Presentamos una alternativa de enfriamiento o calefacción por medio de un pequeño modelo doméstico.
por Jimy Danelli*
Como amante de la refrigeración y del aire acondicionado con todas las consideraciones ambientales que nuestros sistemas generan, como los gases del efecto invernadero, por una parte, y por la huella de carbono que deja el uso de estos equipos electromecánicos; haciendo unos pequeños ejercicios, un poco científicos, se consigue experimentar con componentes electrónicos ya usados en la industria para la generación de enfriamiento y/o calefacción, adquiriendo unas células Peltier y elaborando un pequeño sistema doméstico.
Se ha hablado mucho de aire acondicionado, con elementos importantes de un sistema electromecánico como el compresor, los motores ventiladores, tuberías y serpentines, gas refrigerante, todos con un alto costo económico además de los efectos de consumo de energía y los efectos de fugas de gases contaminantes en algunos casos , pero esta vez queremos ir un paso más allá y hacer un pequeño diseño ya usado en cavas para autos y en algunos diseños a pequeña escala.
Sabemos que ya se han estado evaluando alternativas a mayor escala de modelos de mucha más capacidad de enfriamiento y/o calefacción, en tal sentido queremos dar un ejemplo de la construcción de un sistema sencillo de bajo consumo de energía con pocos elementos para su fabricación, aquí presentamos una célula de Peltier para usarse como un sistema de aire acondicionado.
Célula de Peltier
Este tipo de células funcionan por el efecto Peltier, éste se basa en que cuando una corriente se hace pasar por dos metales o semiconductores unidos por dos “junturas de Peltier”, se crea una transferencia de calor de una junturas a la otra, provocando como resultado que una se enfría y otra se calienta. Sería algo así como una mini bomba de calor de bajo costo, sin compresor, refrigerante ni otros elementos complicados, simplemente una unión entre dos materiales.
Como una sola unión no produce a penas potencia, las células de Peltier constan de multitud de uniones entre dos placas (normalmente son de 4×4 cm). Aunque tampoco se puede esperar que una de estas placas nos enfríe un barril de cerveza ni mucho menos.
Este efecto es el que utilizan algunos botelleros que se usan para mantener una temperatura moderada en su interior y también algunas neveras de coche y sistemas similares.
Ejemplo de un sistema de aire acondicionado
Vamos a realizar un pequeño modelo de lo que sería un aire acondicionado con esta Célula Peltier los siguientes componentes básicos:
• Dos disipadores tipo microprocesador de PC con ventilador incorporado
• Una fuente de alimentación de 12V y 8,5A
• La célula de peltier TEC1-12706 que se puede adquirir en una tienda física de electrónica. Otros materiales: pasta térmica, cables y algo de aislante.
El esquema del montaje sería el siguiente:
Simplemente se trata de un conjunto disipador-Peltier-disipador. Es necesario que ambas caras de la célula de Peltier hagan buen contacto con la superficie de los disipadores, así que utilizaremos pasta térmica y apretaremos bastante (¡benditas bridas!).
Ademas, como los disipadores son algo más grandes que la célula, hemos rellenado esta zona con material aislante, aquí puedes utilizar casi cualquier tipo de material que no sea conductor térmico.
Aunque el montaje se podría mejorar mucho, hemos conseguido que el lado frío baje la temperatura a la que toma el aire casi 1,5ºC (de 24,7ºC a 23,3ºC), mientras que la que calienta lo hace unos 3ºC (de 25ºC a 28ºC).
En una prueba que hemos hecho instalando el lado frío en el interior de un recipiente y dejando el lado caliente en el exterior, hemos conseguido mantener la temperatura del recipiente sobre los 22ºC mientras en el exterior estábamos a unos 25ºC.
Obviamente para hacer un aire acondicionado para una habitación con este sistema se necesitarán muchísimas células, o una célula muy grande que no se comercialice como tal por los momentos a nivel de tiendas electrónicas. Para hacerse una idea, hemos realizado una estimación de la potencia de refrigeración generada por el “mini aire acondicionado” y es de aproximadamente 15W, mientras que el consumo eléctrico supera los 40W, así que tampoco es un sistema muy eficiente, pero siguiendo la evaluación y experimentación se puede lograr con pocas cosas un sistema que no tiene elementos contaminantes, no requiere tuberías, compresores y otros elementos más complejos.
Otra particularidad que tendría esta pequeña demostración es que podemos ponerlo a funcionar en “bomba de calor” o calefacción simplemente con cambiar la polaridad en la fuente de alimentación, de esta forma se pondría a calentar el recipiente y enfriar el aire exterior.
Como punto importante no debe conectar la célula a los 12V, sin hacer este montaje, que sepa, que sin disipación del calor generado, aunque una cara se enfría con respecto a la otra, conseguiremos poner en menos de 20 segundos la cara caliente a 150ºC y la “fría” a 100ºC, y como consecuencia se quemará la célula Peltier.
Con este pequeño diseño solo queremos presentar una alternativa a algunos sistemas que, a pesar de ofrecer capacidad limitada, se están utilizando y comercializando, pero que de seguro, de una manera u otra, ya se están experimentando y construyendo de mayor tamaño y que proporcionan una capacidad de refrigeración y/o calefacción más grande.
* Jimy Danelli es asesor de mantenimiento en aire acondicionado y refrigeración. Pueden escribirle al correo electrónico: [email protected]
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