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Celdas Peltier Experimentos

Tema en 'Modding' iniciado por Carlo, 22 Junio 2005.

  1. Carlo

    Carlo Lanero novato

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    Hola gente...

    Despues de un largo tiempo de desorden en mi cuarto, encontre por ahi mi viejo proyecto peltier, asi que decidi compartir con ud mis experiencias de ese proyecto posteando lo que hice cuando empece con estos modulos pequeños y poderosos. Ahora duplicando el primer experimento pues en ese entonces no tenia camara buena.

    Primero que todo hay que saber que una celda Peltier tambien llamada celda termoelectrica, es un semiconductor el cual cuando se le aplica una corriente electrica hablando muy vagamente uno de sus lados se pone caliente mientras que el otro se pone muy frio.

    Estas celdas pueden tener una diferencia de temperatura entre sus 2 caras de unos 40ºC dependiendo de la corriente aplicada y la refrigeracion.

    Refrigeracion??? si como dije una cara se pone caliente!, asi que esta cara hay que refrigerarla para que la celda no se queme y el ciclo de calor siga.
    Entre mayor sea la temperatura del lado caliente, mayor sera la del lado frio; me explico.
    Si el lado caliente esta a 40ºC y la celda peltier es una tipica celda peltier de 30ºC de delta entre caras, el lado frio puede estar en un rango de 10 grados para arriba, esto es un numero teorico, pronto veremos los resultados con fotos sobre la realidad.

    Asi que a medida que enfriemos mas la cara caliente la cara fria estara cada vez mas fria.

    Se utilizo una fuente AT de 250W con una corriente de salida maxima de 5A en 12V y 3A en 5V obiamente esta fuente no llegara a entregar toda esa corriente, pues es su potencia maxima pico.

    Despues de buscar un buen disipador para usar en el lado caliente de la celda, busque un pedazo de platina de cobe para poder medir la temperatura del lado frio.
    aqui unas fotos del nuevo montaje para experimento pletier.

    [​IMG][​IMG][​IMG] [​IMG]

    Mi fiel Taladro de arbol con el que he construido muchas cosas...

    [​IMG]

    Cuando termine los huecos y las roscas, me di cuenta que solo me quedaban 2 tornillos!!, bueno suficiente para la prueba; aqui el montaje terminado y una foto de perfil para ver el ajuste.

    [​IMG][​IMG]

    Caracteristicas de la celda:
    Celda peltier potencia maxima 95W
    Voltaje maximo 13.5V
    Corriente maxima 6A
    Delta maxmio entre caras 40ºC
    Tamaño 4x4x0.3cm

    Temperatura ambiente de mi cuarto a la hora marcada por el reloj. tener en cuenta que tengo una lampara halogena, por eso la temp.

    [​IMG]

    Mesa con instrumentos de trabajo. 2 Multimetros 1 con termocupla, fuente esta debajo de la mesa, el montaje, un cronometro, camara (obio con que mas habria tomado las imagenes douh!), tercera mano (ese objeto raro metalico de base negra que sostiene la termocupla), caimanes.

    [​IMG]

    Experimento 1
    Parametros:
    Voltaje aplicado 5V
    Fluido de corriente recibido 1.67A

    Aqui esta la temperatura minima lograda a 5V, notese que el cambio es muy rapido, en un poco mas de 2min el lado frio ya esta en 13ºC, incluso creo que fue mas rapido lo qu epasa es que la termocupla demora un poco en cambiar debido a la forma en que funciona.

    [​IMG]

    Aqui la temp maxima del lado caliente de la celda, el cual sin ventilacion forzada llego a 38ºC caliente al tacto, pero no quema.

    [​IMG]

    Experimento 2
    Parametros:
    Voltaje aplicado 12V
    Fluido de corriente recibido 3.33A

    Aqui esta la temp minima con 12V, esto tambien se logro en un poco mas de 2min, y se logro una mejor temperatura (mas baja) pero a que costo???

    [​IMG]

    Aqui podemos ver el costo de esta baja temperatura. Podemos concluir que si aplicaramos una corriente fija dentro de los parametros de voltaje, la celda enfriaria aun mas, pero en consecuencia calentaria mas.

    [​IMG]

    Por eso refrigerar el lado caliente es tan importante. En este experimento aunque no crean casi quemo la celda, pues cuando tome la foto estaba en 46ºC pero subio en menos que yo apagara la camara a 48ºC (buen quemon intentando soplar el disipador)...eso sugiere que disipacion pasiva no sirve con este tipo de voltaje, y tal vez en una aplicacion en compuatcion tampoco.

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    Conseguire un ventilador para el disipador para poder mostrar como cuando la temp del lado caliente baja a su vez la temp del lado frio baja tambien.
    He visto en internet que esto se usa directamente sobre el CPU, o incluso para refrigerar el agua de un sistema de Watercooling.

    Pronto mas fotos, y experimentacion con estas celdas, consejos y prueas son bienvenidas, siempre y cuando tenga como realizarlas.

    Suerte!
     
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  2. -=MandoxS=-

    -=MandoxS=- Lanero reconocido Lanero VIP

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    Carlo usted tiene un taladro en su casa nunca lo he visto cuando voy po alla, este viernes me le pego a su casa :D:D:D:
     
  3. tuxnet

    tuxnet Moderaneitor Miembro del equipo Lanero VIP

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    Interesante experimento, no sabia que eso existía, ahi es cuando uno se pone a pensar.."erda, no hecho nada con mi vida :p"
     
  4. ZilverDrag-On

    ZilverDrag-On Lanero reconocido

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    Uyyyyy, gracias por ese aporte yo no conocia eso. Mas o menos cuanto valdrian todos los materiales y hecerlo?
     
  5. Carlo

    Carlo Lanero novato

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    Las celdas no las he conseguido aqui en Colombia depronto buscar mejor a ver si las hay.
    Yo las compre por ebay y me las trajo una prima en una de sus visitas a Colombia.

    Las celdas costaron 15US con envio interno en USA. Todo lo demas ya lo tenia aqui, herramientas, instrumentos, disipador, platina en cobre. debido a mi experimentacion con bloques para watercooling.

    Ahora les recuerdo que esta solucion al aplicarse para refrigerar un CPU por ejemplo, consume mucha energia en el caso de 12V consume 3.33A osea que cableado bueno es necesario, y no solo eso, en la mayoria d elos casos este dispositivo no se puede conectar a la misma fuente de nuestro computador, pues resultaria pesado para esta, he incluso puede quemarla, gastar su vida util un poco mas rapido, he incluso puede que no encienda nuestro PC.

    Recuerden que esto es otro consumo de potencia en W.

    suerte
     
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  6. -=MandoxS=-

    -=MandoxS=- Lanero reconocido Lanero VIP

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    inventémonos algo con hielo seco!!!
     
  7. Carlo

    Carlo Lanero novato

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    Si alguien sabe donde conseguir hielo seco le agradeceria me ayude con eso, pues he buscado mucho y aunque suene raro no he encontrado...

    idea de experimentos son bienvenidas, como dije antes siempre y cuando pueda hacerlas.
     
  8. Carlo

    Carlo Lanero novato

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    Fase 2, Ventilacion forzada.

    Bueno señores...lo que algunos esperaban, la fase 2 del experimento.

    Despues de buscar en mi nuevamente desordenado cuarto encontre el fan original de este disipador.
    Aqui el nuevo montaje.

    [​IMG][​IMG]

    A esta hora de la mañana el sol entraba por mi ventana, y aqui esta la nueva temp ambiente.

    [​IMG]

    Experimento 1 Fase 2.

    Parametros:
    Voltaje aplicado celda: 5V
    Voltaje aplicado a Fan: 5V
    Flujo de corriente: 1.78A

    Aqui esta la temp maxima y minima logrado bajo esas condiciones:

    [​IMG][​IMG]

    Aqui podemos apreciar la condensacion por la diferencia de temp con estos parametros.

    [​IMG]

    No mucha diferencia entre este experimento y el realizado con disipacion pasiva.

    Experimento 2 Fase 2

    Parametros:
    Voltaje aplicado celda: 5V
    Voltaje aplicado a Fan: 12V
    Flujo de corriente: 1.81A

    Aqui los resultados obtenidos con estos parametros.

    [​IMG][​IMG]

    Aqui podemos observar una gran ganacia en comparacion al de disipacion pasiva ya que la temp minima ahora resulto 10ºC y no 13 como antes. el fan mas rapido mueve mas iare y por eso refrigera mejor el lado caliente.

    Podemos observar condensacion en esta etapa del experimento.

    [​IMG]

    Experimento 3 Fase 2

    Parametros:
    Voltaje aplicado celda: 12V
    Voltaje aplicado a Fan: 5V
    Flujo de corriente: 3.58A

    Aquie esta la temp maxima y minima lograda con estos parametros.

    [​IMG][​IMG]

    Mejoro igual que la prueba anterior...bajo 2 grados mas la temp de lado frio pero el lado caliente se mantuvo mucho mas fresco, incluso podria dejarse ahi funcionando sin problema.

    Experimento 4 Fase 2

    Parametros:
    Voltaje aplicado celda: 12V
    Voltaje aplicado a Fan: 12V
    Flujo de corriente: 3.61A

    Aqui los resultados fijense como la corriente subio con respecto a la disipacion pasiva.

    [​IMG][​IMG]

    Ahora podemos apreciar el poder de esta celda en un voltaje cercano al que esta diseñado maximo. a esta temperatura la condensacion es mayor...

    Aqui algunas fotos de la condensacion

    [​IMG][​IMG]

    Bueno como conclusiones de este experimento es que con una disipacion activa en el lado caliente obiamente obtenemos mejores resultados de la celda; tanto que obteenmos condensacion por la diferencia de temp.

    Condensacion es el primer enemigo nuestro si se llega a implementar en cualquier refrigeracion de algun componente elctronico pues esta agua seria mas conductora que la desmineralizada usada en el watercooling. Esto significa que el aislamiento de la cara fria con el ambiente es indispensable, incluso aislar el area del socket de un procesador.

    Esta celda tiene maximo 95W de potencia, hasta ahora vamos en unos 40W de efectividad con muy buenos resultados iddle o solita en aire libre, falta hacer una etapa 3 del experimento que es mas demorada y hasta una etapa 4 en la cual estoy seguro obtendremos qu ela fuente se queme y mucho hielo en vez de agua.

    Etapa 3 seria con refrigeracion con agua.
    Etapa 4 con hielo seco
    Estas etapas tardaran mas pero pues con el tiempo se lograran.

    Espero llegar a esos extremos...jajajaj suerte!
     

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  9. byteheadx

    byteheadx Lanero novato

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    definitivamente carlos..... cada vez que escribe aca deja a todos con muchas ideas en la cabeza jejeje

    este man no me deja de sorprender
     
  10. Kenneth

    Kenneth Lanero novato

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    Esto si que no lo conocia, aunque esta muy interesante y util creo que es un poco complicado
     
  11. Wilman Ernesto

    Wilman Ernesto Lanero novato

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    Esta aplicación se utiliza para fabricar bloques de calibración para termometros, normalemnete bajan temperatura hasta 30º c por debajo de la temp ambiente, se puede utilizar con camaras de refrigeración de glicol, recircualnte. Todo muy bien, el camello es que no consigo las placas peltier ni en E-Bay, alguien sabe a donde las consigo???
    Gracias
     
  12. La Rotta

    La Rotta Lanero novato

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    Uno puede hacer sus propias celdas peltier!!! Con dos placas de cobre y una de hierro, investigen y veran:

    You can create the Peltier effect with a battery, two pieces of copper wire and a piece of bismuth or iron wire. Just connect the copper wires to the two poles of the battery, and then connect the bismuth or iron wire between the two pieces of copper wire. The bismuth/iron and copper must touch -- it is this junction that causes the Peltier effect.

    The junction where current flows from copper to bismuth will get hot, and the junction where current flows from bismuth to copper the junction will get cold. The maximum temperature drop is about 40 F from the ambient temperature where the hot junction is located.
     
  13. chrihern

    chrihern Lanero novato

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    Bajemle al acelere: en cortos tiempos de uso el Peltier es perfecto. Pero tiene sus cosas, como por ejemplo la condensacion que se forma en el lado frio del aparato.
    En las fotos se ve como en la superficie se acumula la humedad del ambiente que forma gotas de agua... se imagina en el termino de tres meses esa aguita chorriando por toda la board?
    Eso si seria refrigeracion con agua. Me imagino que toda esa humedad destruira rapidamente los componentes cercanos al cooler.
    Creo que por eso no se utiliza este tipo de sistema de refrigeracion en los sistemas comunes de sobremesa.
     
  14. atreides21

    atreides21 Lanero novato

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    Este post fue revivido, pero por ser interesante le ayudo, según tengo entendido para las aplicaciones Peltier a largo plazo hay que usar aislamiento térmico, creo que se usa espuma de polietileno y una crema que hay que aplicarle al cpu en la parte de abajo y hasta en los pines, eso por un lado, por el otro sería mantener el lado frío por debajo de la temperatura de condensación que hay que calcular según la ubicación geográfica pero esto no es muy seguro, ya que varía según la época del año.
     
  15. Carlo

    Carlo Lanero novato

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    Bueno pongo mis comentarios con respecto a lo que se, no solo experimentando sino leyendo.

    La condensacion con estos sistemas es practicamente inevitable, pero depende exclusivamente del delta de temperatura entre las caras de la celda peltier, porque? sencillo; la celda peltier es un "motor de calor" mueve el calor atravez de ella de una cara hacia la otra, entonces; entre mas frio este el lado caliente, o mejor refrigerado, mas frio se podra el lado frio de la celda, logicamente generando condensacion y hasta hielo con solo la humedad del ambiente.

    Estos sistemas aun no se descartan como refrigeracion en pc, pero por su "bajo" desempeño no son muy utilizados.

    A que llamo "bajo desempeño"? el sistema peltier necesita de una fuente electrica muy potente para poder alimentar la celda, tanto asi que las fuentes son instaladas independiente de la fuente que mueve al computador. Son fuentes de alto amperaje para poder mover estos motorcitos de calor.

    Son de bajo desempeño porque el costo de implementacion y de manutencion (nose si lo escribi bien) son altos. les pongo el ejemplo.

    Fuente recomendada para mover dispositivos TEC o peltier:
    http://www.crazypc.com/products/7250.html

    Ahora asi como en otros sistemas de refrigeracion extrema, se requiere una "vaselina" dielectrica, para aplicar en el socket del CPU en la board y que no quede aire que pueda congelarse entre los pines del cpu y provocar algun corto.

    "vaselina" Dielectrica para aplicar en el socket de la mobo:
    http://www.crazypc.com/products/9345.html

    Aparte de todo como la celda peltier es un semiconductor y necesita estar alimentado por corriente electrica, esta NO puede estar en contacto directo con el CPU, GPU, chipset etc...entonces necesita lo que se llama un Coldplate, que es basicamente una platina de cobre, o aluminio o cualquier material conductor de calor para que no este en contacto directo.

    Coldplate de cobre:
    http://www.crazypc.com/products/5915.html

    Para que en la board el aire vecino al socket super-enfriado no se condense tambien y genere algun corto, pues debe haber un recubrimiento de espuma de neopreno. la cual no solo debe ir alrededor del socket sino en la parte de atras de la board donde esta el socket del CPU

    Espuma de neopreno:
    http://www.crazypc.com/products/5930.html

    Entre las ultimas cosas pues logicamente la celda peltier, que tiene un vatiage diferente cada una, y dependiendiendo de esto debe ser comprada para los CPU, pues no vamos a poner una celda de 70W a intentar refrigerar 130W que disipa un Pentium D porque se quemaria no solo la celda sino el cpu.

    Celda peltier con bloque RL:
    http://www.crazypc.com/products/93048K8.html

    y pues como ultimo solo queda el metodo de refrigerar la cara caliente de la celda, que puede ser con agua (otro sistema entero de refrigeracion solo para esto) o con ventilacion forzada con un disipador y un ventilador, pero...esta ultima siendo mucho mas inefectiva puesto que si la celda peltier esta "bombeando" 130W de calor del cpu de una cara hacia la otra, y esta trabajando en full carga electrica por ejemplo la de 226W, el metodo de disipacion en la cara caliente debe soportar un minimo de 130W+226W, nose esxactamente las formulas para caluclar eso pero lo pueden buscar en google seguramente saldra mucha informacion.

    Cuando uno hace las cuentas no solo en dinero sino en riesgo, comprar un buen sistema de refrigeracion liquida no parece tan costoso cierto?

    Suerte pues y experimenten mucho.
     
  16. CygnusX

    CygnusX Lanero reconocido

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    Yo creo que este tipo de soluciones en un principio si eran bastante riesgosas, por cualquier lado que se les evaluara.

    Es innegable que esta tecnología es una excelente solución para refrigerar. Hace poco me topé con este disipador que implementa esta tecnología y la lleva a niveles bastante interesantes (se nota que han superado algunas de las deficiencias, ya que la celda se puede alimentar desde la fuente de la PC =) )

    Mosoon II HSF

    La celda Peltier que usan es de 60 W, incorpora un sistema de Heatpipes, bastante masivo que asemeja a un Thypoon

    En el review del link anterior, usan un AMD 64 FX-53 (2.4 Ghz), cuya TDP es de 89 W.

    En este otro, lo usaron sobre un A64 3200+ (TDP: 67 W ), Athlon 64x2 4400+ (TDP: 110 W) y un Pentium 4 3.6 GHz (TDP: 115 W), con resultados bastante interesantes.

    Concuerdo contigo el gran problema implementar la celda en forma casera, es que debemos tener un amplio conocimiento de ellas, ya que sus características eléctricas las convierten en dispositivos bastante delicados y bastante demandantes de energía.
     
  17. Bjenkin

    Bjenkin Lanero novato

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    Yo ya habia preguntado hace mucho si alguien conocia estas placas pero nadie respondio.
    Estube a punto de ponerme a experimentar con ellas pero no lo hice.
    Una buena aplicacion que se me ocurre para estas placas es enfriar el agua de un sistema de watercooling ya que la parte fria no importa si condensa.
    Ahora... si se lo quiere poner sobre un procesador lo veo complicado y costoso.
     
  18. Carlo

    Carlo Lanero novato

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    Claro...ya existen dichos sistemas...

    http://www.crazypc.com/products/938200.html jajajaja misma pagina.

    pero comparada la masa del agua del enfriador vs la velocidad del fluido en el sistema seria el "problema" pero sigue siendo una solucion bastante costosa aun usandola asi.

    Haga nada mas la cuenta de cuanto consume su pc cuando lo mantienen encendido, pueden sacar la cuenta midiendo el amperaje que circula por el cable de poder a la fuente cuando el pc esta en uso. segun lo que yo he visto de mi experiencia (LAN.co2 y LAN.co3) Una torre de un gamer promedio consume entre unos 2 a 3 Amperios, dependiendo de la potencia de la celda por ejemplo las que yo poseo y use para el experimento (95W) en full capacidad usan hasta 10A, eso quiere decir que la celda consume mas energia que el CPU A643200 de 67W. aun siendo una celda de 60W es como tener el consumo de dos procesadores. Aunque no extrema la refrigeracion liquida sigue siendo una solucion mucho mas viable en esos sentidos.

    Ahora teniendo en cuenta los avances de los CPU (A64, Core 2 Duo) que reducen la velocidad y el voltaje para ahorrar energia, pues un buen disipador de aire es mucho mas que suficiente.

    suerte
     
  19. ratmayor

    ratmayor Lanero novato

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    Celdas Peltier

    Que tal, en www.electronica.com.ve tienen celdas pielter, a mi parecer a bajo costo, soy clientes habitual de esta pagina, la recomiendo:-p
     
  20. ChristopherCerc

    ChristopherCerc Lanero novato

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    Hey y una pregunta? que es lo que va en medio de la placa de cobre y el disipador??? es un aislante? las placas no se suponen que se peguen? y los cables? los dos son de cobre? que hay si uno es de aluminio o algo asi...

    Dejenme Decrles que esto esta muy bueno. me gusta mucho, y es muy interesante
     

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