Bomba De Calor Termoelectrica Efecto Peltier

Bomba de calor Termoeléctrica - Efecto Peltier
Material:

Objeto:
Análisis del funcionamiento de una célula Peltier
Material:
Descripción de la máquina
Fundamento teórico (temas previos):
Fundamentos teóricos del efecto termoeléctrico
Introducción
El que una cadena de soldaduras de dos metales distintos produce una corriente eléctrica cuando existe una diferencia detemperatura entre soldaduras alternativas es conocido desde que el físico alemán Thomas Johann Seebek descubrió en 1821 el efecto que lleva su nombre. Poco después el francés Jean Charles Peltier descubrió en 1834 el fenómeno que puede denominarse inverso. Al pasar una corriente a través de un circuito de dos metales soldados, una de las soldaduras se enfría mientras la otra se calienta, actuando elsistema como una ``bomba de calor". El efecto Thomson, descubierto por Lord Kelvin en 1854, completó los descubrimientos anteriores. Este efecto se produce en un circuito de un único material conductor, según el sentido de paso de la corriente eléctrica, el conductor emite o absorbe calor.


Unión de Soldaduras N-P
Fundamentos de la teoría termoeléctrica

Flujo de CalorFuncionamiento y diseño de un Elemento Termoeléctrico (ETE).

Elemento Termoeléctrico.

Un convertidor termoelectrónico moderno se compone de dos pequeñas piezas semiconductoras A y B, una del tipo n (cargas libres) y la otra del tipo p (huecos libres), unidas en uno de sus extremos mediante una unión metálica o soldadura, si esta soldadura se somete a una fuente de calor, manteniéndose a unatemperatura (caliente ( Tc ) mientras que las demás se mantienen a una temperatura mas fría ( Tf ), se produce una pequeña fuerza electromotriz que genera una corriente eléctrica en el circuito.

Célula de efecto peltier
De forma parecida, debido al efecto Peltier, si se hace pasar una corriente por el circuito de uniones semiconductoras p-n y n-p. unas se calientan y otras se enfrían, produciéndoseun gradiente de temperatura entre las placas.
El ETE consta de un número variable de soldaduras colocadas en serie eléctricamente pero en paralelo desde el punto de vista térmico actúa como una pequeña bomba de calor en estado sólido.
Refrigeración Termoeléctrica - Descripción
En el estudio de aplicaciones que pueden usar la refrigeración termoeléctrica, así como la elaboración dediferentes equipos de refrigeración que satisfagan las necesidades actuales en este campo hay que tener en cuenta que la refrigeración por métodos termoeléctricos podría sustituir en bastantes casos a los sistemas de refrigeración actuales, eliminando así el uso de los CFC, gases contaminantes que destruyen de la capa de ozono. Además de esta, la refrigeración termoeléctrica posee diversas ventajas,entre las que se pueden destacar:
• Producción de frío y calor indistintamente simplemente invirtiendo la polaridad de la tensión aplicada.
• Ser totalmente silenciosas, así como no producir vibraciones.
• Fácil variación de la potencia refrigerante, actuando sobre la tensión de alimentación.
• No necesitan mantenimiento.
• No posee elementos móviles.
• Asegura la estanqueidad delelemento a refrigerar.
• Puede funcionar en cualquier posición.
En función de las características de la refrigeración termoeléctrica expuestas, el campo de estudio y aplicación de esta es muy amplio. Es posible el estudio de aplicaciones concretas tales como: refrigeración de cuadros eléctricos, refrigeración de frigoríficos portátiles.
Son importantes las aplicaciones alternativas que puedanutilizar termoeléctrico, como pueden ser aplicaciones en medicina, sistemas de refrigeración de aire acondicionado para habitáculos reducidos, etc.




Sistemas de Montaje Termoeléctrico

Un ETE , ver figura , estaría compuesto por un conjunto de células termoeléctricas fijadas sobre un sistema de disipación (fuente caliente), compuesto por un disipador y un conjunto de ventiladores,...