天气越来越热了，未雨绸缪打造桌面/穿戴 两用便携迷你小空调

qrut

天气越来越热了，回想以往户外排队或者开家长会时那种闷热的感觉就浑身油腻，有时候你很热却没人给你开空调，咋办？只能忍着或者自己想辙，以上场合你也只能弄个便携小风扇应付一下，天气不算太热还凑合，如果三伏天用小风扇之类的应该是一点用都没有的，原因是风扇只能强制送风，不能降低空气温度，这样如果户外温度超过你的体温，则再大的风量吹到你身上你也只会感觉到更热。马宝搜寻并没有找到这类产品，最多就是便携小风扇，或者加了制冷片的小风扇，为什么还叫它风扇？因为看到一款加了制冷片的小风扇，把制冷片冷端置于风扇正中央，中央有个金属片，只有皮肤接触到才会感觉一丝凉意，扇叶的风根本不能吹到冷端来降温，更离谱的是制冷片的热端被加了环形散热器置于风扇扇叶前端，也就是这种风扇吹出的风比普通风扇更热，完全是噱头的无用产品。于是准备自己打造一款便携小空调。

一片12v 60w制冷片，用这个型号因为最长见最廉价。



热端涂硅脂



越薄越好



一个5x5x2cm的散热器，一个5010的5v含油轴承风扇（转速5500），用作制冷片热端散热。



侧面，测试了4cm散热器和4cm风扇，结果效果不理想。



反面，考虑到噪声和转速20w以内必须大于等于这个的散热配置组合才能压住发热功耗。



贴好



四周704固定好



5-6v可以结冰。



5v下的电流大概2a 功率10w左右。如果散热压不住，热端温度上升太多功率就会下降，影响冷端制冷效果。



6v 14w左右



7v 20w左右，这个是以上散热条件下的极限。电压再提升就会反作用



一个4x4x1cm的散热器，都是红包撸的。



因为定位兼顾穿戴便携，因此都是尽量减小体积和重量。



把散热器摆到冷端，5v下已经结露结冰。



环境温度22度左右，测下散热器表面温度。



5v 负1.9度



7v 负5.8度，效果还是不错的。



开始测试冷端送风风扇，左面三洋二手滚珠风扇，右面国产2元含油轴承风扇，规格都是4010，但转速不一。



贴标签准备测速



先三洋



5v下6700转



功耗只有0.6w左右



国产



5v下5500转



功耗将近1w ，而转速却比三洋低很多，效率低下。



电压提到6v 功耗上升到1.35w



转速来到将近6500，勉强追平三洋。也就是说要达到三洋的转速功率必须提升1倍才行，对比效率只有50%。



然后再看下扇叶面积和转子面积，同体积三洋的扇叶比国产大3分之1，转子也小很多，因此就算同转速国产风量也比三洋小30%左右.结合上面功耗的劣势，同等供电下的风量远小于三洋。
由于用作送风风扇这个冷端风扇需要倒装抽风（倒装抽风效率比吹风散热效率低很多），因此功耗尽量小的情况下对风扇的要求很高，既要高转速低噪音，还要高效率大风量，国产风扇是不能达到要求的（一共测试了三款），主要是国产风扇风力小的可怜装到散热器上就感觉不到什么风了。



风扇确认，开始装配，四个角的鳞片用钳子扭90度，便于固定螺丝。



选择1cm厚度也是不得已而为之，为了尽量减小体积和重量。



由于散热器厚度较小，风扇直接装上由于进风面积较小会产生较大风阻和噪音，造成送风风量大幅减小，过分的强散热也不利于散热器表面保持一个较低的温度（较低的温度才能保证送风温度较低，人才会感到凉爽），因此多次试验搭配三洋风扇5-7v供电的条件下既有较高的风量又能吹出足够冷的风来，还要噪声能接受。风扇需要和散热器表面有1.5mm的高度。所以用四颗尼龙垫圈垫高。



尼龙垫圈大概1.5mm左右



垫好



4颗不锈钢自攻固定



中间的缝隙



冷端也涂硅脂



居中对好位置



按实后再次704粘固



固化后开始测试，探头放到送风口附近，此时环境温度大概22.8度。



开启1分钟后出风口温度21度左右，比环境温度低将近2度。由于是全开放测试，冷热端会有杂散空气交换全开放时只要出风持续能比环境温度低1度以上就能感受到凉爽。
到了夏天，只要有一丝低温凉风吹到，不用多大的风，就会觉得凉快。



接线套热缩管



下面开始制作穿戴时的腰夹（领夹），这个其实是以前5元买的运动相机夹子，用到这里正合适。



可以任意旋转



强有力的弹簧



需要把这部分去除



圈内冲一下定位



3mm钻头打孔



m3平头螺丝放孔里加热，取出就变成了沉孔。



散热器顶部标记定位



2.5mm钻头开孔



m3丝锥攻丝后



两颗平头不锈钢螺丝固定好，这样挂夹底座就完成了。



由于体积限制普通小开关载流有限，不能适应长期2a以上电流，因此需要软开关控制。
下面红包撸的ttp223触摸开关，板子较大，打算直接在这上面加一颗mos改成单稳态开关。




触摸区域割断后打磨掉阻焊



构思好记号笔直接画好线路



上半部胶带遮盖，以免误伤。



腐蚀后（限于篇幅过程略去）



上蓝油紫外固化后刮出焊盘（过程略去）



打算用c口，6pin的 。



用这个测下针脚定义



插好，可以看到标准的24针c口有4个vbus 和4个gnd ，总共提供额定5a最大电流，这个6pin 母口 只有两个vbus 和两个gnd（当然接地负极可以外皮提高载流量），也就是两组vcc都接才能最大载流2.5a额定，因此需要两对正负供电都接，之前看到有人只接一对，那最大电流才1a多，负载稍重就是过载转态。



mos用了一颗8205双mos ，内部单颗过流6a ，两颗并联使用12a，应对3a以内电流非常轻松，并且体积小巧。
焊好后，加了一个物理微动，可以按键触发或者触摸触发两用。



需要飞线连通上半部分线路



用于c to c 线供电时的5.1k下拉识别电阻



好歹焊好测试一下，开关机正常，mos没有温升，由于只用了一颗识别电阻，因此有些充电头可能反插后无输出，因此cc2又补了一颗。



侧面外观，这是第一个测试版本，全露无外壳版本。



夹子



控制板先粘到顶部，还没打孔固定。



摆到桌面可以仰头送风，实测目前室内22度用这个一会儿就冰手。



旋转后可以向下低头送风，用于吹下半身。有效送风最大距离半米左右，我想你不会离桌面远过这个距离吧。
全开放应用时由于送风口没有密闭空间，因此只能降低送到你面前的空气温度，并不能使环境温度降低，就好像一个窗机空调整个端到屋里摆在你面前去用，你会感觉凉爽，屋里的别人该热还是热，你不要指望这个小东西还要照顾别人一起凉快，你凉快就行了。



最终功耗测试，刚上电12w左右。



最终稳定在11w左右，普通5v 2.4a 充电宝都能带。



密闭空间制冷效果测试，一个保温提袋。



密封好，把冷端散热器塞里面。



大概体积和一个鞋盒子差不多



外部环境温度21.4度



开5分钟后内部温度降到15.3度，比外面低6度左右。效果非常好，这个容积基本上和人体穿件衣服内部空间差不多，考虑到人体本身散热，把衣服内降低1，2度还是没问题的，这时就会明显感觉到凉爽。



挂腰模拟，我就不挂到腰上拍照了，挂到侧面皮带上上衣下端遮盖小空调上半部出风口，下半部留在外面散热，可以基本形成密闭循环空间持续降温，这是真正的小空调啊。



也可也侧面夹到衣领上（如果你不怕别人异样的眼光去看你的话），这样可以直吹脖颈面部，消汗快。



角度可以任意调整



后期的一些改进，一块高密度海绵。



裁切成这样


套在散热器上面，主要用来做结露吸收，长期高湿工作小散热器会有轻微结露，四周海绵会吸收流下的水汽，关机的时候会自动挥发掉。



顶部视图



屁股多加了个5cm防护罩，以免手指碰到扇叶。



前面网罩考虑了一下最终没有加，主要考虑到体积重量和顶部小风扇出风口很小，手指基本碰不到扇叶。



户外使用可以用个充电宝续航几个小时没有问题，也可以夹子背面加两块手机电池加个升压板就可以代替充电宝，实现彻底独立。
此为测试版，后期打算再加合适的外壳。

先这样



补充内容 (2022-4-12 22:53):
帖子编辑时间应该缩短了，补充一下近期使用效果，这两天天气室内温度25度左右，中午还要高一些，已经感受到了有点儿热了。

补充内容 (2022-4-12 22:57):
小空调半米左右范围内几乎感觉不到明显的直吹风量，但是会感到明显的阴凉，就像夏天暴晒时躲到一片阴凉处的感觉。

补充内容 (2022-4-12 23:02):
因为直吹风量很小，不会有局部的硬风强吹的不适感，凉风柔和的扩散到半径0.5米的半圆范围内，很均匀很柔和，和在阴凉处的感觉极为相似。

补充内容 (2022-4-12 23:06):
用普通usb小风扇对比了一下，usb小风扇由于扇叶大很多且无阻当，风量远大于小空调，同样距离给人感觉明显的风量吹过，但是风很硬很局部，

补充内容 (2022-4-12 23:10):
没有明显的阴凉感，就好像烈日下突然吹过一股温度较高的强风，虽也会感到汗少了一些，但好像被烘干蒸发一样的感觉，相比小空调的阴凉处的

补充内容 (2022-4-12 23:17):
柔和的凉爽感差太多了，由于除湿作用局部湿度也略低一些，风扇就像脾气火爆的怪兽，小空调就像柔和的小清新，夜间放到床前非常清凉舒适～

wfzdm

比较适合给手机降温

zzy_85569381

夏天给骑电动车的人头盔降温不错

邪恶海盗

这玩意没用啊,热量没引出去,老实开空调吧...

qrut

zzy_85569381 发表于 2022-3-31 18:00
夏天给骑电动车的人头盔降温不错

是的～

qrut

邪恶海盗 发表于 2022-3-31 18:12
这玩意没用啊,热量没引出去,老实开空调吧...

有用没有试过才知道，整体室内温度当然不会因为这个小东西而降低，但是出风口附近温度比室内温度低你就会感觉到凉快，户外或者没有空调的条件你咋办？

qrut

wfzdm 发表于 2022-3-31 17:55
比较适合给手机降温

手机散热就不用这么麻烦了～

8139

摆个摊儿卖纸手帕，用球球这个玩意容易淌鼻涕。。。。

                               
登录/注册后可看大图

qrut

8139 发表于 2022-3-31 19:20
摆个摊儿卖纸手帕，用球球这个玩意容易淌鼻涕。。。。

嘿嘿要的就是流涕的效果

wolf116200

必须精品贴啊，构思巧妙，制作过程详尽，风扇测试太到位

aacyxjz

前排围观精华帖

yxd029

qrut 发表于 2022-3-31 19:38
嘿嘿要的就是流涕的效果

出成品或套件吧！

qrut

wolf116200 发表于 2022-3-31 19:41
必须精品贴啊，构思巧妙，制作过程详尽，风扇测试太到位

谢谢支持～

qrut

aacyxjz 发表于 2022-3-31 19:51
前排围观精华帖

兄弟来了，谢谢支持～

qrut

yxd029 发表于 2022-3-31 20:03
出成品或套件吧！

还在测试阶段，外壳和外观上优化是个问题～

yxd029

qrut 发表于 2022-3-31 20:08
还在测试阶段，外壳和外观上优化是个问题～

咱们坛里的网友不会在意外观的！

kaixi_ants

这样实用的东西要使劲顶。

挣钱买刀

这帖子好啊！

qrut

kaixi_ants 发表于 2022-3-31 21:42
这样实用的东西要使劲顶。

谢谢支持～

qrut

挣钱买刀 发表于 2022-3-31 21:50
这帖子好啊！

刀兄来了，谢谢支持～