El efecto Peltier es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1834 por Jean Peltier, trece años después del descubrimiento del mismo fenómeno, de forma independiente, por Thomas Johann Seebeck , haciendo referencia a la creación de una diferencia de temperatura debida a un voltaje eléctrico que se hace pasar por dos metales o semiconductores(tipo n y tipo p) conectados por dos “celulas de Peltier” de modo que la corriente propicia una transferencia de calor de una unión a la otra: de modo que una de ellas se enfría en tanto que otra se calienta.
Una consecuencia interesante de este efecto es que la dirección de transferencia de calor es controlada por la polaridad de la corriente, de modo que si invertimos la polaridad cambiará la dirección de transferencia y así el signo del calor absorbido/producido.
Actualmente las celulas Peltier pueden ser adquiridas de diferentes potencias constituyendo el elemento clave ( si lo asociamos con un ventilador y un radiador) para construir un enfriador de agua o un calentador Peltier:
- Si lo utilizamos como bomba de calor termoeléctrica constituirá una bomba de calor activa de estado sólido pues transfiere calor de un lado del dispositivo al otro.
- Si lo utilizamos para enfriar mediante células Peltier (es el llamado Enfriamiento termoeléctrico) sirve como base para fuentes de agua, enfriadores de comida , vinacotecas, etc .
Estos módulos Peltier son relativamente baratos (unos 2€ por un elemento de 60W ) y se suelen alimentar con corriente continua, normalmente a 12v con potencias de 40W en adelante .Con estas módulos Peltier es posible obtener frío en cuestión de minutos o de calor para hervir, simplemente invirtiendo la polaridad de la alimentación, pudiendo utilizase para numerosas aplicaciones desde disipadores de CPU ,hasta fuentes de energía alternativas, o incluso para enfriar o calentar bebidas en su coche.
Un aspecto importante es que estos dispositivos deben usarse junto con un disipador de calor para evitar quemarse .
Como hemos comentado tienen dos caras muy diferentes :
- Por un lado una es fría ,soliendo ser la de la serigrafía de la marca y modelo impresas estas solo en esa cara
- Por a otra parte otra( la contraria) es caliente,soliendo ser la cara donde no hay impreso ninguna palabra.
Debe tenerse mucho cuidado el uso de estos módulos sin usar algún tipo de radiador bajo ninguna condición durante mas de segundos pues el modulo quedará inservible( se quemará)
Un ejemplo muy usual de aplicación de las células de Peltier es usarla como base para fuentes de agua fría ,para lo cual, como vamos a ver, suele bastar un disipador para la célula Peltier normalmente basado en un radiador convencional de aluminio de los usados con los transistores de potencia , la célula Peltier ( suelen llevar solo una), un ventilador , la fuente de fuente 220v a 12V de potencia acorde con la célula Peltier utilizada (normalmente basadas en fuentes de PC ) y por supuesto el contenedor .
Si deja de funcionar un enfriador de agua lo normal es que falle la fuente de alimentación o la propia célula , para lo cual es importante comprobar si la célula esta correctamente alimentada .
Lo normal es que tenga alimentación( normalmente son 12V como hemos comentado) así que una de las averías mas típicas es que se haya quemado el modulo Peltier En caso contrario revisaremos la fuente y de estar bien la NTC (al final de este post)
Para reemplazar módulos Peltier tenemos que extraer el conjunto del modulo de alimentacion +radiador+ bote contenedor por lo que soltaremos el conjunto de la caja del enfriador soltando ademas lso conductos de agua de salida y entrada
El aspecto del conjunto suele ser algo similar al siguiente:
Ahora nos toca desatornillar el ventilador que va adherido al radiador cuya misión es sacar el calor generado por la célula hacia afuera
Una vez quitado el ventilador, ya quedara al descubierto el radiador, el cual lleva adherida la célula. Simplemente quitaremos con cuidado los dos tornillos que lo fijan a la célula y al deposito de modo que ya debería quedar visible esta
Como vemos en la siguiente imagen ya ha quedado al descubierto la celula Peltier . Si la remplaza , no olvide que el lado frío es el que suele tener el número de modelo impreso e ira hacia la cara del deposito. Ademas tiene polaridad como hemos comentado ( de hecho de conectar los cables al revés calentaríamos el agua en lugar de enfriarla)
Observe que para salvar el nivel lleva un pequeña junta de goma para que el radiador lo cubra por completo y quede horizontal al fijarlo con tornillos
Al quitar la junta ya queda al descubierto celula Peltier que remplazaremos en caso de que este defectuosa respetando la cara y la polaridad de los cables.
Al quitar el Peltier si quitamos los tornillos de los bordes queda a la vista un pequeño radiador de líquidos cuya misión es transmitir el frscor de la cara fria de la célula al agua contenida en el deposito .
Como podemos ver, ya que hemos desmontado el conjunto , no estará nada mal limpiar el radiador interno como el interior del deposito ante de volver a colocar todo como estaba originalmente
Por ultimo ,un aspecto muy interesante es inspeccionar el sensor de temperatura normalmente basado en una NTC que suele ir al otro lado del tanque. En caso de fallo deberemos comprobar que los conductores no se han rasgado y llegan a la placa de control así como si esta tiene una resistencia diferente si la enfriamos calentamos su cuerpo
Por cierto , en caso de cambiar la célula no olvide reponer pasta térmica en las dos caras de la celula, asi tambien como silicona en todas las juntas del deposito para evitar perdidas de agua
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