Informe Aire Acondicionado Utilizando Celdas Peltier PDF

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Informe de la creación un prototipo que genera aire acondicionado utilizando celdas peltier, paso a paso y que materiales se llevo a cabo....

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FÍSICA 2 - LABORATORIO

SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO UTILIZANDO CELDAS PELTIER

RESUMEN

En esta fase del proyecto, explicaremos como desarrollaremos el aire acondicionado a base de celdas Peltier y poniendo en práctica diversos temas de la Termodinámica. Para fabricar el aire acondicionado nos guiamos por un video, en el cual se indican los materiales para su elaboración: celdas Peltier, disipadores de aire, coolers, empalmes, pegamento epoxi, pasta térmica y una fuente conmutada de 12v 50A. Debemos considerar que al utilizar celdas Peltier, se consumen alrededor de 6A por celda, por lo cual, optamos por utilizar una fuente de 50A ya que así tendremos el respaldo suficiente y podremos trabajar de forma eficiente. Seguimos paso a paso lo indicado por el video para ir elaborando el aire acondicionado. Es muy importante observar el video y entender el propósito de cada elemento. Finalmente, gracias a el avance realizado, podremos identificar y comprobar el funcionamiento de las celdas y su impacto en este tipo de sistema.

PALABRAS variaciones.

CLAVE:

termodinámica,

Peltier,

coolers,

disipadores,

temperatura,

ABSTRACT

In this second phase of the project, we will explain how we will develop the air conditioning based on Peltier cells and put into practice various topics of Thermodynamics. To manufacture the air conditioning, we are guided by a video, in which the materials for its preparation are indicated: Peltier cells, air sinks, refrigerators, joints, epoxy glue, thermal paste and a switched source of 12v 50A. 1

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Keep in mind that they will use Peltier cells, they consume around 6A per cell, so we choose to use a 50A source and so we will have sufficient support and we can work efficiently. We continue step by step as indicated by the video to develop the air conditioning. It is very important to watch the video and understand the purpose of each element. Finally, thanks to the progress made, we can identify and evaluate the operation of the cells and their impact on this type of system.

KEY WORDS: thermodynamics, Peltier, refrigerators, heatsinks, temperature, variations.

1. INTRODUCCIÓN Se está elaborando un aire acondicionado, usando como elemento base las celdas Peltier para obtener un producto mucho más económico y accesible para todos. Con este sistema podremos saber como actúan este tipo de celdas y la forma en la que transforman el calor en frío, para eso nos ayudaremos con nuestro conocimiento en termodinámica. La termodinámica es muy importante en nuestras carreras, ya que influirá mucho en lo que a estructuras y mecanismos se refiere, específicamente en el material con el que fueron hechos. Los temas que aplicaremos en este proyecto serán los relacionado a la termodinámica, específicamente enfocaremos el proyecto en el Calor y el Efecto Termoeléctrico. Nos tomamos de 3 a 5 horas al día en las reuniones grupales en casa de uno de los integrantes, para debatir sobre las dudas e incógnitas que surjan a medida que realizábamos el proyecto. Gracias al avance logrado, pudimos identificar la importancia de las celdas Peltier en el desarrollo de sistemas de refrigeración y comprendimos mejor los temas que estudiamos previamente.

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2. MATERIALES Y MÉTODOS:

2.1 MATERIALES

DISPENSADOR CALOR

DE

Este dispensador como se puede observar es gigante para entrar en el sistema, por lo cual, lo cortaremos en pedazos de 8cm x 8.6cm.

CELDAS PELTIER El elemento fundamental del sistema de aire acondicionado, sus medidas son 4cm x 4cm x 0.4cm

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VENTILADORES COOLERS

O

Servirán para atraer el aire caliente y expulsar el aire frío.

PEGAMENTO EPÓXICO SOLDIMIX Este pegamento servirá para pegar los coolers a los disipadores.

PASTA TÉRMICA La pasta nos servirá para adherir las celdas Peltier a los disipadores de calor. Y permitirá que la temperatura se transfiera sin mucha variación.

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FUENTE CONMUTADA 12V 50A Esta fuente, permitirá que las celdas Peltier funcionen eficientemente, compré una de 50A puesto que, cada celda Peltier consume un aproximado de 6A y decidí que para trabajar con un respaldo una de 50 sería eficiente.

PARTE EXTERIOR DEL SISTEMA:

PARTE INTERIOR DEL SISTEMA:

ELEMENTOS EN GENERAL:

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2.2 MÉTODOS a) CAMBIO DE TEMPERATURA: En este aspecto de la toma de datos, utilizamos el siguiente sensor para que sea la herramienta base y nos ayude posteriormente en el programa Logger Pro:

Después conectamos el termómetro al sensor y posteriormente insertamos el sistema dentro de una caja de tecnopor. Posteriormente iniciamos la medición de la temperatura del ambiente la cual resultó ser de (25.8°), al tener este dato como su inicial, encendimos el sistema de aire acondicionado por un período de 3 minutos, observamos que en pequeños intervalos decrecientes la temperatura iba bajando y por 6

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lo tanto el espacio dentro de la caja, se iba enfriando cada vez más. Pasados los 3 minutos de prueba la nueva temperatura dentro de la caja pasó a ser de (24.4°).

b) MULTÍMETRO PARA VOLTAJE Y CONSUMO DE LAS CELDAS PELTIER

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Voltaje: Obtuvimos un voltaje de 12v en general, una cantidad relativamente lógica para el sistema.

Consumo de las Celdas Peltier: Considerando que el Sistema trabaja con 4 celdas, obtuvimos que la cantidad de Amperios consumidos mientras el sistema está trabajando es de 6A, por lo tanto; de manera promedio una celda trabaja con 1.5A. 8

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3. DISCUSIÓN: Gracias a la toma de datos, realizada en el Laboratorio de Física 2, pudimos entender un poco más acerca del correcto funcionamiento del aire acondicionado. Sin embargo para llegar a este punto, tuvimos diversos contratiempos y limitaciones, las cuales nos retrasaron mucho en la elaboración del proyecto. Si bien el proyecto funciona correctamente, el docente de turno nos recomendó que cambiemos los cables provisionales que colocamos de las fichas de empalme hacia la fuente, aclarando que el cambio de esos cables es por la poca resistencia que tienen ante un cable de cobre como tal. También sugirió que le coloquemos interruptores, para que podamos ver el trabajo independiente de cada elemento del sistema de aire acondicionado, esto para evitar la constante conexión y desconexión general del mismo.

4. CONCLUSIONES:

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

Hasta la fecha se elaboró el sistema de aire acondicionado a base de celdas Peltier, en un 85%, esto debido a que consideraremos las sugerencias y recomendaciones del docente para mejorar su eficiencia aún más.



Utilizamos correctamente los distintos sensores y herramientas de medición tales como termómetro y multímetro gracias al apoyo constante del docente encargado.



Ejercimos un buen uso del programa Logger Pro al momento de calcular la variación de temperatura dentro de la caja de tecnopor, para que nos sirva como dato y poder elaborar la gráfica con la respectiva variación.



Gracias a la ejecución y elaboración del proyecto, comprendimos el funcionamiento de la celda Peltier y el impacto que tienen al realizar un aire acondicionado con bajo presupuesto, asimismo comprendimos de forma parcial los temas relacionado a la variación de temperatura y calor.

5. AGRADECIMIENTOS: El presente proyecto de investigación fue realizado bajo la supervisión de nuestro docente, a quien le expresamos nuestro más profundo agradecimiento, por hacer posible la realización de este trabajo. Además, de agradecer su paciencia, tiempo y dedicación para que este proyecto pueda concluir de manera satisfactoria. Queremos agradecer también a la Universidad por proporcionar el espacio y condiciones necesarias para el desenvolvimiento de los experimentos que ayudaron a culminar el presente trabajo. Agradecemos también a todos nuestros amigos que, de alguna forma, ayudaron a concluir este trabajo. A nuestras familias por el apoyo moral e incentivo en los momentos difíciles. Aquellos que no cité y que hicieron parte, directa o indirectamente, de esta parte de mi vida.

¡¡MUCHAS GRACIAS

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6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Título/Dirección web/ Otros http://www.mundodigital.net/que-es-el-efecto-peltier/

Autor(es) Mundo Digital, 2015, accesado el 02 de octubre del 2019, http://www.mundodigital.ne t/que-es-el-efecto-peltier/

http://descargas.cetronic.es/EstudioPeltier.pdf

Blancarte Lizárraga, Wilfredo, “Instrumentación para el control de procesos industriales”, México, ITESO, 2001

https://revistas.uniminuto.edu/index.php/Inventum/article/vi ew/1502

Rubio R. Cristian, Martheyn L. Guillermo, Vera D. Emilio, “Termoelectricidad: uso de las celdas peltier en el campo de la refrigeración y sus principales aplicaciones”, Inv2ntum, Vol 12, (Enero – Julio 2017)

https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/443307 74/extenso0207091.pdf?response-content-disposition=inline %3B%20filename %3DCeldas_Peltier_Una_alternativa_para_sist.pdf&X-AmzAlgorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-AmzCredential=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A%2F20191114%2Fuseast-1%2Fs3%2Faws4_request&X-AmzDate=20191114T043401Z&X-Amz-Expires=3600&X-AmzSignedHeaders=host&X-AmzSignature=710dc4c7e576cffa5c0521c7d59522ac2ad868c8ce8 95139336f83899a00675e

Sandoval A., Espinosa E., Barahona J., “Celdas Peltier: una alternativa para sistemas de enfriamiento con base en semiconductor”, Vol 1, (Julio 2012)

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