O que é a célula peltier e como ela funciona

A célula Peltier é amplamente utilizada em diferentes setores da indústria para trabalhos de refrigeração, pois é um sistema que possui várias vantagens em comparação com os sistemas de refrigeração mais tradicionais. Neste artigo, explicamos o que é uma célula Peliter e como ela funciona.

O que é uma célula Peltier

Um refrigerador, aquecedor ou bomba de calor termoelétrico Peltier é uma bomba de calor ativa no estado sólido que transfere o calor de um lado do dispositivo para o outro, usando energia elétrica, dependendo da direção da corrente. Esse instrumento também é chamado de célula Peltier, bomba de calor Peltier, refrigerador de estado sólido ou refrigerador termoelétrico (TEC). Uma célula Peltier pode ser usada para aquecimento ou resfriamento, embora na prática a principal aplicação seja o resfriamento. Também pode ser usado como um controlador de temperatura que aquece ou esfria.

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O resfriamento termoelétrico usa o efeito Peltier para criar um fluxo de calor entre a junção de dois tipos diferentes de materiais. Essa tecnologia é muito menos aplicada à refrigeração do que a refrigeração por compressão de vapor. As principais vantagens de uma célula Peltier em comparação com um refrigerador de compressão de vapor são a falta de peças móveis ou líquido circulante, uma vida útil muito longa, invulnerabilidade a vazamentos, tamanho pequeno e formato flexível. Suas principais desvantagens são alto custo e baixa eficiência energética. Muitos pesquisadores e empresas estão tentando desenvolver geladeiras Peltier que são baratas e eficientes.

Um refrigerador Peltier também pode ser usado como um gerador termoelétrico. Ao operar como um resfriador, uma voltagem é aplicada no dispositivo e, como resultado, uma diferença de temperatura será gerada entre os dois lados. Ao operar como gerador, um lado do dispositivo é aquecido a uma temperatura mais alta que o outro e, como resultado, uma diferença de tensão será gerada entre os dois lados (o efeito Seebeck). No entanto, um refrigerador Peltier bem projetado será um gerador termoelétrico medíocre e vice-versa, devido a diferentes requisitos de design e embalagem.

Como a célula Peltier funciona e quais vantagens ela tem

Os resfriadores termoelétricos operam pelo efeito Peltier (que também é conhecido pelo efeito termoelétrico mais conhecido). O dispositivo tem dois lados e, quando uma corrente elétrica CC flui através do dispositivo, ele transporta calor de um lado para o outro, de modo que um lado esfrie enquanto o outro esquenta. O lado "quente" é conectado a um dissipador de calor para que fique à temperatura ambiente, enquanto o lado frio cai abaixo da temperatura ambiente. Em algumas aplicações, vários refrigeradores podem ser colocados em cascata para diminuir a temperatura.

Dois semicondutores exclusivos são usados ​​para fabricá-los , um do tipo n e um de p, porque eles precisam ter diferentes densidades de elétrons. Os semicondutores são colocados termicamente em paralelo entre si e eletricamente em série e, em seguida, fixados com uma placa condutora térmica em cada lado. Quando uma tensão é aplicada às extremidades livres dos dois semicondutores, há um fluxo de corrente direta através da junção dos semicondutores, causando uma diferença de temperatura. O lado da placa de resfriamento absorve o calor que é então movido para o outro lado do dispositivo onde o dissipador de calor está localizado. Os resfriadores termoelétricos geralmente são conectados um ao lado do outro entre duas placas de cerâmica. A capacidade de resfriamento da unidade total é proporcional ao número de TECs nela. Um TEC de estágio único normalmente produz uma diferença máxima de temperatura de 70 ° C entre os lados quente e frio. Quanto mais calor você move com um TEC, menos eficiente ele se torna, pois você precisa dissipar o calor que se move e o calor gerado por seu próprio consumo de energia. A quantidade de calor que pode ser absorvida é proporcional à corrente e ao tempo.

Alguns benefícios do uso de um TEC são:

• Sem partes móveis, é necessária uma manutenção menos frequente, sem clorofluorcarbonos (CFCs).O controle de temperatura pode ser mantido em frações de um grau.Forma flexível (fator de forma); Em particular, podem ser de tamanho muito pequeno. Podem ser usados ​​em ambientes menores ou mais severos que a refrigeração convencional. Longa vida, com tempo médio entre falhas (MTBF) superior a 100.000 horas. Controlável alterando a tensão de entrada / corrente

Algumas desvantagens do uso de um TEC são:

• Somente uma quantidade limitada de fluxo de calor pode ser dissipada.Volume para aplicações de baixo fluxo de calor.Não é tão eficiente, em termos de coeficiente de desempenho, quanto os sistemas de compressão de vapor (veja abaixo)

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