THERMOELECTRIC COOLING: EXPLORING THE PELTIER EFFECT IN A HOME COOLING SYSTEM
Keywords:
semiconductors, Peltier Effect tablets, temperature, project, refrigeration systemAbstract
Semiconductors are raw material for the production of integrated circuits and chips, playing a fundamental role in the evolution of modern technologies. However, other effects can be explored, as is the case of Peltier Effect cells and tablets which, when subjected to a potential difference at their terminals, have the ability to absorb heat on one of their faces, lowering its temperature, while dispersing it on the opposite face, which has its temperature increased. This finding allowed that this thermoelectrical equipment could be used in cooling processes of small volumes, combined with other devices such as heat sinks and small fans, essential to improve the performance of the set when placed together. The availability and easy access to these components, as well as the construction of a small controlled and thermally isolated environment, allowed the development of a cooling system project that uses the thermoelectric phenomena of the Peltier Effect tablets. The refrigerator made strengthens the application of tablets in this regard, exposing thermal amplitudes of 14.8°C in relation to the environment, and showing effectiveness in reducing the temperature by up to 11°C in a volume of 250 ml of water inserted in it.
Downloads
References
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e Massa. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019.
BUENO, A. L.; DALOSKI, L. C.; ALMEIDA, R. D. Aplicação de pastilhas Peltier para fabricação de hidromel. 2018. 39f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em automação Industrial) - Departamento de Eletrônica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Ponta Grossa, 2018.
FERNANDES, J. D. F. S. et al. Refrigeração utilizando pastilhas de Efeito Peltier. HOLOS, Natal, v. 2, p. 25–31, 2016. https://doi.org/10.15628/holos.2010.383
FILHO, S. C. P. Análise de duas propostas de métodos – propagação cilíndrica e plana – para a determinação da capacidade de isolamento térmico de mantas de EVA. 2016. 58f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas) - Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia. Cruz das Almas, 2016.
GUIMARÃES, C. R. Dimensionamento de um sistema de refrigeração para uma máquina fabricadora de gelo. 2012. 60f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Automação e Sistemas, Universidade São Francisco. Campinas, 2012.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos de Física – Gravitação, Ondas e Termodinâmica. 9. ed. Rio de Janeiro : LTC, 2016.
JÚNIOR, L. C. O uso de um protótipo de refrigerador com pastilhas Peltier: uma proposta didática para o processo ensino-aprendizagem das leis da Termodinâmica e introdução aos conceitos de Termoeletricidade. 2019. 197f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Física) - Curso de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física - Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2019.
KREITH, F.; MANGLIK, R. M.; BOHN, M. S. Principles of Heat Transfer. 7. ed. Stanford: Cengage Learning: 2011.
MENNA, M. R. M. Modelagem e análise de custo de sistemas de refrigeração por absorção. 2008. 139f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Quí¬mica) - Desenvolvimento de Processos - Universi¬dade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2008.
MOURA, J. A. S. Filmes nanométricos de FeN e AlN crescidos por sputtering e apicações do Efeito Peltier. 2010. 147f. Tese (Doutorado em Física) - Departamento de Física Teórica e Experimental - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2010.
MORAES, R. S.; GUILHERME, A. P. Aprendiza¬gem de conceitos físicos a partir da construção de uma mini geladeira de pastilha Peltier. Revista do Professor de Física, Brasília, v. 4, p. 84–97, 2020 https://doi.org/10.26512/rpf.v4i3.31837
MOREIRA, G. A. Z.; MALAVAZI, L.; MIYAZAKI, Y. G. Condicionador de ar por Efeito Peltier. 2014. 73f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Automação e Sistemas, Universidade São Francisco. Campinas, 2014.
QUITES, E. E. C.; LIA, L. R. B. Introdução à Transferência de Calor.
RIBEIRO, W. S. Semicondutores: um pano¬rama geral com ênfase na purificação do Silício. 2013. 44f. Monografia (Graduação em Licenciatura em Física) - Faculdade de Educação e Meio Ambiente, Ariquemes, 2013.
RUFINO, C. A. Bebedouro refrigerado tipo nipple para criação animal utilizando Efeito Peltier. 2016. 171f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Instrumentação - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
SANTOS, A. V. As pastilhas termopar nas aulas experimentais de termologia. 2016. 106f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Física) - Curso de Mestrado Nacional Profissional de En-sino de Física- Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2016.
SHABANY, Y. Radiation heat transfer from plate-fin heat sinks. In: 24th SEMICONDUCTOR THERMAL MEASUREMENT AND MANAGEMENT SYMPOSIUM, 2008. San Jose. Anais… San Jose: IEEE, 2008. P. 132-136. https://doi.org/10.1109/STHERM.2008.4509379
SILVA, L. N. et al. Determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção natural e for¬çada em um corpo de alumínio. In: CONGRESSO NACIONAL DE PESQUISA E ENSINO EM CIÊNCIAS (CONAPESC), 2019, Campina Grande. Anais... Campina Grande: Realize Editora, 2019.
SILVA, T. P. Utilização do Efeito Peltier para resfriamento de ambientes. 2021. 64f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021.