Refrigerador termoelétrico - Efeito Peltier

Refrigerador termoelétrico - Efeito Peltier

      Figura 01- Materiais utilizados no projeto

 

Materiais utilizados no projeto:

·           Caixa isopor (03 litros)

·           Pastilha termoelétrica 12V/60W

·           Termômetro digital

·           Dissipador de alumínio (02 pçs)

·           Cooler 12V (02 pçs)

·           Pasta térmica 

·           Fonte 12V/5A

   

figura 02 - Caixa de isopor (03 litros)

figura 03 - pastilha térmica 60W/12V

 

figura 04 - termômetro digital

figura 05 - disipador de alumínio

figura 06 - cooler 12V

figura 07 - pasta térmica

figura 08 - fonte 12V/5A

      Montagem:

 

1.     Colocar os dissipadores em ambos lados da pastilha utilizando a pasta térmica para melhor troca de calor. 

   

 

2.    Fixar os cooler nos dissipadores.

 

 

 

3.   Fazer abertura e fixar o conjunto (pastilha térmica) na parte traseira da caixa de isopor. Lado frio voltado para dentro da caixa.

 

4.   Instalar termometro digital para leitura da temperatura interna do refrigerador.

 

 

 

 5. Ligar os cabos (positivos/ negativos) na fonte 12V/5A.

Projeto Final

Dados Técnicos

Datasheet da Pastilha Termoelétrica: TEC1-12706
Link:
http://hackerstore.nl/PDFs/TEC1-12706.pdf

Aplicação

As pastilhas peltier podem ser utilizadas em diversas aplicações onde há necessidade de refrigerar uma pequena área ou superfície. lugares que requerem baixo ou nenhum ruído ou pouco volume e peso tornam ideais o uso de pastilhas. A indústrias de equipamentos médicos, militares, de telecomunicações entre muitas outras, já utilizam as pastilhas termoelétricas. Podemos encontrar as pastilhas peltier atuando em filtros de água, adegas para vinho, pequenos frigobares, entre outros:

Vantagens e desvantagens do uso da célula Peltier em sistemas de resfriamento

Vantagens:

• Não possui peças mecânicas  móveis, por  isso são silenciosas, ideais para aplicações de resfriamento que são sensíveis a vibrações mecânicas ou têm um tamanho ou espaço limitado.

• São indicadas onde se deseja estabilização de temperatura  com um controle preciso

• Não utilizam gases poluentes.

•  Não necessitam de manutenção e podem trabalhar em qualquer posição .

Desvantagens:

•  Não possuem boa eficiência no resfriamento de grandes áreas ou mesmo operando como um condicionador de ar, 

•  O custo por watt transferido é bem superior ao de um compressor.

• Se a dissipação de calor não ocorrer de forma adequada, pode gerar um calor extremo, gerando um efeito indesejado.

• Condensação de água.

Pastilha Termoelétrica

As pastilhas termoelétricas utilizam o principio de funcionamento do Efeito Peltier. Uma pastilha termoelétrica é composta de junções de metais diferentes, porém se utilizarmos metais puros sua eficiência se torna muito baixa, para solucionar esse problema as pastilhas Peltier atuais são construídas com pequenos blocos individuais de material semicondutor, uma delas é dopada para atuar como um material do tipo P, com facilidade de receber elétrons. A outra junção atua como um material tipo N, com facilidade de doar elétrons assim ao se aplicar uma corrente elétrica contínua no terminal de material tipo N, elétrons migram do material tipo P para o material tipo N. Em função disso, essas junções irão permitir o fluxo de calor.

 Estes blocos P e N são ligados intercalados, eletricamente em série e termicamente em paralelo e dispostos entre duas placas de cerâmica. Com esta configuração, o poder de bombeamento de calor aumenta tremendamente, em média consegue-se 40ºC de diferença entre as duas faces

O semicondutor mais empregado é uma liga de telureto de bismuto, mas conforme o caso, podem ser empregadas outras ligas, como o telureto de chumbo, o germânio-silício e o bismuto-antimônio. Materiais com baixa condutividade térmica são mais adequados para fabricar os blocos P e N.

Referencias:

• http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1610-caixa-trmica-para-bebidas-efeito-peltier-parte-1
• http://dicasdozebio.com/2013/12/01/1547

Efeito Peltier

Jean Charles Athanase Peltier  nasceu em 1785 na França. Trabalhava como relojoeiro, deixou a profissão quando tinha trinta anos para dedicar-se à investigação científica no domínio da eletricidade. Em 1834, Peltier deu sua contribuição ao estudo dos fenomenos termoeletricos com sua descberta do efeito de Peltier. Este efeito tem sido muito importante no desenvolvimento recente de mecanismos de refrigeração limpa. Faleceu em 1845 em Paris.





O efeito peltier foi descoberto por volta de 1834 por Jean Charles Athanase Peltier, 13 anos após a descoberta do efeito seeback. Jean charles percebeu que quando uma corrente elétrica atravessa duas junção de dois materiais condutores distintos (bismuto e cobre) inicialmente a mesma temperatura, o calor era gerado ou removido da junção, assim  uma das junções ficava mais quente que a outra e quando era invertendo o sentido da corrente, invertia-se  se também o efeito de aquecimento e resfriamento entre as junções. Porém Peltier não sabia explicar a razão deste fenômeno físico acontecer, além de não relacionar o mesmo ao efeito Seebeck. Somente em 1838, Heinrich Lenz demonstrou a verdadeira natureza desse efeito quando, usando uma liga de bismuto e antimônio, ele congelou  um pequeno volume d’água passando uma corrente elétrica em um sentido (absorvendo calor), e depois derreteu a mesma parcela de água revertendo o processo (emitindo calor).



Referencias:

• http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1610-caixa-trmica-para-bebidas-efeito-peltier-parte-1
• http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe3v0AD/refrigeradores-termoeletricos?part=2
• http://www.termopares.com.br/teoria_sensores_temperatura_termopares_efeito_peltier/
• http://www.biografiasyvidas.com/biografia/p/peltier.htm

Abstract

This project is based on the study of thermoelectric phenomena, which expresses the direct conversion of thermal energy from a temperature gradient into electrical energy and the opposite is also well founded. Highlighting the Peltier effect, which consists in generating a temperature gradient at the junction of two different conductive materials when traversed by an electric current. Having for objective to present the construction of the thermoelectric chip used commercially, its application as well as their advantages and disadvantages in cooling system, during the process will be shown the efficiency of the system and how to improve their performance dissipating the heat generated in the best possible manner.

Keywords: Thermoelectric, Peltier effect, thermoelectric chip.

References:

[1]<http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1610-caixa-trmica-para-bebidas-efeito-peltier-parte-1>. Acesso em: 11 setembro 2015.

[2]<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe3v0AD/refrigeradores-termoeletricos?part=2>. Acesso em: 12 setembro 2015.

[3<http://www.termopares.com.br/teoria_sensores_temperatura_termopares_efeito_peltier/>. Acesso em: 12 setembro 2015.

[4]< http://www.peltier.com.br/index.php?url=faq>. Acesso em: 20 setembro 2015.