ساخت مینی آب سرد کن

هدف از پژوهش حاضر ساخت آب سردکنی است که در ابعاد کوچک باشد و به پیچیدگی آب سردکن های موجود نباشد و تنها با چند قطعه الکترونیکی ساده بتوان آن را ساخت.

بخش پروژه های دانش آموزی - مهدی رحمانی

دوازدهمین دوره از پروژه ‌های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال ‌های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ‌ها و ایده ‌های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ‌ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده ‌های جالب ، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده بروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح ‌های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: ساخت مینی آب سرد کن

نام ارائه دهنده/دهند گان: ساغر سعیدی، ملیکا موسوی و ریحانه رفیعی

زمینه و نوع پروژه: فنی مهندسی

درجه سختی: متوسط

نام مدرسه: نمونه دولتی شهید طهماسبی

مقدمه

آب سردکن، دستگاهی است که آب آشامیدنی را سرد می‌کند و آن را برای مصرف در اختیار قرار می‌ دهد. آب سردکن ‌ها معمولاً به سه دسته اصلی تقسیم می ‌شوند:

1. آب سردکن ‌های مخزن دار مجهز به شناور

2. آب سردکن ‌های بابلر (بطری دار با قابلیت تعویض بطری)

3. آب سردکن آنی (بدون مخزن آب آشامیدنی)

 آب سردکن ‌های مخزن دار مجهز به شناور: این آب سردکن ‌ها به آب لوله کشی وصل می‌شوند و مخزن آن ها توسط یک شیر مجهز به شناور همیشه پر می‌ ماند و هم چنین برای آب اضافی که ممکن است در حین خوردن آب سرد پیدا شود، مستقماً به مجرای فاضلاب وصل هستند.

بیشتر این نوع را در شرکت ها و محل ‌های عمومی می ‌توان دید. این نوع آب سردکن‌ ها معمولاً از یک سیستم پمپ حرارتی (مانند یخچال) برای خنک کردن آب استفاده می ‌نمایند. لوله ‌های اواپراتور به شکل لوله مسی به دور یک مخزن فلزی جوش می ‌خورد. آب وارد مخزن می ‌شود و با مصرف برق توسط مدار خنک‌ کننده، خنک می‌ شود. با مصرف آّب، شناور تعبیه شده در مخزن پایین می‌ آید و شیر آب ورودی باز می ‌شود تا مخزن پر شود.

برای رعایت اصول بهداشتی لوله ‌های اوپراتور که حاوی گاز است نباید با آب مصرفی تماس پیدا کند. به عبارتی لوله ‌ها باید خارج مخزن باشند. که این خود اتلاف انرژی چشم گیری را در پی دارد. قدرت سیستم برودتی باید به اندازه ‌ای باشد که دیواره ‌های مخزن یخ نزند ولی آب به سرعت خنک شود! بر اساس شرایط استاندارد آب سردکن ها باید در یک ساعت نصف ظرفیت مخزن خود آب خنک تحویل دهند. مثلاً آب سردکنی با مخزنی به حجم ۱۵۰ لیتر اگر استاندارد باشد باید ۷۵ لیتر در ساعت آب خنک دهد.

یا به عبارتی ظرفیت سرمایش آن ۷۵ لیتر بر ساعت است. چرا آب سردکن ها معمولاً آب گرم می ‌دهند؟ اگر ناگهان نرخ مصرف آب بالا رود (مثلاً ساعات پس از ناهار) همان طور که گفته شد آب خنک شده از مخزن خارج می‌ شود و از شیر شناور آب گرم جایگزین آن می ‌شود. بنابراین نرخ مصرف آب سرد با کیفیت دمای آب نسبت عکس دارد. یعنی هر زمان آب بیشتری مصرف کنیم به تدریج آب گرم تری نصیب مان می‌ شود. مثلاً فرض کنید ساعت ۱۱ صبح آب سردکن را به برق وصل می‌ کنیم. آب در عرض یک ساعت به دمای ۹ درجه سانتی گراد می ‌رسد البته اگر کسی در عرض این یک ساعت آب ننوشد.

آب درون مخزن در بهترین شرایط ممکن در دمای ۹ درجه سانتی گراد قرار دارد. ساعت ۱۲ ظهر است نفر اولی که از آب سردکن استفاده می ‌کند، آب ۹ درجه مصرف می‌ کند اما همان مقدار که او آب مصرف می‌ کند آب گرم جایگزین آب رفته از مخزن می ‌شود. بنابراین نفر بعد آب گرم تری می ‌خورد و همین طور برای نفرات بعد در حالی که آب سردکن فرصت خنک کردن آب درون مخزن را ندارد به همین علت در ساعات پیک مصرف آب آشامیدنی همه آب گرم می‌ خورند.

آب سردکن ‌های بابلر (با بطری): منبع آب مصرفی در آن ها به صورت بطری ‌های بزرگی است که به طور وارونه روی آب سرد کن قرار می‌ گیرند و بعد از خالی شدن باید بطری خالی را با بطری جدیدی که پر از آب است جایگزین کرد. این آب سردکن ها نیز از پمپ حرارتی بهره می ‌برند اما اواپراتور به صورت صفحه‌ ای است که جدا از مخزن بوده و آب در حجم کم با قرار گرفتن بر روی صفحه خنک می ‌شود این سیستم برای استفاده در مکان هایی با مصرف آب کم مناسب می ‌باشد.

آب سردکن آنی (ANI): این نوع آب سردکن در سال ۲۰۰۷ میلادی اختراع و ثبت گردید. سیستم خنک‌ کننده مورد استفاده همان پمپ حرارتی یا سیکل یخچال است اما امکانات ذخیره انرژی در سیستم تعبیه گردیده است و منبع آب آشامیدنی که در مواردی منبع تجمع آلودگی هاست حذف گردیده است. در این نوع از آب سردکن آب به صورت لحظه‌ ای (آنی) خنک می ‌گردد از همین روی با افزایش نرخ مصرف آب دمای آب افزایش نمی‌ یابد لذا در ساعات پیک مصرف آب سرد نیز دمای آب ثابت و بین ۱۳-۹ درجه سانتی گراد می ‌باشد.

همچنین با این سیستم امکان لوله کشی آب خنک به نقاط مختلف میسر می‌ باشد به عبارتی در اماکن بزرگ که احتیاج به ارائه آب خنک در چند نقطه احساس شود، مانند ساختمان های چند طبقه، می ‌توان از این سیستم به عنوان پکیج آب سرد مرکزی بهره برد و با لوله کشی و طراحی چشمه آب را انتقال داد زیرا بر خلاف دو نوع یاد شده فشار آب خروجی به فشار استاتیکی منبع وابسته نیست.

هدف

نمام انواع این آب سردکن ها در ابعاد بزرگ یا برای مصارف عمومی هستند یا برای مصارف منزل هستند. ساخت آب سردکنی که در ابعاد کوچک باشد و بتوان آن را در هر مکانی استفاده کرد، لازم و ضروری می نماید. بنابراین هدف از پژوهش حاضر ساخت آب سردکنی است که در ابعاد کوچک باشد و به پیچیدگی آب سردکن های موجود نباشد و تنها با چند قطعه الکترونیکی ساده بتوان آن را ساخت.

روش

برای انجام این پروژه ابتدا باید به خوبی با چند وسیله الکترونیکی از قبیل هیت سینک، پلتیثر و فن و پمپ آشنایی داشت و در مورد ساختار آن ها اطلاعات بالایی داشت. برای ساخت این پروژه دانش آموزان ابتدا فنی که به هیت سینک متصل است را ساختند و سپس هست سینک کوچکی را برداشته و دور تا دور آن را با شیشه عایق کردند، طوری که شبیه یک آکواریوم شود، که این برای ورود و خروج آب استفاده می شود. سپس پلتیر را به هیت سینک فن دار متصل کرده و در گام بعد هیت سینک کوچک را روی آن قرار دادند. در مرحله بعد لوله را به منبع آب و پمپ وصل کردند و این گونه مینی آب سردکن مد نظر دانش آموزان ساخته و آماده شد.

مهارت های کسب شده

1. روش ایده یابی (بارش مغزی)

2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)

3.  آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز

4.  آشنایی با پروپوزال نویسی

5. آَشنایی با مقاله نویسی

6. آشنایی با تهیه پاورپوینت

7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات

8. آشنایی نحوه فیش برداری

9. مهارت ساخت پوستر علمی

10. مهارت انجام کارگروهی

تنظیم کننده: محبوبه همت