新潮DIY Peltier啤酒降温/茶杯升温器

　　一、工程简介

　　也许大家曾在网上见过，几个外国的网友利用电脑电源、CPU散热器、Peltier模块集成温度控制器、电池和一些金属材料打造的为啤酒降温的散热器。于是乎笔者从中得到灵感，要亲自打造啤酒散热器的改进型：“啤酒降温/茶杯升温器”，改进后的特点是整个散热器含有完整的温度控制器，和比较完整的电路从而不需要很强劲的电源。

　　设计概况

　　因为有很多工作要做，所以我们通过CAD软件来大致设计整个散热器的外形。

散热槽

核心设计

底部风扇

大致形状

　　对Peltier的使用要求

　　使用了Peltier我们就可以轻松地设定电能，从而把啤酒饮料控制在某一个特定的温度。

　　计算每升高/降低1摄氏度的水所需的电能（q）。

• 质量=500 g
• 比热= 4.18J 摄氏度/克
• 初始温度= 20摄氏度
• 最后温度= 19摄氏度
• 计算式= (500 x 4.18 x -1)
• Q= 2090 J

　　这就意味着500毫升水每升高/降低1摄氏度就需要2090焦的电能。

　　那么对于30瓦特的Peltier焦耳数除以瓦特数= 70秒 （改变1摄氏度的500ml水所需的时间）

　　这就意味着啤酒散热器能够从高功率的Peltier处得到好处。尽管这样，散热槽还是会消耗太多的能量，即使把它设计到最小尺寸，也是电老虎。所以笔者决定使用33瓦的Peltier。

　　设计散热槽所需的计算

　　为了测试散热槽针脚设计的实际效能，笔者使用了以下测试工具。

　　能量消耗的最大可能性就来自于散热槽的针脚。测试的整个过程是我们向容器中我放入40摄氏度热水后进行的。

• 所需时间（分钟）=5
• 始温度 (摄氏度)=40
• 末温度(摄氏度)=30
• 总温度变化 (摄氏度)=10
• 环境温度 =27摄氏度
• 测试工具中的水容量 =20ml =20g
• 公式 = 质量 x 比热 x (末温度–始温度)
• 物质质量 = 20 g
• 水的比热 = 4.18 J 摄氏度-1 g-1
• 始温度 = 40 摄氏度
• 末温度 = 30 摄氏度
• 计算细节 (20 x 4.18 x -10)
• 5分钟内消耗的焦耳数 = 836 J
• 1分钟内消耗的焦耳数= 836 / 5 = 167.2 J
• 1秒钟内消耗的焦耳数= 83.6 / 60 = 2.786 J
• 在Peltier额定功率下每秒消耗的焦耳数 = 33瓦下每秒的焦耳数 = 33J
• 消耗掉Peltie能量的针脚数量r= 33 / 2.786 = 11.84

　　因此，从计算中我们可以了解到12根散热槽针脚需要被置放在能量的进出口。但最后笔者还是选择了45根针脚，因为他觉得插这么多针比较“酷”（汗！）。

　　电路设计

　　笔者决定为啤酒散热器设计全部所需的电路，在设计完成后亲手打造电路原形。