自作ペルチェ式クーラー（失敗(^^;;）


ペルチェ効果！？


　ペルチェ効果とは、異種金属を、ペルチェ素子でつないで電流を流すと、熱の移動が起こる現象、逆の現象がゼーベック効果。ペルチェって人がこの効果を発見したのでペルチェ効果と命名されました。

ペルチェの利用した製品

　ペルチェは、小型で温度の微調節が可能なので、血液を冷やす機械に組み込まれていたり、熱帯魚のクーラー、小型の冷蔵庫、ＣＰＵの冷却機器、自動販売機など・・、さまざまな製品に応用されています。びっくりするぐらい薄い自動販売機見たことありますよね！？あれには、ペルチェが入っているんですよ。

実際に作ってみましょう。。　

　今回、使ったペルチェは、 Ｖｍａｘ：１７．５Ｖ　Ｉｍａｘ：４．０Ａ　Ｑｍａｘ：３８Ｗ、だったと思います;、もう３年も前の事なので詳しい事は忘れました(^^;;、ペルチェは、電流流すと温度差ができて冷える、だったら水槽の水を冷やすのに最高だ！と３年前は思いましたが、今はそうは思いません（笑、ペルチェ１枚でマックスで３８Ｗのエネルギーですよ・・、冬に、１５０ｗのヒーターで水温を上げるのにも結構時間がかかりますよね！？単純計算で同じ温度変化をさせると、その４倍時間かかります(^^;;、だったらペルチェを複数使用すればいいのでは？と思うかもしれませんが・・・、なかなか上手くいかないんですよ(^^;、とりあえず作ってみましょう。
　熱を持つ面を冷却するためにヒートシンク、ファンを使います。ペルチェは、電流を流すと、面と面に温度差ができます、冷えるんではなく、温度差なんですよ！！、とにかく熱くなる面を冷やさないとペルチェは、冷えません。はっきり言って、パソコンのヒートシンクに、ペルチェを貼り付けてファンで冷やしたとしても全然冷えません！画像は、右から、super７用、slot1用、特注のヒートシンクです。特注のものは、super７用のヒートシンクの数十倍の容積があります。

　大きなヒートシンクの上に、小さいsuper７用のヒートシンクを固定して、小さいほうのヒートシンクを水に浸けて水を冷やす事にしました、図のようにヒートシンクを・・・・
　はじめは、熱伝導両面テープで、大きいヒートシンクの上に、小さいヒートシンクを固定しましたが、すぐに取れてしまってまったくダメでした。そこで、熱伝導両面テープで固定して、釣り糸で固定しましたが、同じ圧力でペルチェを固定できなかった事が原因で、ペルチェの一部がヒートシンクから浮いてしまって、ペルチェが壊れました(笑;
　ペルチェをヒートシンクに、はさんで安定して固定するには、ヒートシンクとヒートシンクをねじで留めるしかない！と思ったので、小さいほうのヒートシンクには、ドリルで大き目の穴をあけて、大きいほうのヒートシンクには、小さ目の穴をあけてから、タップ（ねじ穴を作る道具）を切りました。自分の理想道理、安定して完璧に固定することができました。

　ヒートシンクは、アルミでできています。アルミは、イオン化傾向が大きく、金属の中でも不安定な金属で、さらに両性元素、なので比較的溶けやすい物質です。そのまま、水中にヒートシンクを沈めると、溶けてしまう可能性があるので、水に浸ける部分をシリコンで薄くカバーしました。
　ペルチェを効率よく冷やすには、高電位で、高電流を流せるような電源が必要です、もちろん直流で・・。普通の家庭には、どんなに探しても４ＡなんてＡＣアダプターは、ないと思います、あってノートパソコンのＡＣアダプターの２Ａ位ですよ、恐らく・・。

　ペルチェが複数つなげる電源って相当ごっついと思いますよ(^^;
　電圧と、電気的位置エネルギーのことです、位置エネルギーというのは、ｗ＝ｍｇｈで定義されていて、重い物を高く上げればあげるほどエネルギーが必要ですよ！という事を示しています、物理学的に説明すると、加速度：ｇ（重力）、に逆らって１メートル、１キログラム持ち上げたときのエネルギー。加速度が、電界Ｅ、持ち上げる物質が電子になったものが、電気的位置エネルギーです、力学エネルギーと考え方は、なにも変わりません。

　電流とは、ホースの太さのようなものです、太さが太ければ太いほど沢山の水が通れるのと同じように、電流が大きければ大きいほど沢山の電気を流す事ができます。

　１５ｖ位の電圧をかけて、３−４Ａも出る電源は、パソコンの電源か、実験用の電源しかありません。さすがに水槽の横にパソコンの電源を置くのは見苦しいので、実験用の可変圧電源を利用する事にしました。
　ペルチェを熱伝導両面テープでヒートシンクに貼り付けます。
　こんな感じになりました。
　電源を入れて数分、ペルチェの周りに氷が張りました！！お〜って思いますが・・・、氷が張るまでに数分ぐらいかかるんですよ(^^;、ＭＡＸで３８Ｗのペルチェですが、恐らくペルチェの表面に出てくるエネルギーって５０%以下だと思います。そして、これにヒートシンクのせて、水槽にヒートシンク突っ込んで、ヒートシンクから水槽に伝わるエネルギーってさらに５０%以下だと思います。水を冷やすためのエネルギーは、３８Ｗの２５%しか伝わらない事になります(^^;、ペルチェ１枚でははっきり言って冷えません！
　完成品のペルチェ式クーラーです。６０ｃｍまで対応しているのですが・・・、まったく冷えません（爆、気温が３０度の時に使用して、２７度にするのがやっとです(^^;、はっきり言ってファンのほうが冷えます。ペルチェが２枚入っています。

　もし、ペルチェで水を冷やしたい！という人がいたら、ペルチェは最低２〜３枚、できれば４枚使う事をお勧めします。