DIY半导体冰箱制作过程.doc

杭 州 职 业 技 术 学 院继 续 教 育 学 院毕业设计（论文）（ 12 届） 课 题 小型冰箱的制作与调试 系 别 机电系 专 业 电气工程 班 级 电气 072 姓 名 焦奇 指导教师 卢望 2012年 6月 7日 开题报告小型冰箱的制作与调试 学生姓名 焦奇 专业 电气工程 模式 团队协作①设计的初衷：随着人们日常生活中的需求，冰箱随之制造而生它可以保持恒定低温的一种制冷设备也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品，箱体内有压缩机、制冷机用以结冰的柜或箱冰箱从根本上让人类远离了发霉的食物，可以将温度降低并保存，让我们在夏天的时候享受健康的食物，不能不说是科技带给人的一种进步而我们小组通过对市面上冰箱的调研和了解，发现冰箱普遍偏大，造价较高，不方便携带我们想要设计一款样式美观，造价低，能便于携带的一款小型冰箱②毕业论文（设计）的主要内容：本论文主要的设计内容是1. 选择制冷方式，分析其可行性，选用半导体制冷片制冷。

它优点在于没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高2. 结构简单，成本低3. 相比其他制冷，对环境污染很小） 2.冰箱整体材料的选择和准备 3.制作与调试冰箱③计划进度： 第8—12周布置课题任务，查阅相关资料 第12—14周确定设计方案 6撰写设计论文 第14—16周完成冰箱的安装与调试 第16—18周撰写设计论文 目 录1. 前言......................................................1第一章 方案设计与论证..................................................11.1设计目的......................................................................21.2设计要求......................................................................31.3设计题目......................................................................41.4历史发展......................................................................5第二章 硬件设计..............................................................62.1冰箱整体结构..............................................................72.2箱体选材与制作..........................................................82.3制冷装置安装..............................................................9第3章 软件制作..............................................................103.1冰箱温度计制作..........................................................11第4章 整机调试与安装..................................................13第5章 设计小结..............................................................14 前言 随着社会发展和经济的发展，人们越来越注重生活品质，冰箱作为近代工业上发展起来，现如今无论是民用还是工业上都有广泛运用。

冰箱的功能也变得越来越先进，相信未来更清洁，更环保，更高质量的冰箱一定会出现在市场！ 第一章 方案设计与论证1.1设计目的 市场上冰箱主要面对的是家庭，冰箱体积偏大，功率偏大如果外出有事需要用到冰箱，很难实现随身携带的目的小组打算做出一款能耗小，体积小，关键是能够携带方便的一款小型冰箱，功能要齐全（市场上冰箱有的功能，我们也应该有）1.2设计要求 小组在老师的指导下，要基本完成冰箱的应有功能（有能力适当扩展）.1.3设计题目 小型冰箱的安装与制作1.4历史发展 17世纪中期，“冰箱”这个词才进入美国语言，在那之前，冰只是刚刚开始影响美国普通市民的饮食随着城市的发展冰的买卖也逐渐发展起来它渐渐地被旅馆、酒馆、医院以及被一些有眼光的城市商人用于肉、鱼和黄油的保鲜内战（1861-1865）之后，冰被用于冷藏货车，同时也进入了民用 到1880年以前， 已经有半数在纽约、费城和巴尔的摩销售的冰， 三分之一在波士顿和芝加哥销售的冰箱开始进入家庭使用，因为一种新的家庭设备——冰箱——即现代冰箱的前身，被发明了现在同类产品还有冰柜　　制造一台有效率的冰箱不像我们想象的那么简单。

19世纪早期，发明家们关于对冷藏科学至关重要的热物理知识的了解是很浅陋的人们认为最好的冰箱应该防止冰的融化，而这样一个在当时非常普遍的观点显然是错误的，因为正是冰的融化起到了制冷作用早期人们为保存冰而作出了大量的努力，包括用毯子把冰包起来，使得冰不能发挥它的作用直到近19世纪末，发明家们才成功地找到有效率的冰箱所需要的隔热和循环的精确平衡　　但早在1800年，一位有发明天才的马里兰农场主—-托马斯.莫尔就找到了正确的方法他拥有一个农场，离华盛顿约20英里，那里的乔治镇村庄是集市中心当他用自己设计的冰箱运送黄油去市场时，他发现顾客们会走过装在竞争者桶里那些迅速融化的黄油而给他比市价更高的价格买他仍然新鲜坚硬，整齐地切成一磅一块的黄油莫尔说他的冰箱的一个好处是使得农民们不必为了保持他们产品的低温而在夜里去市场交易 而我们小组所设计的半导体冰箱.它是利用"帕尔帖效应"的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式 "帕尔帖效应"的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，就会释放出多余的热量反之，就需要从外界吸收热量（即表现为制冷）所以，"半导体电子制冷"的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。

纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低（不到1%）半导体材料具有极高的热电势，可以成功的用来做小型的热电制冷器　　经过多次实验，科学家发现：P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体 (Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果　　电子冰箱简单结构为：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由 12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）　　半导体电子制冷的优点为：　　1. 结构简单，部件少，维修方便　　2. 无机械传动部件，无磨损，无噪音，寿命长　　3. 无需制冷剂制冷（压缩式和吸收式都需要），绝对环保　　4，效率高，耗电量低（在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半）　　半导体电子制冷的缺点为：　　1.制冷温度与环境温度有关（一般低于环境温度20度），不能制冰　　2.冰箱容积不能超过100升（高于100升，其制冷效果下降，耗电量增加） 半导体制冷片制冷原理如图2.1 图2.1 第二章 硬件设计2.1 冰箱整体结构 我们小组设计的半导体小型冰箱是由保温箱，箱体内胆，制冷片，换热系统（风冷），温度显示，稳压电源.2.2 箱体选材与制作 保温冰箱的材质选择：选用聚苯乙烯泡沫板（又叫泡沫板），是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体,其有微细闭孔的结构特点,主要用于建筑墙体,屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛。

我们小组用的是一个旧箱，品相有点差，大小10升左右，内径长32cm，宽23cm，高14cm，未改装之前实物图，见图2.22.3制冷装置安装 首先确定制冷片的规格，我们小组采购的是 TEC1-12706 型号的制冷片半导体制冷器在通电的情况下，两端极板会产生一定的温差，人们正是利用它的冷凝面为物体提供一个低温环境、发热面提供热源能量倒是效果非常明显，使用极其方便） 制作制冷装置所需材料如图2.3 图2.3 ①散热风扇2个 ②器件固定胶件2个 ③导热模块2个 ④风扇网架4个 ⑤导冷模块2个 ⑥半导体制冷片TEC1-12706 ⑦螺丝钉，螺帽若干 在安装制冷片之前，首先要最好准备一点导热硅脂，然后，找一节干电池，接在制冷器两根引线上，就可感到一端明显发凉而另一端发热，记住引线的极性并确定好制冷器的冷、热端如果想得到更大的制泠量,建议采用二级制冷方式,即用两片叠起来用,上面一块的冷面吸收下面一块的发热 组装制冷传导部分，一定要先组装这一部分，在将器件固定胶件安装在箱子上，否则先安装了器件固定胶件在箱子上就不方便安装导冷风扇了。

图2.4.1固定导冷模块 将导冷模块放入器件固定胶件图2.4.2用四个细长的螺丝将其固定，图2.5.1图2.5.2反面的样子，导冷模块的散热片从器件固定胶件的方孔露出，图2.6 下一步，安装导冷风扇，先在导冷模块的散热片上固定风扇网架，用于固定风扇，网架上有四个安装风扇的孔，先扭偏一点错位到器件固定胶件边缘外侧，这样便于安装风扇，图2.7先固定这两个露出来的螺丝，如图2.8同样的方法选装网架，露出另一侧安装孔，固定另外两个螺丝，再将风扇网架装上，图2.9 在泡沫箱的一侧开一个64*49的小孔，如图3.0接着将组装好的冷传导组件从箱内放入方孔，并用四个螺丝将其固定，外侧用一个塑料板防止泡沫箱损坏图3.1内部图3.2将制冷片两侧都均匀涂上导热硅胶，冷面紧贴导冷模块的表面，图3.3将制冷片隔热热圏套在制冷片的外侧，图3.4将导热模块用两个黑色橡胶垫圈的螺丝固定，注意两个螺丝要均匀用力，不能一个一下拧到底在拧另一个，这样受力不均匀容易损坏制冷片，图3.5用细的螺丝刀穿过散热风扇的安装孔现将散热风扇固定在导热模块的散热片上，再将风扇网架装上，如图3.6.1图3.6.2。