The Cold Pack Base on Thermoelectric

Abstract

This study focuses on the design and development of a prototype cold compress device employing thermoelectric cooling technology, based on the Peltier Effect principle to attain cooling via direct current application. The device is designed to effectively manage acute injuries by ensuring accurate and continuous temperature regulation within 10–13°C, rendering it appropriate for use in medical and sports science environments. The tests aimed to evaluate the performance of four distinct fin sizes paired with four different fan speeds, with the objective of identifying the most efficient heat sink. The components were subsequently merged with a thermoelectric sheet and evaluated on actual surfaces using a cold compress machine and a dummy, with 10 iterations conducted for each situation. The findings indicated that the larger fins and high-velocity fan enabled a more rapid and uniform temperature decrease, allowing the device to reduce surface temperatures by up to 10°C in roughly 16–18 minutes and maintain the desired range for over 14 minutes. The results indicate that the designed device operates with remarkable efficiency and stability, particularly regarding temperature regulation and reproducibility. Consequently, it demonstrates potential for practical application in scenarios necessitating quick cooling and could be evolved into portable healthcare devices in the future.

การศึกษานี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนาเครื่องต้นแบบประคบเย็นที่ใช้เทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก โดยอาศัยหลักการ Peltier Effect เพื่อสร้างความเย็นผ่านการจ่ายกระแสตรง อุปกรณ์ถูกออกแบบมาเพื่อจัดการกับอาการบาดเจ็บเฉียบพลันได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำและต่อเนื่องให้อยู่ในช่วง 10–13°C ซึ่งเหมาะสมต่อการใช้งานในทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์การกีฬา การทดสอบได้ดำเนินการเพื่อประเมินสมรรถนะของครีบระบายความร้อนจำนวน 4 ขนาด ร่วมกับความเร็วพัดลม 4 ระดับ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อหาชุดระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงสุด จากนั้นจึงนำชิ้นส่วนต่าง ๆ มาประกอบร่วมกับแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริก และทำการทดสอบกับผิวสัมผัสจริง ทั้งจากเครื่องประคบเย็นและหุ่นจำลอง โดยทำซ้ำ 10 รอบในแต่ละเงื่อนไข ผลการวิจัยพบว่า ครีบขนาดใหญ่และพัดลมที่มีความเร็วสูงช่วยให้อุณหภูมิลดลงได้เร็วและสม่ำเสมอมากขึ้น ทำให้อุปกรณ์สามารถลดอุณหภูมิผิวสัมผัสลงได้มากถึง 10°C ภายในเวลาประมาณ 16–18 นาที และสามารถคงอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่ต้องการได้ต่อเนื่องมากกว่า 14 นาที ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ที่ออกแบบมานี้มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพสูง โดยเฉพาะในด้านการควบคุมอุณหภูมิและการทำซ้ำของผลการทดสอบ ดังนั้น อุปกรณ์ดังกล่าวจึงมีศักยภาพสำหรับการใช้งานจริงในสถานการณ์ที่ต้องการการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว และสามารถพัฒนาต่อยอดไปสู่เครื่องมือเพื่อการดูแลสุขภาพแบบพกพาได้ในอนาคต