Канал Hyperspace Pirate вже давно спеціалізується на холодильних системах, але цього разу автор взявся за щось справді амбітне — портативний кондиціонер на акумуляторах, який можна тримати в одній руці. Ідея народилась із простого запитання: а що, якщо зробити охолодження, яке не потребує розетки, не важить як холодильник і при цьому реально працює?
Відправна точка проєкту — маленький ротаційний компресор із ковзним поршнем, куплений колись на eBay просто тому, що виглядав цікаво. На відміну від звичайних компресорів для домашніх кондиціонерів із індукційними моторами (ККД яких десь 40–60%), цей має трифазний безщітковий мотор. І це суттєво — його можна дросселювати, тобто регулювати потужність охолодження просто змінюючи оберти, без жодних розширювальних клапанів.
Логічно було б запустити його через ESC від дрона чи авіамоделі — по суті, це той самий трифазний інвертор. Але виникла проблема: ESC без датчиків Холла орієнтується на зворотню ЕРС, і для цього потрібна мінімальна початкова швидкість. Дрібний авіамодельний мотор на 20 000 об/хв розкручується без питань,
а ось повільний холодильний компресор — ні. Довелось замінити на простіший універсальний трифазний контролер з Amazon, який вже перевірявся на повільних моторах.
Котушки конденсатора й випарника взяті з настільних льодогенераторів, куплених гуртом як надлишок. Два чотирибаночних літієвих акумулятори по 2200 мАг з’єднані послідовно — виходить приблизно 32 В. Капілярна трубка діаметром 6 мм замінена на більш підходящу, а манометричні лінії зібрані вручну із мідних трубок і фітингів NPT. Як герметик — силіконовий герметик на різьбі, що звучить дивно, але автор каже, що такі з’єднання тримали понад 50 атмосфер.
Як холодоагент — пропан із балону для паяльника. R134a, під який розрахований компресор, дорогий і не скрізь доступний. Бутан мав бути, але постачальник загубив замовлення. Пропан конденсується при ~9,5 бар проти 6,7 у R134, тобто компресор трохи перевантажений — але на практиці працює стабільно.
Без навантаження випарник за хвилину покрився інієм, а за 10 хвилин — наче засніжений. При включенні вентилятора температура повітря перед котушкою — 12,7°C при кімнатній 23,
8°C. Споживання з вентиляторами — близько 42 Вт.
Щодо реального COP (коефіцієнта ефективності) — спочатку здавалось, що лише 0,22, бо пряме вимірювання охолодження в ізольованому ящику дало 9 Вт. Але потім автор врахував втрати через стінки пінопластового ящика — 39,1 Вт кондукції при сталій температурі всередині 7,7°C. З цим виправленням COP виходить близько 1,0. Не комерційний кондиціонер, але значно краще за елемент Пельтьє.
Вся конструкція запакована в корпус із 3D-друкованих панелей на защіпках, важить 3,1 кг і легко тримається однією рукою.
Охолодити кімнату не вийде — конденсатор гріє повітря з іншого боку. Але для особистого охолодження — подути холодом просто в обличчя, остудити маленький автомобіль або причіп, зробити похідний холодильник — цілком реально.
Наприкінці автор закидає ідею на майбутнє: замість переміщення холодного повітря — жилет із циркуляцією охолодженої води. Доросла людина випромінює ~100 Вт тепла, і забрати 20–30 із них рідиною нижче температури тіла — набагато ефективніше, ніж кондиціонувати цілу кімнату. Компресор, два водяних блоки охолодження та батарея на поясі — і все це вміщується в куб 100 мм. Звучить як наступний проєкт.
Запис Ентузіаст створив мініатюрний кондиціонер на батарейках спершу з'явиться на ProstoMob.
