Calentador / Enfriador de Latas Termoeléctrico Calentamiento vs Velocidad de Enfriamiento

Se necesita más energía para pasar de la temperatura ambiente a la temperatura de la bebida caliente que de la temperatura ambiente a la temperatura de la bebida fría, por lo que, dada la misma velocidad de transferencia térmica, calentar una bebida tardará más en comenzar.

Peltiers son cosas muy interesantes. La diferencia entre el rendimiento en el modo de calefacción y refrigeración probablemente tenga que ver con varios factores. Los peltiers tienen corrientes operativas óptimas bastante bien definidas.

A una corriente demasiado baja, las pérdidas de conducción térmica del peltier dominarán, determinadas por la conductividad térmica y el diferencial de temperatura junto con la convección, ya que es probable que la rejilla interior del peltier no esté aislada.

A una corriente demasiado alta, el calor que produce el peltier debido a las pérdidas de \ $ I ^ 2R \ $ a través de los pequeños cubos de bismuto dominará.

Utilizado como elemento de enfriamiento, un peltier es un dispositivo relativamente inferior en términos de eficiencia, pero se usa debido a la falta de partes móviles, factor de forma diminuto y versatilidad eléctrica.

Observe la forma en que funciona en modo de refrigeración. El calor se bombea fuera del lado frío del peltier y en el disipador de calor del lado caliente. Cuanto más fresco mantengas el lado caliente del peltier, mejor será tu eficiencia. Cuanto más caliente se calienta el disipador de calor, mayor será la diferencia entre su temperatura y el ambiente, y se liberará más calor en un volumen de aire determinado. Tenga en cuenta que todas las pérdidas en el sistema contribuirán a una mayor temperatura del disipador de calor. En este modo hay un gran valor para mover el aire a través del disipador de calor.

Utilizado como elemento calefactor, un peltier tiene la propiedad muy especial de ofrecer una eficiencia de calentamiento eléctrico superior al 100%. No tienes que pagar por todos los vatios de calor con vatios de electricidad, pero tiene que venir de algún lugar. Supongo que aquí es donde han ido haciendo que el dispositivo funcione más lento en el modo de calefacción. Evitan las pérdidas de eficiencia con el uso del ventilador (la diferencia de temperatura entre el disipador de calor y la temperatura ambiente será menor en el modo de calefacción que en el modo de refrigeración y todas las pérdidas térmicas en el sistema disminuirán la diferencia de temperatura y, por lo tanto, disminuirán la temperatura). Valor de uso del ventilador. Con un elemento de calentamiento resistivo agregado, usted podría cambiar la eficiencia para calentar el líquido más rápidamente.

Como pensamiento final, en el modo de calefacción, cuanto más frío esté el lado frío, mayor será la diferencia de temperatura sobre el peltier sin que el líquido dentro del dispositivo tenga que cambiar la temperatura. La capacidad de calentamiento total del peltier solo se limita a sus propias pérdidas más la energía térmica externa disponible. No son dispositivos increíblemente duraderos, están compuestos de cubos de cerámica dura y algo frágil y no son inmunes a las tensiones térmicas de los diferenciales que crean sobre ellos mismos. La corriente a la que funciona el dispositivo en modo de calefacción puede minimizar estas tensiones, y el uso de un calentador resistivo permitiría minimizar las tensiones al tener el calor que, de lo contrario, debe producirse por las pérdidas que podrían estar causando tensión en el peltier producido en otro lugar. Por otro lado, si el disipador térmico estuviera blindado, podría intentar conducirlo lo suficientemente por debajo del ambiente para hacer que valga la pena utilizar el ventilador para acelerar una parte de la secuencia de calentamiento con una eficiencia eléctrica aún mayor que el 100% a riesgo de Haciendo hincapié en el peltier. Si va a utilizar diferenciales de alta temperatura, una buena práctica es cortar ranuras parcialmente a través de las placas de cerámica en una rejilla para que si la placa se raja se agriete a lo largo de estas líneas. Las ranuras deben alinearse entre cubos de bismuto y, en la medida de lo posible, no cruzar las placas de cobre del lado que se está cortando.

  

Al comparar el rendimiento del frío frente al calor si su potencia de entrada no es la misma, los resultados no serán los mismos. Aislamiento y conductancia térmica o resistencia Rja también es muy importante para cada capa térmica. Entonces, sin sus especificaciones y resultados de diseño térmico y eléctrico, sus resultados son subóptimos y anormales.

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Los módulos de efecto Peltier PEM o las placas de refrigeración (PEC) son aproximadamente un 50% eficientes en la transferencia de calor, por lo que si aplica 40 vatios de calor de la entrada P = VI, obtendrá aproximadamente 20 vatios de efecto de enfriamiento.

Esto se debe a un efecto como EMF en motores donde el flujo de calor comienza y consume menos corriente, por lo que se requiere un 20% o más de voltaje para regular la constante P. Por lo tanto, un sensor de corriente por sí solo no es un indicador exacto de poder.

Los factores de diseño críticos son la resistencia térmica [‘C / W], la masa térmica del disipador de calor y las copas para el lado frío y caliente y la cantidad de pérdida de calor térmico fuera de los portavasos. Esto optimiza la transferencia de energía térmica al objetivo. Para lograr la máxima eficiencia, esta baja resistencia térmica debe ser como la CPU de ~ 0.1’C / W y nunca debe operarse sin un disipador de calor.

Si no hay una taza de líquido para absorber el calor para mejorar la transferencia de calor, se necesitan dos disipadores de calor y dos ventiladores de alta velocidad en ambos lados para crear el gran gradiente de temperatura.

Cuando se diseña correctamente, una diferencia de 50'C puede centrarse en torno a una temperatura ambiente de 23'C y, por lo tanto, alcanzar temperaturas bajo cero y temperaturas de bebida superiores a 50'C.

Sin embargo, la duración del tiempo para transferir esta potencia a los líquidos depende de la masa disponible para absorber la diferencia en cada lado.

  

Tenga en cuenta que si su lado caliente no se eleva tan rápido como el lado frío se reduce, su potencia de entrada no es la misma para cada condición o la resistencia térmica en los lados frío o caliente no es lo suficientemente baja.