COMPARACIÓN DEL GRADIENTE DE TEMPERATURA EN ESPACIOS CÚBICOS CONTROLADOS CON CELDA PELTIER EN FUNCIÓN A DOS AISLANTES TÉRMICOS. (COMPARISON OF THE TEMPERATURE GRADIENT IN CUBIC SPACES CONTROLLED WITH PELTIER CELL ACCORDING TO TWO THERMAL INSULATORS.)

Juan Antonio Gutiérrez, Jorge Luis Camas Anzueto, Joel Gómez Pérez, Madaín Pérez Patricio, Carlos Ríos Rojas

Resumen


Resumen

Este trabajo estudia el gradiente de temperatura en espacios cúbicos de dimensiones pequeñas utilizando dispositivos de enfriamiento peltier. Se demuestra que el material, el volumen, potencia y temperatura exterior afecta la eficiencia de un elemento termoeléctrico.  Los materiales seleccionados en la construcción de los espacios cúbicos cuentan con baja conductividad térmica, a fin de evitar que la temperatura exterior afecte a la medición. Se tomaron periódicamente valores de temperatura en espacios cúbicos. El banco de prueba consiste en microcontrolador, disipadores de calor en lado frio y caliente y módulos peltier. Se realizó la comparación de los valores que obtienen en cada volumen. Se determina el uso de mayor cantidad de celdas peltier, optimizando el tiempo de enfriamiento y la potencia necesaria que se requiera. Según las ecuaciones que se obtienen el comportamiento del enfriamiento en espacios cúbicos es semejante, la eficiencia que se presenta en enfriamiento a espacios es reflejada en material, volumen, potencia de enfriamiento y temperatura externa.

 Palabras Claves: Peltier, Modelado, temperatura, Gradiente, Optoelectrónica.


Abstract

This paper studies the temperature gradient in cubic spaces of small dimensions using peltier cooling devices. The dependency of the material, volume, power and external temperature was studied, which it affects the efficiency of a thermoelectric element. The materials selected for the cubic spaces elaboration were chosen with low thermal conductivity, since this avoid the room temperature affecting the measurement. The internal temperature of the cubic spaces was taken at periodic    intervals to observe its behavior. The characterization was carried out using a microcontroller, heat sinks on cold and hot sides, and peltier modules. The temperature was compared between each volume used to obtain an optimization as a function of peltiers cells, in a minimal time of set point of cooling temperature and the power required. The equiation obtain in According to the equations that are obtained the behavior of movement in cubic spaces is similar, the efficiency that is presented in space limitations is reflected in material, volume, cooling power and external temperature.

Keywords: Peltier, Modeling, Temperature, Gradient, Optoelectronics.


Texto completo:

3-14 PDF

Referencias


Alaoui, C. (2011). Peltier thermoelectric modules modeling and evaluation. International Journal of Engineering (IJE), 5(1), 114. pg.121(pdf) 114(revista)

Faudoa, I., Gonzalez, R., Sifuentes, E., Díaz, J., Gandara, A., Garcia, D., ... & Cota, J. (2018). Cámara climática portable para el transporte de órganos humanos y animales. CULCyT, (63).

Fernandez, S., Murk, A., & Kämpfer, N. (2015). Design and characterization of a Peltier-cold calibration target for a 110-GHz radiometer. IEEE transactions on geoscience and remote sensing, 53(1),

Field, R. L., & Blum, H. A. (1979). Fast transient behavior of thermoelectric coolers with high current pulse and finite cold junction. Energy conversion, 19(3), 159-165.

Godfrey, S. (1996). An introduction to thermoelectric coolers. Electronics cooling, 2, 30-34.

Liao, M., He, Z., Jiang, C., Fan, X. A., Li, Y., & Qi, F. (2018). A three-dimensional model for thermoelectric generator and the influence of Peltier effect on the performance and heat transfer. Applied Thermal Engineering, 133, 493-500.

Mejía, V. D. T., Robles, M. Á. O., & López, P. G. (2018). ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL CPU DE UNA COMPUTADORA EMBEBIDA POR MEDIO DE UNA CELDA PELTIER. Pistas Educativas, 39(128).

Moreno-Navarro, P., Pérez-Aparicio, J. L., & Gómez-Hernández, J. J. (2017). Optimization of pulsed thermoelectric materials using simulated annealing and non-linear finite elements. Applied Thermal Engineering, 120, 603-613.

Sulaiman, A. C., Amin, N. A. M., Saidon, M. S., Majid, M. S. A.,

Rahman, M. T. A., & Kazim, M. N. F. M. (2017, October). Preliminary study of TEC application in cooling system. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 908, No. 1, p. 012080). IOP Publishing.

Sun, X., Yang, Y., Zhang, H., Si, H., Huang, L., Liao, S., & Gu, X. (2017). Experimental research of a thermoelectric cooling system integrated with gravity assistant heat pipe for cooling electronic devices. Energy Procedia, 105, 4909-4914.

Teffah, K., Zhang, Y., & Mou, X. L. (2018). Modeling and Experimentation of New Thermoelectric Cooler–Thermoelectric Generator Module. Energies, 11(3), 576.

Wang, N., Chen, M. M., Jia, H. Z., Jin, T., & Xie, J. L. (2017). Study of Voltage-Controlled Characteristics for Thermoelectric Coolers. Journal of Electronic Materials, 46(5), 3097-3102.

Wilcox, E., Jamal, M., Cedeño, J., & Harris, I. (2018). Refrigeración portátil de vacunas. Revista de Iniciación Científica, 4, 77-83.

Yamanashi, M. (1996). A new approach to optimum design in thermoelectric cooling systems. Journal of applied physics, 80(9), 5494-5502.

Zhao, D., & Tan, G. (2014). A review of thermoelectric cooling: materials, modeling and applications. Applied Thermal Engineering, 66(1-2), 15-24.






URL de la licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es

Barra de separación

Licencia Creative Commons    Pistas Educativas está bajo la Licencia Creative Commons Atribución 3.0 No portada.    

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA

Antonio García Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnológico, Celaya, Gto. México

Tel. 461 61 17575 Ext 5450 y 5146

pistaseducativas@itcelaya.edu.mx

http://pistaseducativas.celaya.tecnm.mx/index.php/pistas