Enfriamiento por efecto Peltier

Enfriadores termoeléctricos aire-aire

 

¿Qué es el efecto Peltier y cómo se enfría?

Charles Peltier descubrió por primera vez que la corriente que fluía entre dos uniones hechas de diferentes materiales conductores causaba calentamiento y enfriamiento en 1834! Los materiales que usó entonces fueron el bismuto y el cobre. La temperatura se elevaba en una dirección y se enfriaba en la otra. Por supuesto, el fenómeno se llama el Efecto Peltier. 

La llegada de los semiconductores hizo posible la creación de refrigeradores Peltier muy pequeños. El uso de semiconductores del tipo P y N en una matriz entre dos láminas de placas conductoras térmicas crea el mismo efecto que los experimentos originales con cobre y bismuto.

Aparatos de refrigeración tradicionales

Aire acondicionado, bombas de calor, enfriadores de pantano, torres de refrigeración son términos que la mayoría de nosotros hemos oído que describen los métodos de refrigeración de edificios comerciales y hogares. Especialmente si vives en un clima cálido donde el enfriamiento es casi una necesidad. ¿Qué hay de la refrigeración de componentes electrónicos, armarios eléctricos, espacios pequeños como coches y caravanas? A menudo no es práctico usar agua o sistemas basados en el freón para producir refrigeración.

Hay una alternativa que existe desde hace mucho tiempo para enfriar pequeñas áreas con electrónica de estado sólido. El uso del efecto Peltier es uno de los métodos más prácticos. Como un acondicionador de aire termoeléctrico, estos dispositivos pueden ser usados donde los refrigeradores convencionales no pueden.

¿Cómo se fabrican las neveras Peltier?

Es posible obtener los pequeños refrigeradores usualmente de cerámica y construir sus propios El refrigerador del efecto Peltier.  Las placas conductoras térmicas se calentarán y enfriarán cuando se aplique la corriente continua al conjunto. Sin una forma de dispersar la temperatura creada en cada lado, la temperatura producida podría destruir el dispositivo. Se necesitan componentes adicionales.

Heat sinking is required to remove the heat from one side of the sandwiched components.  The surface on the hot side rapidly heats up as the other side is cooled.

A pequeña escala, los dispositivos pueden ser usados para alejar el calor de los componentes electrónicos como un chip CPU en un dispositivo de ordenador. Los espacios físicos más grandes, como una caja eléctrica, necesitan ventiladores conectados a uno o ambos lados para ser prácticos.

Ya sea grande o pequeño, es necesario contar con algún tipo de sistema de control para evitar el sobrecalentamiento del dispositivo y controlar la temperatura.  

¿Cuáles son las aplicaciones y características de los refrigeradores Peltier?

Las aplicaciones típicas de los refrigeradores termoeléctricos aire-aire son:

• Paneles de control/cajas exteriores
• Instrumentación Analítica/Médica
• Instrumentación Industrial
• Enfriamiento de alimentos y bebidas
• Gabinetes de Telecomunicaciones
• Molinos de viento
• Enfriadores de agua/vino
• Naves espaciales y satélites
• Armarios para cajeros automáticos

Los refrigeradores termoeléctricos son conocidos por:

• No hay refrigerantes
• Diseño compacto
• Operación de la c.c.
• Construcción fiable de estado sólido
• Reconocido por el ETL y conforme a la RoHS
• Durabilidad
• Reducción de las reparaciones y del tiempo de inactividad
• Disponibilidad en el mercado

Controlando las temperaturas dentro de los recintos electrónicos exteriores.

Los recintos exteriores instalados donde existen este tipo de condiciones necesitan sistemas de gestión térmica para evitar que las temperaturas caigan por debajo del punto de rocío.

¿Dónde se dan estas condiciones? Muchas instalaciones de gas y petróleo están en lugares donde la temperatura y la humedad varían considerablemente con las estaciones. Texas, el norte de África, el Medio Oriente, son algunos. En el sur de Irak y otros campos petroleros en el Medio Oriente la temperatura puede variar entre 125 F y 25 F. Estas temperaturas incluyen un amplio rango de humedad y puntos de rocío.  

Heaters are often used to keep the humidity inside the cabinet lower than the dew point.  These heaters are mounted at the bottom of the cabinet where nature convection carries the heat through the cabinet. Sometimes a fan is used to ensure the heat is evenly dispersed to all surfaces.  Point surface conduction heaters can also be used on selected components that might be more susceptibl

En el verano, la convección natural y el aire forzado no son suficientes para mantener las temperaturas de funcionamiento de los equipos electrónicos por debajo de sus umbrales críticos. Los enfriadores aire-aire Peltier, junto con los ventiladores, pueden lograr esto en las áreas más remotas. No hay necesidad de agua o freón en el desierto donde uno es escaso y el otro difícil de mantener.

Sistemas de control de la temperatura

La humedad que crea la humedad en los armarios con el cambio de temperatura puede ser un problema. Una solución es incluir un sensor para detectar la humedad en el aire.

Un sensor de humedad (o hidrostato) detecta la humedad del aire.  El sensor de humedad, higrostato, mide y reporta tanto la humedad como la temperatura del aire. La relación entre la humedad del aire y la mayor cantidad de humedad a una determinada temperatura del aire se denomina humedad relativa. La humedad relativa se convierte en un factor importante a la hora de combatir la condensación.

Cuando el sensor detecta que la humedad está subiendo demasiado en relación con la temperatura, puede encender los elementos calefactores para aumentar la temperatura. El aumento de la temperatura disminuye la humedad relativa en el armario y reduce la posibilidad de condensación. Estos tipos de lazos de control se pueden encontrar en su refrigerador doméstico, evitando que se forme condensación en las paredes interiores y en los alimentos. Los congeladores domésticos típicos no tienen protección contra la condensación debido a la temperatura más baja y encontrará hielo (condensación) en las superficies de los paquetes en su interior.  

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

El mismo concepto ocurre dentro de gabinetes electrónicos al aire libre como cajeros automáticos, quioscos, controles de semáforos, aplicaciones industriales como petróleo y gas, molinos de viento, y otros instalados en lugares remotos.  

Qué controles y dispositivos están disponibles en DBK USA. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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