i misteri delle celle peltier

[xenom]

un titolo mistico, ma in realtà mi girano le palle. ho comprato due celle peltier dalla cina, per fare vari esperimenti (ormai mi conoscete ). le ho messe in serie... dissipatore enorme (di alluminio però), pasta termica, coldplate isolato termicamente con del plaxyglass dalle viti che lo tengono fisso al dissipatore. area utile del coldplate: 9 cm^2...
termometro digitale, isolamento in polistirolo, alcol come mezzo di scambio termico tra la sonda e il coldplate.

risultato: -30°C massimi ottenuti.. ma stiamo scherzando?
non volevo arrivare a temperature criogeniche ma il deltaT teorico di questa configurazione dovrebbe essere 120°C lol...
i -30°C tra l'altro li ho ottenuti con il dissipatore a -18°C (messo in freezer).

le due tec sono una da 60W Qmax e l'altra da 40W Qmax, quella da 40W è alimentata a 5V, l'altra invece è ovviamente a manetta...

[hibone]

Originariamente inviato da xenom

un titolo mistico, ma in realtà mi girano le palle. ho comprato due celle peltier dalla cina, per fare vari esperimenti (ormai mi conoscete ). le ho messe in serie... dissipatore enorme (di alluminio però), pasta termica, coldplate isolato termicamente con del plaxyglass dalle viti che lo tengono fisso al dissipatore. area utile del coldplate: 9 cm^2...
termometro digitale, isolamento in polistirolo, alcol come mezzo di scambio termico tra la sonda e il coldplate.

risultato: -30°C massimi ottenuti.. ma stiamo scherzando?
non volevo arrivare a temperature criogeniche ma il deltaT teorico di questa configurazione dovrebbe essere 120°C lol...
i -30°C tra l'altro li ho ottenuti con il dissipatore a -18°C (messo in freezer).

le due tec sono una da 60W Qmax e l'altra da 40W Qmax, quella da 40W è alimentata a 5V, l'altra invece è ovviamente a manetta...

Non è molto chiaro quel che stai cercando di fare e come.

soprattutto il delta T teorico dice poco se non vengono considerate le condizioni ottimali operative delle due celle.

puoi postare i datasheet delle due celle? grassie.

[xenom]

Originariamente inviato da hibone

Non è molto chiaro quel che stai cercando di fare e come.

soprattutto il delta T teorico dice poco se non vengono considerate le condizioni ottimali operative delle due celle.

puoi postare i datasheet delle due celle? grassie.

il perché... ehm non c'è uno scopo, è uno dei miei esperimenti fini a se stessi, volevo vedere che temperatura effettiva riuscivo a raggiungere con due celle in serie. speravo di poter arrivare almeno a -50°C.

il deltaT delle celle è di circa 70°C in condizioni di perfetto scambio termico, lato caldo a 25°C e soprattutto nessun assorbimento di calore dal lato freddo.
queste condizioni sono grosso modo state rispettate, chiaro che non avrò mai una conducibilità perfetta tra hot side e dissipatore e isolamento totale del lato freddo.. ma vabbé.
i datasheet:

http://www.hebeiltd.com.cn/peltier.d...TEC1-12706.pdf

http://www.hebeiltd.com.cn/peltier.d...TEC1-12705.pdf

penso che il problema sia che termodinamicamente funzionano meglio ad alte temperature, ed elettricamente alle basse. in poche parole le peltier fanno schifo
già si sapeva, almeno questo esperimento lo conferma

[hibone]

Originariamente inviato da xenom

volevo vedere che temperatura effettiva riuscivo a raggiungere con due celle in serie. speravo di poter arrivare almeno a -50°C.

ci mancherebbe non è che sia necessaria una ragione di qualche tipo, era giusto per capire che cosa intendevi realizzare, tanto per inquadrare meglio la situazione.

da quello che ho capito hai messo le due peltier in cascata, cioè il dissipatore raffredda una peltier, che a sua volta raffredda una seconda peltier, ed hai usato un coldplate per chiudere il sandwitch e tenere sul posto le peltier.

il deltaT delle celle è di circa 70°C in condizioni di perfetto scambio termico, lato caldo a 25°C e soprattutto nessun assorbimento di calore dal lato freddo.
queste condizioni sono grosso modo state rispettate, chiaro che non avrò mai una conducibilità perfetta tra hot side e dissipatore e isolamento totale del lato freddo.. ma vabbé.

i datasheet:

http://www.hebeiltd.com.cn/peltier.d...TEC1-12706.pdf

http://www.hebeiltd.com.cn/peltier.d...TEC1-12705.pdf

penso che il problema sia che termodinamicamente funzionano meglio ad alte temperature, ed elettricamente alle basse. in poche parole le peltier fanno schifo
già si sapeva, almeno questo esperimento lo conferma

Se non ho frainteso quello che hai fatto, hai la prima peltier che sottrae calore al coldplate+alcool+sonda, e la seconda peltier che sottrae calore alla prima cedendolo al dissipatore.

Trascuro il transitorio in cui la sonda e il sistema alcool+coldplate+sonda hanno temperatura maggiore di quella a regime.

A regime hai temperatura di -30 °C, dato che la temperatura è costante il calore assorbito dall'ambiente è pari a quello ceduto alla peltier, una quantità ignota X. La peltier, è alimentata a 5V assorbe 1.3A circa.

la quantità di calore spostata dalla prima peltier è compresa tra 0 e 14 watt e il dT è compreso tra 0 e 25 °C

Più ci sono circa 6.5 watt prodotti dall'assorbimento di corrente. La seconda peltier deve trasferire tra i 6 e i 20 watt circa, e lavorando a pieno regime assorbe circa 84 watt, per cui deve erogare 90.5+X watt...

In quel caso la prima peltier dovrebbe garantire almeno un 60 °C di delta T.

Ha verificato se la tensione ai capi delle peltier è corretta?

Non conosco le peltier, ed in particolare non conosco le derive di queste ultime al variare della temperatura e della pressione esercitata sulle stesse.

Io sarei per l'idea di eliminare l'alcool ed usare un paio di coldplate di rame in cui fare un foro e infilare una termocoppia, in questo modo valuterei il delta T effettivo di ciascuna peltier sia a temperatura ambiente che in freezer, inoltre valuterei il reale funzionamento di ciascuna utilizzando un resistore corazzato da 5/10 watt.

Escluso un difetto delle peltier, verificata la planarità dei coldplate, si potrebbe assemblare il tutto verificando che la pasta termica sia minima, usando delle molle ( quelle delle bic per intenderci ) tra vite e coldplate, tanto per evitare problemi di contatto.

Cercando in letteratura, alcuni problemi di decadimento di prestazioni, se non ho frainteso, compaiono a -160 °C, per cui non dovrebbe essere il tuo caso.

[xenom]

Originariamente inviato da hibone

ci mancherebbe non è che sia necessaria una ragione di qualche tipo, era giusto per capire che cosa intendevi realizzare, tanto per inquadrare meglio la situazione.

da quello che ho capito hai messo le due peltier in cascata, cioè il dissipatore raffredda una peltier, che a sua volta raffredda una seconda peltier, ed hai usato un coldplate per chiudere il sandwitch e tenere sul posto le peltier.




Se non ho frainteso quello che hai fatto, hai la prima peltier che sottrae calore al coldplate+alcool+sonda, e la seconda peltier che sottrae calore alla prima cedendolo al dissipatore.

Trascuro il transitorio in cui la sonda e il sistema alcool+coldplate+sonda hanno temperatura maggiore di quella a regime.

A regime hai temperatura di -30 °C, dato che la temperatura è costante il calore assorbito dall'ambiente è pari a quello ceduto alla peltier, una quantità ignota X. La peltier, è alimentata a 5V assorbe 1.3A circa.

la quantità di calore spostata dalla prima peltier è compresa tra 0 e 14 watt e il dT è compreso tra 0 e 25 °C

Più ci sono circa 6.5 watt prodotti dall'assorbimento di corrente. La seconda peltier deve trasferire tra i 6 e i 20 watt circa, e lavorando a pieno regime assorbe circa 84 watt, per cui deve erogare 90.5+X watt...

In quel caso la prima peltier dovrebbe garantire almeno un 60 °C di delta T.

Ha verificato se la tensione ai capi delle peltier è corretta?

Non conosco le peltier, ed in particolare non conosco le derive di queste ultime al variare della temperatura e della pressione esercitata sulle stesse.

Io sarei per l'idea di eliminare l'alcool ed usare un paio di coldplate di rame in cui fare un foro e infilare una termocoppia, in questo modo valuterei il delta T effettivo di ciascuna peltier sia a temperatura ambiente che in freezer, inoltre valuterei il reale funzionamento di ciascuna utilizzando un resistore corazzato da 5/10 watt.

Escluso un difetto delle peltier, verificata la planarità dei coldplate, si potrebbe assemblare il tutto verificando che la pasta termica sia minima, usando delle molle ( quelle delle bic per intenderci ) tra vite e coldplate, tanto per evitare problemi di contatto.

Cercando in letteratura, alcuni problemi di decadimento di prestazioni, se non ho frainteso, compaiono a -160 °C, per cui non dovrebbe essere il tuo caso.

grazie hibone per i chiarimenti

[jacoscar]

scusate se mi intrometto, si può alimentare una cella di peltier ad un voltaggio più alto di quello nominale? in pratica vorrei collegare il frigo portatile che funziona a 12v ad un alimentatore da pc che spara minimo 15v (regolabile fino a 24)

[xenom]

Originariamente inviato da jacoscar

scusate se mi intrometto, si può alimentare una cella di peltier ad un voltaggio più alto di quello nominale? in pratica vorrei collegare il frigo portatile che funziona a 12v ad un alimentatore da pc che spara minimo 15v (regolabile fino a 24)

le tec solitamente arrivano a 14-15V a seconda del modello. E' rischioso alimentarle a 15, devi verificare che la corrente non ecceda quella massima.. cerca il datasheet della TEC..

probabilmente a 15V funziona ma è spinta al massimo, io non rischierei comunque, anche perché scalda di più e bisogna vedere se il dissipatore è dimensionato bene...