夏の水槽の水温調整に関するメモ⑪
早速秋葉原に行ってきた。
・ペルチェ素子の 6A(TEC1-12706)は千石電商にも秋月電子にも在庫なし。
しかたなく 8A の TEC1-12708 を GET。
定格：｜Imax 8(A)｜Vmax 15.2(V)｜Qmax 80.3(W)｜ΔTmax 68(C)｜R 1.56(Ω)｜40×40×3.5(mm)｜
使用するペルチェ素子が2個から1個になるため倍以上の出力・・。
・CPU クーラーは TDP 220W とエントリークラスでも高い冷却能力の Deep Cool の「AK400」を GET。
※ちなみにヒートシンクもファンも2倍の「AK620」の TDP は 260W。価格も約2倍。
さて、製作にかかろうと現在使用中のアルミプレートは流用するつもりでヒートシンクを外そうとしたら固着して剥がせない。
で、ヒートシンクを強く握って力を込めたら事件が起きた！
ペルチェ素子が殻割り状態になってしまった。パッカ～ンって音はしなかったけど、アセった(笑)
どうやらかなり強力に接着されていたようである。ショップで訊いたときは「接着力はさほどでもない」と言われたけど、やっぱペルチェ素子は CPU のツルツルの表面とは違ってセラミック製なので接着剤のノリがいいのかも。
※角柱状の素子が規則正しく配列されているのがよくわかった。
素子って小さいんだね。
っつーか、ペルチェ素子とヒートシンク、アルミプレートはもう使えなくなってしまったよ。ガチョ～ン。助かったのは 5cm ファンだけ・・・悲すい～・・・・・・・。
剥離剤とかあるのかな？ ゼッタイ剥がれそうもない感じだけど。
とりあえず前回使用した銅板で組んでみることにした。
もう放熱接着剤はやめる。放熱シートにしよう。
てなことでバタバタしたけど完成した。
やっぱでけぇ～！ でかすぎる。
で冷えたのかっつーと・・・・相変わらず室温マイナス1度。ショボ。音は比べ物にならないくらい静かになった。12V MAX 動作なのに。
今回はCPU クーラーの素子に近い部分を触ってもヒートシンクを抜けてくる風も熱をほとんど感じない。冷却用の銅板は冷えて結露しているからかなり廃熱能力は高いのかも。
しかし・・・。しかし・・・。
ん？ もしかして「マヒャド！」とか言わないとダメだったりして。
後で言ってみる。
上はフルスロットルでの表示。
11.03V で 4.67A、51.5W！？ ← なんでこんなに低いの？
※モータコントローラのボリューム ＭＡＸ でも 12Ｖ にはならない。ロスがある。
12Ｖ だと 6Ａ くらいは流れるはずなんだけど・・。
追記：2022.08.09 —–
ううううう、ヒャダルコ も ヒャダイン も唱えてみた。
・・魔法使いじゃないとダメなんぢゃないかなあ・・
♪ドヒャマ！ ヒャムング ヒャメシ ヒャコテン ヒャライン ヒャラクサイ オヒャレ
ヒャーシチューカ ギョーヒャライス ヒャキミバーガー サムヒャイマック
ヒャレオフィッシュ ヒャブラソバ ヒャレープ ヒャマナンジ ヒャレモイナイ
追記ここまで —–
追記：2022.08.10 —–
今回、薄い銅板を曲げた上部に重量のある CPU クーラーをのせるため、固定と強度を補助する目的で木片を接着剤で銅板に貼り付けた。その木片が一晩経過したら結露で濡れていたのだ。
冷却装置全体の重量を支えている木柱の上部まで濡れている。もちろん触るとすごく冷たくなっている。こやつが冷却エネルギーをこそこそと逃がし続けていたのだ。ふぇ～い、へけめけせっけんめ！
木材だから中に空気の層がたくさんあって保温の役目をしっかり果たしてくれると思っていたけど、勝手な思い込みだったようだ。木片にも断熱材が必要だった。
とりあえず応急手当として木片を断熱材かスポンジテープで覆ってしまおう。
・・少なくともマヒャドの呪文よりはいい(笑・・えないだろ？)。え？ 修行が足りない？ そうかも・・。
さあて、CPU クーラーを銅板に固定出来て断熱がしっかりできる方法を改めて考えたほうがよさそうだ。
－あのね、これが楽しいのよ。いくら頭が悪くても～チームから外されたりしない(爆)－
追記ここまで —–
追記：2022.08.11 —–
web上に散乱している個人のペルチェ素子を使った冷却装置の製作記録記事を読むと、いんや～微笑ましいですね、みなさんほとんど最初は失敗して苦労している(笑)。なんでやねん！？ の嵐。
そりゃそうですよ。まぁ、机上計算値通りにいかない当然の結果になっているわけですが、誰もが最初のエネルギー計算でペルチェ素子のクセを計算に入れてないんですね。知らないんですよ。例えば流れている電流によって抵抗値が変化したり、いろいろ。で、素子自身の発熱量のほうが仕事量を超えちゃったりなんかするわけですね。温度制御の方法とかも・・。
それといかに反対側の発熱を逃がすかですね。発熱側の冷却は命かけるくらい真剣にやらないとダメなようで、これ、発熱側の熱が冷却側に漏れるんです、ガバチョと！ だいたい素子の形がハナっから悪いんですよ。最初から熱が移りやすいあの薄さで出来上がっちゃってるもんですからねぇ・・。たまったものじゃあ～りません。
これはもう企業の研究室でやるみたいに徹底的にシミュレーションして基本設計から絞って実験するか、実測データ山のように積み上げるとか、えらい労力がかかるわけですね。
ま、京〇ラなんかがウンコはみでるくらい本気でやってなんとかマトモに冷えるものが出来上がるってなところが現実です。ペルチェ素子もピンキリで高品質・高性能なものはちゃんとあります。Amazon では扱ってないけど。
安い部品と電材だけで非常におもしろい体験ができるので未だに人気はあるようですが、実用性まで求めちゃうとなかなか私のように狂って”魔法使い”の修行をしようかなんて迷ってる人になっちゃったりしちゃったりったふせったりとほほったりしちゃうんですね～。なんつーかもう現実に脳ミソがついていかなくなっちゃうカンジ。あれよあれよいう間に役に立ちそうで立たない塊(失敗作)が部屋のあちこちに転がるように増えていくのを見ないようにして(笑)細～く息をする・・。ハイ、そうそう、その感じでございますわよ。
で、何が言いたいかっつーと、なんかサ、次の実験の予定はペルチェ使わないつもりなのよ。
そうなるとさぁ、ペルチェ冷却諦めたみたいになっちゃうぢゃんか！ ゼッテーそうじゃないからね！ 少し時間をおくかもしれないけど「アイルビーバック」すっからね・・。
さあてずいぶん前にイメージしてた水冷 CPU クーラーをベースにするか・・あるいはファン付きラジエータと水槽内に入れたアルミの冷却ボックスをクーラント液で循環させる方法か・・あ～、え～、夏が終わっちゃうかなあマジで。ヒャッヒャッヒャッ。
※：冷却力は、正味の熱移動能力から自己発熱を差し引いた値。っつーことなんですが、これって放熱能力が100％の場合？
追記ここまで —–
追記：2022.08.12 —–
昨日、木片を取り外して断熱マットと金具で固定しなおした。
今朝、固定した金具を触ってみると冷たくなっている。今までは断熱材は外側から指で触っても冷たさを感じることはなかったが、強く圧着しているため潰れてマット内の空気が少なくなって断熱効果が薄れてしまっているようだ。これは今後の課題になるね。周りを囲って「発泡ウレタン」で充填するとか、「コーキング剤」でペルチェ素子の側面を固めてしまうとか・・。とにかく徹底的に空気層を多くして外気を遮断することがエネルギーロスを低滅させる基本だ。
※ちなみに、ペルチェ素子は中に少しでも空気が入ると結露して壊れてしまうそうである。経年劣化でひび割れたり製造時の精度によるばらつきなどでも密閉状態を保てなくなるらしい。また、殻割りの写真にある角柱状の素子の個々の精度によっても能力が落ちてしまうらしい。数倍も高額になるが高品質・高性能のペルチェ素子を使用したほうがいいかもしれないね、放熱のスキルが上がってからだけど。
・モーターコントローラーを取り外して電源とペルチェ素子をダイレクトに接続した。
12.4V、約5A、60W となった。これでも室温マイナス1度がやっとこさっと。
命名「すっとこどっこい水冷システム」とか「ドボン冷却装置」とか？
下の写真がモーターコントローラ。火傷するくらいのものすごい熱を発生している。定格 12V 10A になってるんだけど・・(やっぱ Amazon 品質かも。冷やし中華は大好きだけど、中華品質は貧乏人向け)。
フルボリュームで使用しても冷却装置の放熱に問題がなさそうなのでバイパスした。
※本来は LED の調光やペルチェ素子の温度制御は直流安定化電源などによる電流制御で調整するのだが・・・。
もし水槽の水が過度に下がるようなことになったら購入しようと思う。・・当分その心配はなさそうだ(爆)！
このモータコントローラーは PWM制御(高速スイッチングにより電力を制御する方式)ですが、使えはするけど、本当は使わないほうがいいらしい。細かい制御が必要になるんですがそういった回路は省略されているようで、ゴツンゴツンと電気が流れたり切れたりする安物。爆熱を発生しているので 12V 10A となっているがそれすらも怪しい。
追記ここまで —–