空調可用於改變室內環境的溫度,通常即可製冷又可制熱。在汽車等場景應用上,也有例外,其中空調設計的只可用於製冷,而供熱在汽車上是通過風扇從發動機水套上引出的水箱吹出熱風。空調主要基於三種原理,按原理有三種結構形式:中央空調、壓縮機空調、半導體空調。其中,中央空調將地下的溫度轉移到地面,冬暖夏涼;壓縮機空調,通過壓縮工質,使工質按一定順序進行液化和汽化,實現製冷制熱;半導體空調,使用半導體元件,基於半導體元件通電後,一端冷、一端熱,改變直流電極性後,製冷端和制熱端會互換的特性。
一個牛人自製了一個分體式空調,和空調扇原理不同,其外觀非常精緻,基於半導體方式,網友覺得其設計非常科學。接下來一起看看他的設計思路。
看到的白色空調外殼材料為泡沫板,空調內的大多數支撐部件等大多使用這種材料。在一塊板上按鋁製散熱片頭大小,切割出一個方形孔,放入該散熱片。該散熱片尾端連風扇,用於快速散熱或散冷。在背面,按圖示用萬能膠粘上一個呈「凹」字型的板,用於固定半導體製冷片。
正如前面介紹的,半導體製冷片通直流電可一面發熱,一面發冷,實際上是將冷端熱量送到熱端,單片製冷片兩面間有最大溫差限制,所以製冷或制熱能力有限,但是單片已足夠空調使用,如果兩片疊加,可達到更大溫差,供半導體冰箱使用。牛人接著在鋁製散熱片上塗抹矽膠後,放上白色包裝的半導體製冷片,然後再次抹上矽膠,放上一個藍色的街頭,便於水在此換熱。
接著,牛人又切割了多塊板,按圖示使用萬能膠進行粘接,其中兩個散熱風扇粘接在開有通風孔洞的紙板上,便於吹出其後方空氣。這時空調的原理變呈現出來,網友看了後,都覺得小哥這一方案是可行的。兩個大散熱風扇後方是之前安裝的散熱片和風扇。如果是製冷,在兩個大散熱風扇後方的小間內,空氣先經散熱片及其風扇冷卻,然後被兩個大散熱風扇吹出,因為小間最終會實現密閉,所以會吸進室內熱氣,冷卻後,吹出冷風,和壓縮機空調製冷原理一致。當然製冷時,需要保證和散熱片接觸的半導體製冷片的一端為冷端,另一端會發熱,但是可以被循環水冷卻,從而保證熱端不會很熱,這樣在半導體製冷片兩端溫差一定的情況下,冷端可以足夠冷,從而可以降溫空氣。如果是制熱,則需將製冷片反向供電。
在空調送風口,扇葉可以調節吹風方向,需要能夠擺動,小哥通過牙籤結合萬能膠固定實現了擺頁的安裝。同時用一塊板和牙籤連接所有擺頁,這樣通過拉動這塊小板,可以實現所有百頁的方向控制。最後用板密封空調箱。
對於這個空調,同樣需要「外掛機」,即水的熱交換裝置。其內部同樣由散熱片和散熱風扇組成,當空調製冷時,半導體製冷片熱端會加熱冷卻水,在水泵作用下,冷卻水流經外掛機,在此降溫。這裡這位牛人使用了很長的水管,連接空調主機和外掛機,將其安放在窗臺上,並安裝了水泵用於使水循環。這樣整個分體式空調,基本完成。
現在只剩下電源了,小哥使用12V、15A的電源用於供電,最大支持功率為180W,即使使用最大功率,可以看到自製分體式空調耗電較小。完成電源連接,保證水泵、製冷片及風扇等正常工作即可。小哥還創意的在空調主機上加裝了溫度傳感器及顯示屏、Led燈等,外形非常酷炫。這樣一個分體式空調就做好了,成本很低,也很節能環保。這種空調是不是很實用?