Целью этого проекта было создание личного мини кондиционера на солнечных батареях для использования его на улице. Прохлада исходит из резервуара со льдом и водой, расположенных в термосе. Медная трубка используется для обмена теплом, небольшой водный насос пропускает через систему ледяную воду, а вентилятор раздувает охлажденный воздух. Система питается от солнечных панелей Brown Dog Gadgets. Втроенный коннектор USB позволяет избежать паяльных работ.
Шаг 1: Термос
Можно использовать любой изолированный охладитель. Он должен быть портативен и в идеале иметь сверху носик, таким образом, медные трубки войдут в него без дополнительно просверленных отверстий. Этот же носик может использоваться для сбора конденсата с трубок и отвода этого конденсата прямо в резервуар.
Шаг 2: Источник питания
Фирма Brown Dog Gadgets создала серию портативных солнечных панелей со встроенным регулятором напряжения, что позволило подключать их через USB. Моя панель при ярком дневном свете поддерживает 1A и 5W.
Шаг 3: Принцип подключения
Я решил сделать проект переносного кондиционера своими руками простым и использовать коннекторы USB, без спаивания элементов и т.д. Так как вентилятор и насос нужно запитать, я купил адаптер USB в форме буквы Y, разделяющий один провод от солнечной панели на две дорожки. Чтобы замерить параметры тока, я также обзавёлся мультиметром для работы в домашних условиях.
Шаг 4: Насос
Я купил небольшой насос, питание которого осуществляется через USB. Обычно такие используются в фонтанчиках. В спецификации указано 5V при 300mA (1.5W). Тот, что на фотографии справа использовался в предыдущей сборке и лучше подходил к фиттингам.
Шаг 5: Вентилятор
Первый вариант вентилятора, который я использовал, был выбран из-за его низкого энергопотребления и малого шума, ведь я хотел использовать его на музыкальных фестивалях. После некоторых испытаний я решил, что он слишком медленный и чтобы почувствовать хоть какой-то эффект от его работы, нужно было быть не далее, чем в 20 см от него.
Поэтому я поискал в сети и обзавелся вентилятором Thermalake brushless 5V с настраиваемой скоростью вращения. Он был оснащен кабелем USB и на самой высокой скорости потреблял 550ma (2.75W). Хочу заметить, что вентилятор справа на фото — больше, громче, но при этом, по ощущениям, прогоняет столько же воздуха.
Шаг 6: Теплообменник
Вода перекачивается из резервуара через спиральную катушку, сделанную из медной трубки маленького диаметра. Диаметр спирали нужно подогнать под диаметр вентилятора. Через центральную область вентилятора воздух практически не будет перемешаться, поэтому при скрутке спирали сверяйтесь с габаритами вентилятора и пропустите эту зону. Я использовал толстую трубку и скрутил достаточно плотные витки.
Старайтесь не перегнуть трубку, иначе ток воды будет нарушен. Обязательно опустите начальный длинный конец трубки в термос и оставьте еще одну длинную прямую часть трубки, которая вернётся в него после спирали. Они должны быть смежными и находиться так близко, чтобы поместиться в носик вашего термоса. Отверстие носика должно быть прямо под вентилятором, так как вода скорее всего будет конденсироваться на катушке, и было бы лучше, если бы она капала в резервуар, а не по краям термоса. Для распиливания трубки используйте мелкую ножовку по металлу. Аккуратно отпилите лишнюю часть трубки и постарайтесь не раздавить её слишком сильным давлением.
Шаг 7: Проверка компонентов
Будет хорошо, если сумма токов, потребляемых насосом и вентилятором не превысит 1A, заявленного на солнечной панели. Мои девайсы потребляли 800mA, так что вентилятор работал на полных оборотах, даже если солнечная панель не была повёрнута ровно в сторону солнца. Перед тестовым запуском насоса заполните его водой — это продлит ему срок службы.
Шаг 8: Сборка вентилятора
Кабель питания насоса должен проходить через носик термоса, поэтому мне пришлось расширить отверстие под него. Лишний кабель может оставаться внутри кулера. Возьмите катушку из медной трубки и стяжками закрепите её на решетке вентиляторе со стороны, куда будет направляться поток воздуха. Установите вентилятор поверх термоса так, чтобы две трубки уходили вниз в кулер. В первый раз я закрепил вентилятор при помощи двух уголков, во второй сборке я использовал пластиковые стяжки — оба метода хорошо крепят вентилятор.
Шаг 9: Сборка насоса
Я нашел несколько аквариумных трубок, которые хорошо подходили к выходному отверстию насоса. Если вы не найдёте соответствующих трубок, то используйте для соединения затвердевающие пластики по типу InstaMorph (смотрите фото). Для большего сцепления, я прошелся по скрепляемым поверхностям наждачной бумагой.
Шаг 10: Электронные компоненты
Насос и вентилятор соединяются с одной из двух веток USB кабеля в форме буквы Y. Центральный кабель соединяется с солнечной панелью.
Шаг 11: Финальная проверка самодельного кондиционера
Наполните термос ледяной водой наполовину. Вынесите собранный мобильный кондиционер на солнце. Вентилятор должен сразу же начать вращаться, а насос должен прокачивать воду. Если на улице тучи, то можно проверить установку, запитав её от обычного адаптера питания. В жаркий влажный день медная спираль охлаждается за минуту, а конденсат начинает образовываться примерно через две минуты. Самая лучшая термопередача образуется в крайнем витке катушки, менее всего подверженному конденсации.
