REFRIGERACIÓN TERMOELECTRICA

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    Refrigeración Termoeléctrica

    Ing. MSc Camilo Fernández

    Barriga

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    Principio de Funcionamiento

    • fecto ! See"ec# en $%&$ 'nione( (oldada(

    ∆)• fecto Peltier en $%*+! al pa(ar I, ∆T

    • T-om(om en $%+, /nico material

    •0oule! 1i(i(pación de calor por pa(o de I• Tel#e( 2$3*45 6 Toffee 2$3+45, u(o de(emiconductore( 2'(o de teluro( 6 (eleniuro(5

    • ( el mi(mo de una termo7cupla

    • Se genera un potencial de"ido a una 8ariaciónde Temperatura

    • '(o de materiale( (emi 9 conductore(

    • Sodio, germanio, (ilicio, diamante

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    fecto( de )ariación de Temperatura

    en Termoeléctrico(

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    fecto( See"ec# 6 Peltier 

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    Rango( de Funcionamiento

    • :a refrigeración termoeléctrica permitee8acuar carga( frigor;fica( de(de una(décima( de 8atio -a(ta 8alore( del orden

    de $ #4?C en una (olaetapa, 6 (ituar(e en el entorno de lo($*4?C cuando (e utiliza una a(ociación en(erie o ca(cada térmica

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    Fenómeno termoeléctrico en la(

    unione( metal 7 (emiconductore(

    • lectrone( tipo p o n (e

    comportan como l;=uido

    en el metal 6 como ga(en el (emiconductor 

    • efecto Peltier (e traduce

    en un proce(o de

    cam"io de fa(e2conden(ación 6

    e8aporación5 de lo(

    portadore(

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    (=uema de cone@ión de un

    T

    d

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    (=uema de

    cone@ión e

    in(talaciónA -a(ta ∆ T 7$*4

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    Materiale( para la

    Refrigeración Termoeléctrica• Semiconductore( refrigeradore(

    termoeléctrico( (on lo( (eleniuro( 6

    telururo( de "i(muto dopado( parao"tener (emiconductore( tipo P o .

     

    • l telururo de "i(muto, e( una aleaciónformada por "i(muto, telurio, (elenio 6

    antimonio 2ma( u(ado5

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    Cur8a( de Rendimiento

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    Parámetro( de un Módulo de

    Refrigeración Termoeléctrica• Se aco(tum"ran a e(ta"lecer para

    temperatura( 2TC 5 del lado o cara caliente

    igual a &D?C o 4?C.

    • 7 Imax ! inten(idad de corriente continua

    para la =ue (e alcanza el má@imo de

    potencia neta de refrigeración.

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    • Tmax ! diferencia de temperatura( entre lacara caliente 2TC 5 6 la cara fr;a 2TF 5 cuando

    circula Imax 6 el módulo tra"aEa en 8ac;o.•   Qmax ! potencia térmica e@tra;da cuando la

    diferencia de temperatura( entre am"a(cara( e( nula 2TC TF 5 6 circula la corriente

    Imax .• Vmax ! diferencia de potencial aplicado al

    módulo cuando circula Imax 6 no pre(entapotencia de refrigeración 2carga térmica nula5

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    Módulo de Refrigeración

    Termoeléctrica 2tamao5

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    Ta"la de Caracter;(tica(

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    Principio de Funcionamiento

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    Cur8a( Caracter;(tica(

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    Ta"la de )alore( de Parámetro(

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    Eemplo• Carga frigor;fica total igual a *4 < 2(uma de la carga acti8a

    6 de la pa(i8a5• Temperatura interior de D?C.

    • :a cara fr;a del módulo (e pone en contacto con la pareddel recinto del cual (e de"e e@traer el calor 6 la caracaliente (e refrigera mediante un (i(tema di(ipador de

    aleta( la( cuale( (e refrigeran por con8ección forzada conaire a $?C.

    • :a cara fr;a 2TF 5 igual a 9*?C

    • :a cara caliente 2TC 5 e(tá a &D?C.

    • Calcular la( condicione( de tra"aEo del módulo, a(; como(u CGP.

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    Solución• .T TC 7 TF &D 7 27*5 *4?CH Q *4 <

    •   partir de la( cur8a( caracter;(tica(!• I H V $4, V 2nóte(e =ue (e toma el ma6or de lo(

    8alore( de ten(ión =ue corre(ponden a una inten(idad de  A5.

    • Por lo tanto la potencia eléctrica aportada!

    •  P VI $4, @ &, <

    • COP Q/P *4J&, 4,D

    • :a potencia térmica 2QK5 =ue tiene =ue di(ipar la cara caliente,(e calcula a tra8é( de!

    • QK Q L P Q 2$ L $JCOP 5

    • *4 2$ L $J4,D5 %&, <

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    Refrigeración Termoeléctrica de

    Multi 9 etapa• ( conformado por do( o má( módulo( de

    refrigeración

    • Son di(tri"uido( uno detrá( del otro.

    • Cara caliente de uno, e(tá pegada a la

    cara fr;a del otro 2cone@ión (erie ó

    ca(cada5

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    )entaEa(

    •  u(encia de parte( mó8ile( 6 en con(ecuencia

    de ruido.

    •   Fácil adaptación para refrigerar (i(tema( en

    mo8imiento.• :a con8er(ión directa de energ;a eléctrica en

    fr;o (in pa(o por energ;a mecánica.

    • Pe=uea ocupación de e(pacio 6 ele8adaden(idad de potencia de refrigeración.

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    •   Gperación en corriente continua 6"uena regulación de temperatura.

    • Po(i"ilidad de calentar o enfriar por(imple cam"io de (entido de lacorriente.

    •Temperatura( de la cara fr;a mu6 "aEa(2apro@imadamente! 7$44?C5 6 ele8ado((alto( de temperatura entre la( cara(caliente 6 fr;a 2uno( >4?C en módulo(

    de una etapa 6 -a(ta uno( $*4?C enmódulo( multietapa5.

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    Campo( de plicación

    •   plicacione( aero(paciale(, aeronáutica( 6militare(.

    •  =uipo( de lá(er, fotónica 6 fi"ra óptica.

    •Refrigeración de caEa( fr;a( 6 e=uipo(electrónico( mó8ile( 2electrónica de potencia5.

    •  Refrigeradore( mó8ile( 2"arco(, automó8ile(,

    etc.5.

    •  plicacione( médica( 2refrigeración defármaco(, almacenamiento 6 tran(porte de

    órgano(, etc.5.

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     plicacione(

    •  plicacione(

    automotrice(!

    • nfriador de lata(

    • 2can cooler5

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     plicacione(

    •  plicacione(

    automotrice(

    • Calentador 6

    enfriador de a(iento

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     plicacione(

    •  plicacione(

    Médica(

    • Congelador de

    Criogenia

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     plicacione(

    •  plicacione(1omé(tica(

    • nfriador de gua

    •  ire condicionado

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     plicacione(•  plicacione(

    Indu(triale(• 1e(-umificador 

    • Contenedor de

    pe(cado

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     plicacione(

    •  plicacione(

    (paciale( 6 Militare(

    • )i(or octurno

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     plicacione( en computadora(

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     PENTIUM II 233 FUNCIONANDO A 600 Mhz y PENTIUM II 333 FUNCIONANDO A 830 Mhz con

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    Fia"ilidad

    •   &?C, MTBF! * @ $4 -ora(

    •   %4?C la fia"ilidad di(minu6e,

      do"lándo(e el MTBF

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    Factore( =ue di(minu6en la

    Fia"ilidad• Mala in(talación o incorrecta manipulación

    • l módulo e( "a(tante re(i(tente a e(fuerzo(

    normale( 2tracción o compre(ión5 no lo e( tanto

    a e(fuerzo( tangenciale( o cortante(.• :a -umedad puede producir un fenómeno de

    electro7corro(ión.

    • (o"recalentamiento del mi(mo, (o"re tododurante la( operacione( de (oldadura.