Pregunta:
¿Por qué los elementos Peltier tienen un disipador de calor más pequeño en el lado frío?
Rijul Gupta
2014-06-01 22:52:13 UTC
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He visto en casi todas las configuraciones que los elementos Peltier están montados con enormes disipadores de calor en el lado caliente en comparación con los pequeños en el lado pequeño.

¿Es esto solo una forma de explicar la necesidad del disipador de calor? en el lado caliente? ¿O existen beneficios reales de un disipador de calor más pequeño en el lado frío? ¿Funcionaría mejor un elemento (produciría una temperatura más baja en el lado frío) con disipadores de calor del mismo tamaño?

Cinco respuestas:
Brian Drummond
2014-06-01 22:57:02 UTC
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La celda Peltier genera mucho más calor en el lado caliente del que consume en el lado frío; la diferencia es simplemente el poder con el que lo está bombeando. Como mínimo, alrededor de 2.5 veces más, y con grandes diferencias de temperatura, más que eso.

Los diferentes tamaños de disipadores de calor simplemente compensan eso.

user72009
2015-04-11 11:53:26 UTC
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Esta es una explicación simplificada, sin embargo, debería ayudar a explicar por qué el disipador de frío es más pequeño que el disipador de calor:

Un enfriador Peltier bombea calor del lado frío al lado caliente, y además un El enfriador Peltier genera calor además del calor que bombea .

El Qmax de una unidad Peltier (la cantidad de Watts que puede bombear) tiene una clasificación de delta T cero (la diferencia de temperatura entre el lado frío y el caliente). Además, la capacidad de un enfriador Peltier para bombear calor disminuye a medida que aumenta el delta T.

En algún momento (dependiendo del diseño de la unidad Peltier, etc.), el Peltier bombeará cero vatios (btu) de calor cuando delta La T sube demasiado.

Por lo tanto, para obtener las temperaturas más frías posibles en el lado frío, debe poder eliminar la mayor cantidad de calor posible en el lado caliente. Esto debe incluir cualquier calor creado por el peltier.

Esto, junto con la capacidad de bombeo de calor decreciente cuando el delta T aumenta, significa que el disipador de frío es más pequeño que el disipador de calor, por lo que el sistema tiene un alto ( o superior) coeficiente de rendimiento (COP) que un sistema con disipadores de calor frío y caliente del mismo tamaño.

Espero que esto lo explique.

Cornelius
2014-06-01 23:01:50 UTC
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Un elemento Peltier crea un flujo de calor desde el lado frío hacia el lado caliente. Esto significa que:

  • está "absorbiendo" energía térmica del lado frío
  • está transfiriendo energía térmica al lado caliente
  • absorbiendo energía eléctrica para hacer eso

El calor y la corriente son las fuentes de energía de entrada. Para funcionar, debe disipar (producir) al menos lo que ingresa. De lo contrario, la energía adicional restante se sobrecalentará y destruirá el elemento.

Es por eso que los disipadores de calor en el lado frío son más pequeños que los de el lado caliente.

¡Pero nunca pregunté por qué los disipadores de calor son más grandes en el lado caliente!La pregunta es ¿por qué el disipador de calor suele ser más pequeño en el lado frío?¿Es suficiente un pequeño disipador de calor en el lado frío?¿Sería mejor si fueran del mismo tamaño?¿Es ** absolutamente ** necesario que el disipador de calor en caliente sea más grande o simplemente es rentable?
El elemento Peltier debe poder disipar más calor del que absorbe. Es por eso que los disipadores de calor del lado caliente son más grandes que los disipadores de calor del lado frío (y los disipadores de calor del lado frío son más pequeños que los disipadores de calor del lado caliente).
¿Por qué querría "limitar" artificialmente la cantidad de calor que puede entrar en el dispositivo?¿No lo hace con bastante eficacia por sí solo?
Si agranda el disipador de calor del lado frío, absorberá más calor para emitir ese calor.Como tal, el disipador de calor del lado caliente debe volver a ser más grande.Me doy cuenta de que habrá un límite en algún lugar donde el lado frío no absorba más calor, pero suponiendo que alguien diseñe un costo mínimo, querrás el disipador de calor más pequeño que aún funcione.
@RJR: su comentario se ve genial y para mí la respuesta correcta, ¿por qué no lo convierte en una respuesta y la seleccionaré?
Claro, hecho, pero creo que solo aclaré la respuesta de Cornelius;parece estar intentando decir lo mismo.
Para su información, preguntar "Por qué los disipadores de calor son más grandes en el lado caliente" es lo mismo que "Por qué el disipador de calor suele ser más pequeño en el lado frío".
RJR
2014-06-03 06:26:38 UTC
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Si agranda el disipador de calor del lado frío, podrá absorber más calor. Para emitir ese calor, el disipador de calor del lado caliente debe volver a ser más grande.

Habrá un límite en algún lugar donde el lado frío no absorberá más calor, pero suponiendo que alguien diseñe un costo mínimo, querrá el disipador de calor más pequeño que aún funcione. Esto significa que el disipador térmico del lado caliente será más grande que el del lado frío.

Dave Tweed
2014-06-02 00:40:32 UTC
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Realmente no hay justificación para ello. Los dos disipadores de calor pueden ser de cualquier tamaño. Es solo una cuestión de cuánta resistencia térmica desea tener entre cada superficie del dispositivo Peltier y su respectivo entorno "ambiental".

El punto más frío en un sistema basado en Peltier es la cara fría del dispositivo en sí; lo que está enfriando debe ser necesariamente más cálido; de lo contrario, no habría flujo de calor hacia la cara. Del mismo modo, la cara caliente es el punto más caliente del sistema.

El tamaño de cada disipador de calor determina su resistencia térmica. La resistencia térmica multiplicada por el flujo de calor determina el delta-T entre el dispositivo Peltier y el medio ambiente. En general, desea que el delta-T en cada lado sea lo más pequeño posible, por lo que usa el disipador de calor más grande que se ajuste.

A menudo se reduce al hecho de que el espacio que se refrigera es bastante compacto, por lo que solo cabe un pequeño disipador de calor en ese lado. A veces se usa un pequeño ventilador en ese lado para mejorar su efectividad. Un problema secundario es que si tiene grandes disipadores de calor en ambos lados del dispositivo, puede ser difícil aislar el espacio entre ellos de manera efectiva; si el calor del disipador de calor del lado caliente fluye directamente al disipador de calor del lado frío, la eficiencia general de el sistema se reduce.

El punto más frío en un sistema Peltier no requiere necesariamente que la cara fría sea el punto más frío.Siempre que el lado frío esté por encima del cero absoluto, hay energía térmica disponible para ser transferida al lado caliente.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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