製品

購入したのは、「Mini refrigerator」と書かれている22Lの冷温庫です。
メーカーはPLIOSNとのことですが、製品にはその表記がありません。
車載でも使えるように12V電源が内蔵されていますが、サイズ的に大きいので車にはあまり適していないと思います。モータブル電源からの給電もできるのは、非常時に役に立そうです。

その他のスペックは以下のとおりです。

• 容量：22L
• ファン：12V DCファン
• 寸法：37cm奥行き x 45cm幅 x 48cm高さ
• ペルチェ素子：TEC1-12703（2枚）

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PLIOSN 小型冷温庫 22L ペルチェ式 冷温庫

保温・保冷 -9°C〜65°C / AC・DC電源対応 / 今回修理した製品と同系統の22Lペルチェ式冷温庫

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症状

• 電源は正常に入る
• 液晶表示・温度設定もできる
• ファンは正常に回転
• 冷却・加熱ともにほぼ変化なし
• ヒートシンクもほとんど熱くならない

一見すると制御基板の故障にも見えますが、順番に確認していきます。

まずは分解

背面カバーを外すと、以下の構成でした。

• ファン
• ヒートシンク
• ペルチェ素子（2枚）
• 制御基板

ペルチェは40mm角で、型番は TEC1-12703 が2枚使用されていました。
ヒートシンクの中心にかなり進行した錆がついていて、ネジがあるのかどうか判断できませんでした。 ペルチェ素子を使用していると結露が発生するので、その影響でネジが錆びたように見えます。

動作確認

まずは通電状態を確認しました。

ファン

正常に回転していました。

ペルチェ電圧

冷却時には約13Vが印加されていました。温度設定を変更すると極性が反転するため、制御基板とリレーは正常と判断しました。

ペルチェ素子の抵抗測定

コネクタを外し、ペルチェ単体の抵抗を測定しました。

交換部品

ペルチェ素子

純正は TEC1-12703 でしたが、金額が高いため TEC1-12705 へ交換しました。今回は2枚とも交換しています。

12705は12703より若干能力が高いモデルですが、サイズは同じ40mm角、厚みを一緒なので問題なく交換できます。 注意すべきは、最大電流が12703より高いことです。 ペルチェ素子が要求する電流が足りなくなる可能性と、基盤が過電流により破損するリスクはありましたが、 リレーをみると最大電流は10Aまで許容できそうでしたので、理論上は大丈夫そうでした。基本的に少し余裕がある設計になっていると思います。 ※12705を使用する場合は基盤のリレー等の最大電流を確認する必要があるので、注意してください。

• 12703：3A
• 12705：5A

12705は12703より若干能力が高いモデルですが、サイズは同じ40mm角、厚みを一緒なので問題なく交換できます。

ネジ

ネジは錆びにくいステンレスネジへ交換しました。サイズはM4の15mmで、頭は丸めのものを使用しました。
こちらは通販で買わずに、現物をもってホームセンターで比較するのが一番確実です。

グリス

グリスはPC用のCPUグリスを使用しました。熱伝導性が高く、耐熱性もあります。

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CPU用熱伝導グリス

熱伝導性が高く耐熱性もある / ペルチェ素子の取り付けに使用

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組み立て時のポイント

交換時には以下を行いました。

• 古いグリスを除去
• 新しい熱伝導グリスを塗布
• 均等に締め付け

また、元々使用されていた発泡ポリエチレン断熱材と断熱綿シートも、できるだけ純正に近い状態へ復元しました。

この断熱材は単なる固定材ではなく、冷却側と放熱側の熱が混ざるのを防ぐ重要な部品でした。
写真は、断熱材を復元した状態ですが、これだと断熱効果が皆無だったので、少し汚れていましたが、純正のそのまま使うようにしています。

結露対策

交換後はペルチェ周辺に結露が発生しました。これは冷却性能が回復した証拠でもあります。

一方で、配線の根元にも結露が見られたため、以下の対策を行うとより安心です。

• 配線の断熱ためシリコンコーキングを塗布
• 水滴が基板へ流れない配線処理として、気持ち傾斜をつける

また、元のネジは錆がかなり進行していたため、今回はステンレスネジへ交換しました。

動作確認

交換後の結果です。部屋温度29℃で計測しました。

ペルチェ素子の交換だけでなく、断熱構造の復元が冷却性能に大きく影響することが分かりました。

今後改善したい点

今回の修理で冷却性能は回復しましたが、さらに改善できそうな点もあります。

• 放熱ファンの高性能化
• 放熱側ヒートシンクの強化
• 庫内循環ファンの追加
• 水冷化

ペルチェ式冷却は放熱性能が重要なので、放熱側を強化するとさらに性能が向上する可能性があります。 一番やりたいのは、水冷化です。ラジエーター、ポンプ、冷却液で組んだら、どこまで冷えるのか楽しみです。

まとめ

今回の修理で、ジャンクだった冷温庫は実用レベルまで復活しました。ペルチェ式冷温庫は構造はかなりシンプルなため、テスターがあれば原因の切り分けもしやすく、修理しやすいです。
ペルチェ素子は壊れやすかったりするので、部品さえ揃えば、自分で修理できる可能性が高いです。
また、ペルチェ素子に電流を流すとかなり熱くなるので、交換の際には注意してください。