Anotações & Informações | Fim pág | Voltar |

Dispositivos Peltier - Algumas Informações

| Índice do grupo | Página anterior | Próxima página |

Tópicos: Princípios | Arranjos Práticos | Aplicações |

1) Princípios

(Topo | Fim pág)

Termopares são elementos que geram corrente elétrica a partir de duas junções de metais diferentes em diferentes temperaturas. Por isso são usados para indicação e controle de temperatura em uma diversidade de processos. O efeito Peltier é o inverso do termopar: uma corrente elétrica é forçada a passar por junções de metais diferentes, resultando em aquecimento de uma e resfriamento de outra.

Dispositivo Peltier - Princípios
Fig 1-I

Termopares usam metais para as junções, resultando em valores pequenos de tensão e de corrente, mas possíveis de serem medidos. Os dispositivos práticos de efeito Peltier usam semicondutores para uma maior densidade de corrente e, assim, de potência. Em geral o material semicondutor é telureto de bismuto altamente dopado para criar semicondutores tipo P e tipo N. A Figura 1-I dá o esquema de funcionamento. Ao circular corrente pelas junções calor é transferido de uma para outra e o dispositivo funciona como um refrigerador sem partes móveis.


2) Arranjos Práticos

(Topo | Fim pág)

Dispositivos reais usam uma série de junções para maximizar a potência de resfriamento. Na Figura 2-I as junções são eletricamente ligadas em série e termicamente em paralelo. E várias séries são agrupadas em forma de matriz, formando um conjunto ou módulo de aspecto conforme Figura 2-II.

Arranjo prático do dispositivo Peltier
Fig 2-I

Comercialmente os módulos são disponíveis em uma variedade de formatos, tensões, correntes, capacidades térmicas. Um módulo típico pode proporcionar diferenças de temperaturas de algumas dezenas de graus Celsius.

Módulo de dispositivo Peltier
Fig 2-II

Diferenças maiores de temperatura podem ser obtidas com associações em cascata conforme Figura 2-III.

Associação em cascata de módulos Peltier
Fig 2-III

Exemplo de características de um módulo comercial singelo típico de tamanho médio: dimensões 55 x 55 x 4 mm, tensão máxima 31 V, corrente máxima 6 A, potência calorífica máxima 112 W, diferença máxima de temperatura 73ºC.


3) Aplicações

(Topo | Fim pág)

O conjunto tradicional de refrigeração (compressor, condensador, evaporador) é pouco adequado para equipamentos pequenos. Ocupa razoável espaço, tem partes móveis, a manutenção é especializada. Os dispositivos Peltier são pequenos, confiáveis, não têm partes móveis e podem ser usados em aplicações de pequena capacidade de refrigeração e pouco espaço, como geladeiras para automóveis, equipamentos de laboratório, refrigeração de processadores para aumentar o desempenho (overclock).

Exemplo de aplicação prática do dispositivo Peltier
Fig 3-I

A potência dissipada por unidade de área é relativamente alta e, em muitos casos, há necessidade de ventilação forçada na junção quente conforme Figura 3-I e o conjunto fica parecido com um cooler comum de processador com um módulo Peltier intercalado.

Se o conjunto é instalado no interior de algum equipamento, provavelmente será necessária a instalação de ventilação adicional para evitar aquecimento de outras partes. Em caso de defeito, o dispositivo a resfriar fica isolado do dissipador e proteções devem existir se o superaquecimento não for tolerado.

Outro aspecto a considerar é a possibilidade de condensação de água. Isso pode ser evitado pela correta seleção do tipo, evitando superdimensionamentos. Uma opção segura seria o uso de sistemas de controle para evitar excesso de resfriamento e, por consequência, a indesejável condensação.
Referências
Pesquisa na Internet em 04/2008. Fontes não anotadas.

Topo | Rev: Mar/2018