昆明市第三中学滇池校区 陈欣宜 林宇翔 赵文彬 陈平宇   指导老师：苏亚东

　　摘要

　　本文介绍了如何使用简单易得的材料，制作一台简易的小型空调。通过实验验证，这台小型空调能够有效地降低室内温度。本文不仅介绍制作方法，还研究了小型空调的原理和设计思路，有助于初中学生更好地理解科学原理，同时呼吁大家关注家电的环保、节能等问题。

　　关键词

　　自制 空调 制冷半导体

　　控制 物联网

　　研究背景

　　目前，人们对生活品质的要求越来越高，空调能有效调节室内温度，带来舒适感。但空调不仅较为昂贵，长期使用还会增加能源消耗。为了解决这个问题，我们研究自制小型空调，满足人们对室内温度调节的需求，同时能节约能源、保护环境。

　　设计原理

　　这个小型空调的运作原理，是利用制冷半导体的制冷效果来降低温度。当制冷半导体开始运作时，制冷面会产生冷气，降低周围温度。因此，将制冷半导体放在一个密封的泡沫箱中，使用风扇将其中的冷空气吹出，就能形成冷风。然后使用天猫精灵，使整组设备接入物联网，就可以通过手机、语音等方式实现远程控制。

　　研究方法

　　本次研究采用的是实验研究法。先制作小型空调，然后在室内温度27℃的情况下，进行实验验证。

　　材料

　　电风扇、制冷半导体、泡沫箱、L型排气管×4、天猫精灵、智能插座、导热硅胶、热熔胶、小刀、绝缘胶带、电线（若干）、12V电源。

　　实验步骤

　　1

　　准备一个适合的泡沫盒子，并依据风扇和排气管直径，裁出大小合适的1个大洞和4个小洞。将4个排气管插入盒盖的小洞内，以实现冷风吹向四周的效果。

　　2

　　将风扇安装在大洞处，且确保风扇的风吹进泡沫箱下方底部（此处之后安装制冷半导体）。再使用热熔胶，将各个洞留下的缝隙填实，避免漏风，影响制冷效果。上述步骤完成后，进行初步密封并开启风扇进行风力测试，确保风在泡沫箱中循环且从排气管排出，同时调试风扇功率。

　　3

　　安装制冷半导体。注意制冷半导体的有字面为冷端，要贴紧导冷块，同时在二者中间涂抹导热硅脂。在导冷块上方安装小型风扇，将产生的冷气抽出。在制冷半导体的热端安装较大风扇，及时散热。最后用螺丝与3M胶固定整个制冷半导体设备。

　　4

　　在泡沫盒靠近风扇进风口位置侧方裁出合适的洞口，将制冷半导体安装进泡沫箱。安装完成后，测量箱内温度并记录，之后开启制冷半导体，运行一段时间后再次测量箱内温度，两次温度对比以确定制冷半导体正常运行。

　　5

　　将制冷半导体的电源和风扇的电源接入12V电源，同时12V电源与智能插座相连。之后让智能插座与天猫精灵互联，完成后进行测试，确保天猫精灵可以控制设备的开启与关闭。

    6

　　设备封装，再次检查设备各方面是否正常运转，之后将设备放入室内，开启设备，感受清凉的冷风。

　　实验结果

　　在室内温度为27℃时，使用这台小型空调15分钟，室内温度可以下降至22℃左右。实验表明，这台小型空调能够有效降低室内温度。

　　实验初始　　设备运行　　10分钟　　设备运行　　15分钟　　设备运行　　30分钟　　设备运行　　60分钟

　　室内温度　　27℃　　25℃　　22℃　　20℃　　20℃

　　物联网控制　　开关情况　　正常　　正常　　正常　　正常　　正常

　　实验结论

　　虽然这台小型空调不能完全替代传统空调，但在小范围内使用，可以实现降低室内温度的目的，且取材容易，环保节能。未来可以进一步改进设计，使其更加环保、高效、低成本。例如，可以采用太阳能板供电，加入实时测温模块与功率控制模块，再加入小液晶显示屏，可以更准确、更直观地实现控制。