурами питания (со стандартной вилкой и штекером для прикуривателя) и автоматическим защитным устройством М-50к-12 (см. [1]), которое контролирует предельно допустимую разрядку аккумуляторной батареи 11,6 В.

Основные параметры и характеристики холодильника «Термия» GSA-001В:

• объем холодильной камеры 25 л;
• охлаждение ниже температуры окружающей среды на 15°С;
• номинальная мощность 52 Вт;
• напряжение питания =12 В/

220 В;

класс защиты II;

габаритные размеры 325x216x260 мм;

вес 4 кг.

Особенности конструкции

Основой холодильника служит, так называе­мый, элемент Пельтье типа ТЕС1-12706 (ТЕС от англ. Thermoelectric Cooler — термоэлектрический охладитель). Его работа основана на эффекте Пельтье, который был открыт еще в 1834 г.

Эффект Пельтье — это термоэлектрическое яв­ление, которое возникает при пропускании элек­трического тока через контакт (спай) двух различ­ных проводников или полупроводников. На этом контакте (спае), помимо джоулева тепла, проис­ходит выделение дополнительного тепла при од­ном направлении тока и его поглощение при об­ратном направлении. Эффект, обратный эффекту Пельтье, называется эффектом Зеебека.

Элемент Пельтье ТЕС1-12706 (рис.1) представ­ляет собой «сэндвич» толщиной 3,8 мм из двух пло­ских керамических пластин размерами 40×40 мм, между которыми находится множество чередую­щихся последовательно соединенных полупровод­никовых элементов типов «n» и «р» (рис.2).

При про­хождении постоянного тока через такое соединение одна сторона р-n контактов (одна керамическая пластина) будет нагреваться, а другая, наоборот, охлаждаться.

Если изменить направление тока че­рез элемент Пельтье, то та керамическая пластина, которая до этого нагревалась, будет охлаждаться, а та, что охлаждалась, начнет нагреваться Элемент Пельтье ТЕС1-12706 (китайского про­изводства) имеет следующие параметры:

• напряжение питания постоянное 3,7… 16 В (чем выше напряжение, тем лучше эффект);
• номинальное напряжение питания 12 В;
• максимальный ток при напряжении 12 В со­ставляет 4,5 А;
• мощность 50…60 Вт;
• максимальная разница температур более 66°С.

ТЕС1-12706 имеет два гибких вывода из про­водов красного и черного цвета. Если подать «+» источника питания на красный провод, а «-» на черный, то охлаждаться будет сторона элемен­та, на которую нанесена надпись «ТЕС1-12706», а противоположная будет нагреваться. При из­менении полярности напряжения, подписанная сторона будет греться, а противоположная ох­лаждаться.

Как было отмечено выше, весь холодильник со­бран в съемной крышке. Там же на двух радиато­рах расположен элемент Пельтье. Два радиатора нужны для отвода (подачи) тепла от сторон элемен­та Пельтье. Устройство содержит два вентилируе­мых канала, которые условно назовем внутренним и внешним. Они обеспечивают обдув соответству­ющих радиаторов для ускорения и улучшения теп­лообмена. Внутренним каналом будем называть канал обдува радиатора, который обеспечивает не­обходимую температуру внутри прибора, а внеш­ним каналом — канал, обеспечивающий теплооб­мен второго радиатора и внешней среды.

На рис. 3 показана съемная крышка холодиль­ника с нижней стороны. На этом рисунке хорошо виден внутренний радиатор и канал обдува этого радиатора со снятыми крышками, а также датчик температуры. Замечу, что крышка внутреннего ка­нала крепится в устройстве с помощью 13-ти за­щелок, которые при снятии этой крышки открыва­ются с помощью плоской отвертки. На рис. 3 показаны элементы только одной из этих защелок.

Для «вскрытия» крышки холодильника необхо­димо открутить два винта-самореза вверху крышки (рис.3), раскрыть ряд защелок сбоку по пери­метру крышки. Резиновый уплотнитель (рис.3) трогать и, тем более, отдирать не следует. Он обеспечивает герметичность конструкции, выби­рая мельчайшие щели между корпусом и крышкой холодильника, и к разборке устройства отношения не имеет.

Раскрытая крышка холодильника — рис.4. На этом рисунке показан второй радиатор аппарата и канал его обдува. Я умышленно не пользуюсь термином «охлаждение», так как, работая в режи­ме «Охлаждение», этот радиатор действительно будет нагреваться, и принудительный обдув будет его охлаждать, а работая, как подогреватель (ре­жим «Нагрев»), он будет охлаждаться, и обдув бу­дет повышать его температуру.

Весьма интересен способ установки элемента Пельтье на радиаторы. На рис.3 и рис.4 этот эле­мент не виден — только радиаторы.

На эскизе рис. 5 показано, как установлен эле­мент Пельтье на радиаторах в холодильнике GSA-001 В. Нижний радиатор обдувается вентилятором и определяет температуру внутри аппарата, а верхний, который также обдувается вентилятором, и «греет» (или «охлаждает») окружающую среду.

Одна из сторон элемента через слой термопа­сты КПТ-8 соединена непосредственно с верхним радиатором. Вторая сторона этого элемента «си­дит» на нижнем радиаторе через алюминиевый пе­реходник, который необходим для того, чтобы раз­нести холодный и горячий радиаторы на определенное расстояние для уменьшения тепло­обмена между ними. С этой же целью между радиаторами уложена теплоизоляция из пеноплас­та. Естественно, между алюминиевым переходни­ком элементом Пельтье и нижним радиатором проложены слои термопасты КПТ-8.

Весь этот «бутерброд» скреплен двумя винта­ми М4 через изоляционные пластмассовые втул­ки. Головки этих винтов видны на рис. 3 со сторо­ны внутреннего радиатора. Для уменьшения теплообмена между внешним радиатором и вну­тренним каналом, головки винтов (во втулках) по­крыты толстым слоем силиконового герметика.

На переходнике уста­новлен термостат (тер­мореле) типа KSD301, нормально замкнутые контакты которого раз­мыкаются при достиже­нии температуры +85°С. Это обеспечивает огра­ничение температуры внутри прибора в режи­ме «Нагрев».

Замечу, что обдув радиаторов обеспечивается одним вентилятором с двумя крыльчатками, дви­гатель которого размещен в пространстве между внешним и внутренним каналами обдува (внутри пенопластовой теплоизоляции).

На рис. 4 несложно заметить три печатные платы:

• управления;
• электронного термометра;
• сетевого блока питания.

К сожалению, холодильник, как это принято по­следние 15-20 лет, не укомплектован принципи­альной схемой. Нет никакой технической информа­ции, за исключением «Инструкции пользователя», об этом холодильнике и в сети Интернет. Поэтому принципиальные схемы этого аппарата в целом и печатных плат, в него входящих, автору пришлось восстанавливать по монтажу.

На рис. 6 показана общая принципиальная схе­ма автомобильного холодильника «Термия» GSA-001В, на которой платы электронного термомет­ра и сетевого блока питания показаны в виде прямоугольников. Об этих узлах будет рассказа­но отдельно.

Остановимся на схеме рис. 6 подробнее.

Назначение деталей:

• Х1 — сетевой разъем;
• Х2 — разъем кабеля от бортовой сети автомо­биля 12 В;
• S1 — выключатель-переключатель напряжения сети;
• S2 — выключатель-переключатель режимов «Охлаждение-Нагрев»;
• HL1 — красный светодиод-индикатор режима «Нагрев»;
• HL2 — зеленый светодиод-индикатор режима «Охлаждение»;
• R1, R2 — ограничивающие резисторы;
• М1 — двигатель вентилятора;
• D1-D4 — диодный мост — коммутатор напря­жения питания двигателя вентилятора;
• SK1 — термостат (термореле) KSD301 +85‘С;
• ЕК1 — элемент Пельтье типа ТЕС1-12706.

При включении холодильника с помощью пере­ключателя S1 (рис.6) и выключенном S2 (положе­ние OFF) будет включен только термометр, пока­зывающий температуру внутри холодильника.

Выключатель-переключатель S2 при переклю­чении режимов «Охлаждение-Нагрев» меняет по­лярность напряжения питания на элементе Пель­тье. При этом меняется полярность напряжения на светодиодах HL1 и HL2, засвечивая тот из них, ко­торый смещен в прямом направлении. Чтобы при переключении режимов не менялось направление вращения крыльчаток вентилятора, надо сохра­нить при этом полярность напряжения питания двигателя вентилятора М1. Поэтому напряжение питания поступает на двигатель вентилятора че­рез диодный мост D1-D4. Заметим, что независи­мо от полярности напряжения на входе моста, на его выходе полярность напряжения, используемо­го для питания М1, будет неизменной.

Размещение на передней панели холодильни­ка выключателей-переключателей S1 и S2, инди­каторов режимов и семисегментного индикатора термометра показано на рис.7.

Источник статьи: http://meandr.org/archives/28145

Автохолодильник “Mobicool”, устройство, ремонт.

На примере автохолодильника модели “Mobicool ТС-12- 12/230” рассмотрено устройство и устранение конкретной неисправности.

Эта модель AC/DC, значит она предусматривает работу от сети 220 В и от прикуривателя автомобиля. Автохолодильник использовался при работе от сети и перестал работать.

Рассмотрим из чего состоит автохолодильник. Устройство его довольно простое. Это термоящик с установленным в верхней части охлаждающим устройством, выполненном на модулях Пельтье. Модули Пельтье состоят из последовательно соединенных полупроводниковых p-n переходов, расположенных между двумя керамическими пластинами. На рисунке ниже показано устройство модуля Пельтье. ТЭЭ – это термоэлектрический элемент р-типа или n-типа.

При пропускании прямого тока одна пластина модуля нагревается, а другая охлаждается. Вот как выглядит реальный модуль Пельтье.

Этот же модуль Пельтье обладает обратным эффектом. При нагревании одной его стороны и охлаждении другой он выдает напряжение. Этот эффект называется эффектом Зеебека. Но кпд при этом довольно низкий.

Конечно, автохолодильник на модулях Пельтье не заморозит содержимое при положительных температурах окружающей среды. Согласно паспортных данных он способен создать температуру внутри ящика максимум на 18 0 С ниже температуры вне ящика, но и это существенно продлит время хранения продуктов.

Принцип работы ясен. Вернемся к нашему холодильнику. Вот как выглядит охлаждающий модуль сверху:

Открываем крышку и осматриваем элементы схемы. Видимых повреждений нет.

Как было сказано выше от сети 220 В автохолодильник не работает. Проверяем его работу от 12 В. Работает нормально. Значит модули Пельтье и вентиляторы исправны. Проверяем блок питания, который из 220 В формирует напряжение 12 В.

На него сетевое напряжение приходит.

На выходе отсутствует.

Блок питания не работает. Проверяем прохождение напряжения 220 В по схеме блока питания и обнаруживаем, что оно не поступает на диодный мост. Выключаем из сети и проверяем предохранитель. Он в обрыве.

Проверяем сопротивление нагрузки после предохранителя на предмет короткого замыкания. Все в норме. Есть потемневший диод в мостике, но звонится нормально. Возможно предохранитель сгорел от скачка напряжения. Для повышения надежности можно заменить пару сомнительных на вид диодов 1N4007.

Меняем предохранитель, если под рукой нет такого, можно запаять медный провод. Для тока до 1А, как указано возле предохранителя, диаметр медного провода около 0,039 мм. Подробнее о такой замене предохранителей смотрите здесь.

Включаем холодильник в сеть. Он заработал. Проверяем напряжение на выходе блока питания. Оно составляет 10,8 В. При токе потребления около 3 А немного падает.

В принципе, это и весь ремонт. Он оказался довольно простым. Плюс в том, что познакомились с новым устройством. Автохолодильники редко попадают в ремонт.

Источник статьи: http://radiomasterinfo.org.ua/avtoholodilnik-mobicool-ustrojstvo-remont/