Células o módulos de Peltier, variación de temperatura

[Tachenk]

En la practica,.. llevo años con ellas y años haciendo, que no fabricando, enfriadores de agua, para acuarios.
Hoy por hoy, todavía les queda mucho, camino por recorrer, son todavía muy ineficientes comparadas con la tecnología de compresión de gases, siendo su unica ventaja el tamaño y el ruido (relativo).
Desde modificar las minifuentes de agua fria de 60W convirtiéndola a 120W, a propias, ypartiendo de cero de 270W. con tres Peltier de 90W.
Estoy ha falta de construir una nueva con una sola Peltier de 500W y por culpa de la dichosa fuente de alimentación de semejante potencia. Pues si, no vale una fuente tipica de 12V de 500 o 600 W. Se necesita una fuente de 15V y 40A y no son baratas.
La que yo se hacer es la tradicional a la bruto con trafo , , y las PWM son muy caras y yo no se hacérmela.
Un sistema Peltier de enfriamiento, solamente se le saca el máximo jugo, que sigue siendo poco, si no se la lleva al maximo., es decir alimentada a 15V y dándole de comer todos los A. que necesita.
Por supuesto que la cara caliente debe ir refrigerada por agua, cuanto mas fría el agua mejor, es decir, necesitamos otro refrigerador Peltier para enfriar la cara caliente, por lo menos en verano, porque un simple radiador enorme, en mi caso de 250 x200 Cmts. con cuatro ventiladores , no es suficiente, para enfriar.
Esto como Hobby vale, pero a efectos prácticos es una ruina energética.
No vale poner un ventilador , ni radiador sobredimensionado en la cara caliente, esto apenas hace nada.
O se refrigera por agua fría, o si no es así, ni molestarse.
Ahora mismo tengo solo en diseño un enfriador de 900 W de peltier pero con 10 células de 90W, porque al final :cabezon: he tenido que morir al palo del sistema de multicelulas, porque es mas fácil alimentar 10x 90W que una de 500W

 

[carsi184]

Hola Tachenk, que interesante todo eso que dices, cuando hablas de 10 celdas de 90w, te refieres a consumo o a poder frigorífico?, de todas formas al hacer enfriamiento de la cara caliente con agua , casi hablamos de COP=1, asi que seria lo mismo, ahora bien quiero regresar contigo sobre el tema de disminuir la potencia a suministrar , a costa de utilizar mas modulos, asi que te propongo que implementes un enfriador con el doble de modulos para que subas el COP , al trabajarlos a la mitad de 12v , como estoy intentando en autos, mi voltaje de referencia es 12v , y al poner de a dos los modulos en serie, se garantiza que en cada uno caiga aproximadamente unos 6v , y si te fijas en las curvas de rendimiento, que mas tarde te publicare por aqui tambien,el COP sube sobre 1,3, si a esto trataras de implementar el sistema de aislamiento termico en sentido del flujo, que luego lo buscare en una patente muy interesante que encontre, esto garantizaria, al menos un 50% mas del mejor COP teorico de los sistemas clasisco, y de seguro puedes tener un enfriador con un delta T sobre los 20 grados con un COP=1.8 o superior, ya depende de la construccion de los intercambiadores,saludos y sigamos intercambiando, en esto hay mucha tela por donde cortar.

Olvidaba decirte , que es mejor emplear mas modulos , no solo por el hecho de que los precios estan bajando, sino que puedes comprar por paquetes de a 10 unidades en Ebay y te sale un poquito mas barato, ademas , al querer utilizar una sola celda de 500w, es casi imposible , retirar todo el calor de la cara caliente en tan poca area por lo metodos conocidos, sin embargo si utilizas muchas unidades distribuyes el calor a retirar y el delta T de las caras no sube tanto , por eso las trabajarias con mejor rendimeinto.Recuerda que si la celda disipa 500w , adicionale los 500w que quieres bombear y retirar 1kw de un area de 60mmx60mm, es casi imposible que suba la temperatura de la cara caliente , si sube deltaT , se pierde la eficiencia.
Saludos

Mira la imagen que te adjunto, esto es el intercambiador base del climatizador que los americanos estan probando para climatizacion localizada, despues de algunas cuentas , comprobe que utilizan 16 modulos para obtener 400w de refrigeracion pero a un cop=1,3. La economia es importante , en este ejemplo es liquido aire, mas la climatizacion de los asientos, pueden condicionar el ambiente del chofer del auto con solo 600 ó 700w , si tenemos en cuenta que el 70% de las veces los autos viajan solo con el chofer , esto es un ahorro significativo en combustible, y claro en contaminacion, un aire acondicionado de auto consume para enfriar cabina completa sobre los 3,5kw(aunque este sobredimensionado), esto es una tonelada.El intercambiador que estoy probando es liquido-liquido , con aislamiento termico para subir COP, mis prioridades son el consumo y no el numero de modulos.Claro que en aplicacione pequeñas, 100w , se puede hacer con un par de modulos , pero si queremos 2kw, se habla de palabras mayores.

 

[luiscedillo80]

que tal buen dia, yo tambien pensaba hacer un sistema de refrigeracion para el auto bueno primero lo pense con una nevera hielo y ductos. he leido todas sus respuestas y se que no es viable la celula ya que se necesita muchas celdas y enfriar la celda pero vamos yo pensaba que con la celda en su parte fria este a 5 grados y conectarlo al ducto del aire del carro para que de un aire fresco es posible? no trato de enfriar todo el carro solo que de los ductos salga aire fresco se puede? como puedo aislar eficientemente las dos caras? saludos cordiales

 

[DOSMETROS]

Mensajes temporales , ambos . . .

Sería lo mismo que pretender refrigerar tu casa con un cubito de hielo . . .

quizás logres bajar la temperatura en una milésima de grado

Si aislas ambas caras de la Peltier = destrucción asegurada

 

[Tachenk]

Necesitarias meter una Peltier de 500 W. o muchas de 90 W, que son las mas baratas, y solo notarias que sale aire fresco justo en la rejillla, sin mas...esto son 30 o 40A , igual se te cala el coche..
Para enfriar la cara caliente necesitarias un radiador por agua tan grande como el del coche con su bloque correspondiente y una bomba claro.

 

[Scooter]

Es que volvemos a lo mismo, una cosa es el potencial y otra la potencia.
El potencial térmico es la temperatura, de nada me sirve tener algo a mil grados, eso no indica nada: con la llama de una cerilla NO se calienta una casa porque la potencia es ínfima.

Lo mismo con el potencial eléctrico: si tengo 1000V no significa que eso "mueva" o "caliente" mucho; si solo dispongo de unos pocos mA no tendré potencia.

 

[ea3glb]

Pues disculpa

Saludos
Packo

 

[aquileslor]

Los posts siempre se van a cualquier lado cuando la pregunta es imposible de contestar bien por lo débil de la explicación de lo deseado.
Quiero decir someramente que las llamadas celdas peltier son elementos magníficos cuando uno sabe usarlas y sabe lo que quiere. Yo les agradezco porque me han resuelto muchos problemas puntuales en aparatos científicos. Pero no se puede generalizar y el ejemplo que ha dado alguno de la cerilla ( no se si en este post, no tengo ganas de leerlo de nuevo) es contundente. Una cerilla la muchísimo calos, pero de muy poca cantidad. Lo mismo los peltier, dan muchísimo frío ( he llegado a 50 grados bajo cero e intento llegar a menos de 60) pero muy poca cantidad. Por favor, los que quieran refrigerar ambientes o heladeras, olvídense y no nos hacen trabajar en contestar inútilmente.

 

[yosimiro]

yo pensaba que con la celda en su parte fria este a 5 grados y conectarlo al ducto del aire del carro para que de un aire fresco es posible? no trato de enfriar todo el carro solo que de los ductos salga aire fresco se puede? como puedo aislar eficientemente las dos caras? saludos cordiales

En cuanto a "el aire que pasa por los ductos".
No se tiene en cuenta eso,"que el aire pasa", y si el aire pasa, no es un volumen determinado, sino un caudal.

Entonces, no todo el aire toma contacto con la celda, solo una lámina de espesor molecular, lo que sería una fracción ínfima del volumen total de aire que circula por el ducto.

Encima, ese contacto solo se produce en una fracción de segundo, o sea un instante.

Y si se dice que determinada cantidad de aire se enfría en determinados minutos (u horas), no se puede pretender que una mayor cantidad(un caudal), se enfríe instantaneamente.

Y para empeorarlo, si la celda enfría el aire...., el aire, por el hecho de estar renovándose continuamente, calienta la celda, .......así que.....


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Para evitar que se repitan estas preguntas, y de hecho, hay al menos un post que comienza mas o menos así "he decidido hacer este tutorial, para evitar que se sigan repitiendo preguntas como........"

Los que tienen más experiencia en el tema, pudieran aportar algunas pautas, como por ejemplo la relación entre la potencia de la celda, y su capacidad térmica, en relación con el volumen.

Solo por dar un ejemplo.
Si alguien dice, que luego de mucho esfuerzo, consiguió:
1 en un tiempo determinado, (cantidad de minutos u horas)
2 bajar hasta los 8 grados,
3 un volumen de 50 cc de aire,
4 utilizando además tales recursos para enfriar la parte caliente, etc.

Será muy dificil que otro pretenda enfriar 100 cc, a 5 grados, en ese mismo tiempo, con esa misma celda, y esos mismos recursos..

Salvo que no haya leido el post completo.
Pero eso....
Ya es terreno de moderación.

 

[pandacba]

Lo que nadie habla, es que una cosa es la cantidad de calor o la cantidad de frio, para este caso, uno se espresa en kilocalorias y el otro en kilofrigorias(calorias y frigorias por sus unidades) es decir que interviene la masa del elemento a enfriar en nuestro caso el aire es decir se haba de los cuantos de energiia sin entar en las definiciones precisas, al que le guste busque cualquier libro de termodinámica...
Cuando se quiere calentar o enfriar un cuerpo hay que tener en cuenta su peso para determinar la cantidad de enegia necesaria para enfriarlo o calentarlo hasta x temp, todo eso se calcula, es un tema apasionante y muy interesante
En el ambiot industrial se utilizan a menudo

 

[Scooter]

Bueno, claro aparte de la masa hace falta saber el caudal másico, pero también la temperatura del entorno, los coeficientes de transmisión...
Si la cosa fuera 1W 1° y 3W 3° etc. No habría una ciencia llamada termodinámica etc.
Si un curso de frío dura mil horas no es porque los profesores son inútiles y los estudiantes torpes, es porque mas o menos hacen falta mil horas para controlar el tema. No un minuto leyendo un post.

El otro día enredando en el taller de automoción del instituto, leyendo parámetros por el ODB del coche y tal, el aire acondicionado del mío consume en funcionamiento, no recuerdo el dato exacto, mil y algo W. El dato tiene bastante sentido; para el salón de mi casa consume dos mil y pico el volumen es muchísimo mayor pero el aislamiento también, y yo no aparcó el salón de mi casa al sol etc.
Así que a lo bruto, a bulto, para enfriar un coche hace falta 1kW. Luego según lo buena que sea la máquina, rendimientos etc, igual son 800W o 1400W. Lo que seguro que no son suficientes son 50W.
Con 50W con suerte bajaremos la temperatura medio grado, por decir algo, así que si afuera hay 40°, dentro del coche con suerte 39°.
Si pones 1000W de paneles peltier irá. Pero habrá que ver como queda eso instalado, por donde sale el calor etc.
Cuando los fabricantes, que no son tontos, ponen un compresor algún motivo habrá.

Por otra parte siempre pensé que aprovechando el calor del tubo de escape se podría poner una máquina de absorción que haría frío "gratis total", ahora que he visto alguna funcionar, ya lo voy entendiendo.
Nuevamente los fabricantes no son tontos.

 

[Tachenk]

Ponen compresor porque el rendimiento (aun siendo bajo) es infinitamente superior al sistema NP de las peltier, que basicamente es: saco calor, pues consigo frio.
Si consigues sacar todo el calor de lado caliente, hasta llegar a los 0º F , entonces si que consigues frio...en la cara fria.

 

[calingf92]

Hola, actualmente yo estoy usando unos módulos peltier para enfriar o congelar un liquido por lo que creo que te puedo orientar un poco.

Lo primero que debemos saber es que modulo estas usando para leer su hoja de datos y ver bien sus características eléctricas y térmicas, te dejo un link con varios modelos para ver si identificas el tuyo.

Lo otro que debes saber es que yo no estoy de acuerdo con los que dicen que hay que alimentarlos con 5V mas o menos ya que yo he trabajado con los peltier modelo tec1-12706, tec1-12709 y tec1-12715 y en todos estos he observado y medido que la diferencia de temperatura máxima se encuentra con la corriente máxima, esto se debe a que el peltier esta siempre absorbiendo calor del aire, te dejo un link a una hoja de datos que tiene algunos gráficos.
Los tres modelos de peltier que te nombre funcionan a máximo 15.4V pero lógicamente nunca es recomendable acercarse a los limites máximos por lo que yo los alimento con 12V o 13.8V.

Por ultimo pero no menos importante es el disipador, el disipador tiene que ser capaz de transferir el calor generado por el peltier al aire para que la temperatura de la cara caliente sea la menor posible, para el modelo tec1-12706 te sirve un disipador de pentium 4 pero para los otros necesitas algo mas grande, yo para el tec1-12715 uso este:
Siempre recuerda poner la pasta térmica entre el modulo peltier y el disipador.

Una vez que tenga el peltier con un buen disipador y alimentado con el voltaje correcto este empezara a enfriar a lo tonto y dependiendo del modelo podrás obtener obtener varios grados bajo cero.

Para el control de temperatura habría que saber la precisión que tu necesitas ya que por ejemplo el primer circuito de control de temperatura que hice fue con unos operacionales y un lm35 y para la salida de potencia use un mosfet, este circuito tenia una histeresis de 2°C app. y con un potenciometro ajustaba la temperatura a la que debía llegar. Si necesitas mayor precisión puedes usar un microcontrolador y con una salida PWM tener implementado un PID.

Espero que algo de esta info. te ayude.

Hola espero que aun sigas vivo y de paso yo tambien para la presentación de mi proyecto jajaja.
Bueno yo he experimentado con las celdas TEC1-12706 la he alimentado a 12V y he conseguido un máximo (sufriendo) de -10°C.
Pero,aqui viene el pero, mi proyecto me exige trabajar a temperaturas de hasta -30°C pero lo unico que encuentro en el mercado dicho sea de paso en mi pais solo hay el TEC1-12706; Sin embargo he encontrado un TEC1-12715...
MI PREGUNTA ES... a cuantos grados bajo 0 has llegado utilizando este termoeléctrico????

 

[Scooter]

Aisla bien la celda con porexpan, por ejemplo. Y refrijera bien la parte caliente, con agua del grifo, por ejemplo y verás que el salto de temperatura aumenta

 

[Tachenk]

Cuantos grados donde? en la superficie de la Peltier, en el aire que la rodea? en el agua que circula por ella?, dentro de una nevera que quieres enfriar????

 

[syst3m98]

Que tal, quisiera ver si me pudieran resolver unas dudas, eh estado leyendo este post pero no me han resulto la duda, estoy haciendo un proyecto de enfriamiento necesito llegar a 0ºC y uso la celda TEC1-12706 la eh estado alimentando a 5V a 2A y estoy usando un disipador de un CPU AMD y lo mas que logro bajar es a 8ºC y con trabajos eh aislado la parte caliente de la fria y le eh puesto la pasta disipadora , por lo que eh leido se tiene que alimentar a 12V para aumentar la eficiencia pero no se a que amperaje y tambien una duda sera posible alimentarla con una powerbank o una bateria para Laptop?

Como dato adicional quiero hacer este sistema que sea "portable" por eso el uso de las baterias y no considero la idea de usar enfriamiento por agua por lo mismo.

 

[Scooter]

Es que depende de lo que quieras enfriar. Puede que llegues a 5 o puede que no bajes de 10°

Potencia, eficiencia, coeficientes térmicos, calores específicos, masas... Todas esas cosas de la física que lo fastidian todo...

Enviado desde algún aparato usando algún programa, ¡o yo que se!

 

[syst3m98]

Es que depende de lo que quieras enfriar. Puede que llegues a 5 o puede que no bajes de 10°

Potencia, eficiencia, coeficientes térmicos, calores específicos, masas... Todas esas cosas de la física que lo fastidian todo...

Enviado desde algún aparato usando algún programa, ¡o yo que se!

Quiero enfriar un recipiente de acero inoxidable de calibre 26 de 15 x 15 x 9 cm por lo menos que en el interior del recipientw éste a 12 o 14° minimo

 

[ruben90]

Sumerge el disipador de la cara caliente en agua a temperatura ambiente, si es posible agua fría. Verás que la cerámica del lado frío se congela pasado unos segundos. Obvio, tendrás que cambiar el agua cada cierto tiempo ya que se calienta.



Con carga en el lado frío la cosa cambia. Necesitas mantener el lado caliente lo más cercano a la temperatura ambiente para lograr enfriar. Llevo un año con un proyecto de celdas Peltier, ya casi acabo

 

[syst3m98]

Sumerge el disipador de la cara caliente en agua a temperatura ambiente, si es posible agua fría. Verás que la cerámica del lado frío se congela pasado unos segundos. Obvio, tendrás que cambiar el agua cada cierto tiempo ya que se calienta.



Con carga en el lado frío la cosa cambia. Necesitas mantener el lado caliente lo más cercano a la temperatura ambiente para lograr enfriar. Llevo un año con un proyecto de celdas Peltier, ya casi acabo

Y de otra forma crees que se pueda?, por ejemplo utilizando un disipador mas grande?, vi un video de youtube en el cual solo con el cooler para cpu basta para bajar la temperatura a 0° pero no se que voltaje ni amperaje utilizo pero fue la misma peltier