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Masterclass electrodomésticos 3 de 3 - Contenido educativo
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Muy bien. Bueno, pues vamos a ver ahora cómo se utilizan, qué son y cómo se utilizan las células Pelletier para enfriar.
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Esto yo los vi por primera vez para cabas de vino pequeñas. Ya veremos que la capacidad de enfriamiento de estas células es limitado.
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pero que sepáis que este tipo luego veremos para qué se usan, pero se usan en diversas tecnologías, o sea, en diversos sistemas, ¿vale?
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Y se utilizan siempre para enfriar. Bien, lo que vamos a ver, vamos a definir qué es una célula Pelletier, cómo está construida por dentro, cómo funciona,
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cuáles son sus características
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y sobre todo vamos a ver el control y la electrónica asociada a esa célula Peltier
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y cómo puede funcionar y por supuesto las aplicaciones que tiene.
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Bien, lo primero que vamos a ver van a ser las ventajas que tiene una célula Peltier.
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Bien, una célula Pelletier es una célula, es un sistema, ¿cómo se dice? Semiconductor, o sea, está hecho con semiconductores, ¿vale? Es una plaquita que tiene dos capas aislantes, con lo cual, pues evidentemente no tiene partes móviles.
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Tiene una capacidad, aunque reducida, pero tiene una capacidad de bajar la temperatura, un transporte de calor que está controlado dependiendo de la corriente que recibe o no esta célula, su tamaño reducido.
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Evidentemente, no sé si habéis visto alguna vez una célula Peltier, pero son bastante pequeñas, lo cual hace que su peso no sea una limitación. Es decir, se utiliza en sitios donde se necesitan sistemas para refrigerar de una manera sencilla y que necesite pocas frigorías de refrigeración y donde, sobre todo, tengamos limitación de espacio.
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También es verdad que una de las capacidades más importantes es que puede alternar entre frío y calor, con lo cual nos permitiría, a lo mejor, diseñar un sistema de aire acondicionado con bomba de calor muy casero y pequeñito.
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¿Vale? Bien. ¿Cuáles son las desventajas de la célula Peltier? Pues básicamente las desventajas son que la capacidad de disipar calor es limitada. Es limitada, tiene un coeficiente de rendimiento muy bajo comparado con un sistema de compresión de vapor.
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Es decir, comparado con un frigorífico, pues su capacidad de bajar la temperatura es mucho menor. Suele usarse en sistemas donde el flujo de calor es mínimo y el mayor problema que tienen estas células es que no solo tienen que disipar o tienen que extraer el calor del ambiente, sino tienen que disipar su propio calor.
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Como dice aquí la fórmula, ¿vale? El calor extraído es igual al calor que produce en sí el chip más el calor que tenemos que extraer del sistema, ¿vale? Todo sistema tiene una energía interna, que es la que nosotros aportamos, y un calor que pasamos de un lado a otro, ¿de acuerdo? De menos a más o de más a menos.
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Bien. Básicamente, bueno, quería comentaros que, para que sepáis más o menos, esto se usa en sistemas médicos, se usa en sistemas aeroespaciales, se usa en refrigeradores de tamaño pequeño.
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Bueno, una de las cosas que tiene es que su capacidad de transportar el calor de un lado a otro es de unos cuantos de milivatios, o sea, de unos pequeños milivatios a cientos de vatios, pero siempre con una eficiencia pequeña.
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Bien, básicamente la célula Peltier está basada efectivamente en el efecto Peltier, pero ¿de dónde viene el efecto Peltier? Pues básicamente el efecto Peltier viene del efecto Siebeck.
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Si conocéis los termopares, un termopar que funciona a través del efecto Siebeck, lo que hace es que cuando tenemos la unión de dos materiales distintos, donde tenemos una parte fría y una caliente, que es donde aplicamos el calor, esto va a generar una tensión de milivoltios.
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a la salida que sería en esta parte cuando yo aplico calor en una de las partes
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con respecto a una parte fría se genera aquí una tensión de milivoltios
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que luego tenemos que amplificar para de alguna manera controlarla, medirla
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y exponerla en un display si es necesario cuando estamos hablando de un termopar.
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En el caso del efecto Peltier cuando aplicamos una tensión continua en esos terminales
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Lo que estamos produciendo, básicamente, es que se cree un circuito que permite el transporte continuo de calor entre los empalmes del conductor.
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¿De acuerdo? Es decir, hay una parte fría que se va, que, bueno, lo que hacemos es extraer calor hacia una parte caliente.
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La corriente se transporta a través de unos portadores de cargas, que ahora veremos cómo, y se produce siempre en la dirección del portador de carga.
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Hay que tener en cuenta que la corriente, como nosotros la conocemos, va de positivo a negativo, pero en realidad eso es una convención. Es decir, se acordó que se explicara así el sentido de la corriente, pero en realidad sabemos que los electrones van al revés, van de negativo a positivo.
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¿De acuerdo? Bien. Básicamente una célula Pelletier lo que hace es cuando, bueno, está formada por elementos semiconductores P y N de diferentes materiales, ¿vale?
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Y lo que hago es, en el caso de un tipo N, cuando yo aplico calor, o sea, perdón, cuando aplico una corriente continua, ¿vale? Lo que estoy haciendo es haciendo que el calor fluya de una parte de cobre hacia la otra parte de cobre porque es el flujo que van a tener los electrones.
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Acordaros que decíamos que era de negativo a positivo. ¿Vale? Cuando yo estoy actuando, en este caso, aquí produciríamos frío y cuando en el caso de un semiconductor tipo P, el flujo de huecos va a ir al revés. ¿Vale? Con lo cual, en esta parte voy a generar o voy a absorber calor y aquí voy a sacar el calor. ¿De acuerdo?
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Bien, cuando aplicamos corriente, lo que hacen los electrones es transportar ese calor como estamos viendo aquí, ¿de acuerdo? Tenemos una unión caliente y un conductor con una unión fría. Este sería lo que sería la célula Peltier y estos serían los dos conductores que conforman esa célula Peltier que vamos a ver ahora.
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Bien, ahí tenéis, tenemos una batería, como podéis ver aquí, tenemos una batería con la fuente de alimentación de corriente continua y vamos a alimentar un semiconductor tipo P y un semiconductor tipo N, ¿vale?
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Cuando yo aplico la tensión, en el tipo N la circulación va a ser hacia abajo
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y en el tipo P también va a ser hacia abajo.
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¿Por qué? Porque en el tipo N los electrones van a ir del menos al más
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y en el hueco va a ser al contrario, los huecos circulan en sentido contrario.
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Con lo cual, va al final la unión de un tipo P y un tipo N,
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lo que vamos a tener es una parte caliente y una parte fría.
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Como os decía antes, el problema de estas células Peltier es que necesitan refrigerar y necesitan refrigerar porque trabajan a corrientes relativamente altas.
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Entonces es muy importante. De hecho, en las primeras cabas de vino que yo vi que venían con células Peltier tenían un problema y era la disipación de ese calor.
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Y de hecho fallaban. Fallaban cuando llevaban cierto tiempo funcionando. Por ejemplo, lo que hablábamos antes. Si yo pongo una cava de vino en un sitio donde hace mucho calor, acordaros que al principio hemos dicho que la célula Peltier o el sistema Peltier en general tiene que disipar tanto el calor que genera él como el que hay en el ambiente.
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Con lo cual, si no está bien refrigerado o no tiene suficiente refrigeración, por un problema de diseño, vamos a llegar a un momento en que la célula no funciona. Incluso puede llegar a estropearse. ¿De acuerdo? Entonces, es muy importante tanto los cálculos de este refrigerador como la cantidad de flujo de aire que yo estoy imprimiendo a este refrigerador para disipar ese calor. ¿De acuerdo?
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Bien. Ahí tenéis una célula Peltier con sus semiconductores tipo P, tipo N. Ahora veremos, ¿vale? Por un lado tendremos el elemento a refrigerar que estará en contacto dependiendo de lo que queramos refrigerar.
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Es decir, si yo lo que quiero es sacar aire de una cavidad, lo que tendré que hacer será poner un ventilador que haga pasar el aire por este elemento, ¿vale? Por este lado de la célula Pelletier para que vaya recogiendo o cediendo ese calor y ese calor pueda ir directamente a la zona caliente donde iré sacando el calor a través del refrigerador o del disipador y apoyado con el ventilador.
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Bien. Ahora bien, ¿cuántos elementos N y cuántos elementos P puedo tener conectados? Pues fácil. Se pueden conectar o en serie o en paralelo. ¿Qué ocurre en paralelo? Pues que aumenta el transporte de calor y requerimos un voltaje muy pequeño.
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¿Qué ocurre si los conectamos en serie? Pues que disminuye su capacidad al producirse un cortocircuito térmico de la zona caliente a la zona fría, etc. Por eso normalmente siempre están conectados en paralelo en un número determinado.
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De hecho, normalmente, o lo normal, la configuración habitual suelen ser 254 elementos entre 12 y 16 voltios y fijaros, a 4 o 5 amperios, que yo creo que es una corriente bastante elevada y su configuración suele ser de este sistema.
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¿Veis? ¿De acuerdo? Este va a ser el lado frío y este va a ser el lado caliente, por donde tenemos que extraer todo ese calor que nos sobra o que no es deseable.
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Bien. ¿Cuál es el rendimiento de una célula Peltier? Bueno, pues el rendimiento de esas células va a depender de los lados fríos y calientes, es decir, de las temperaturas ambientes,
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de la conductividad eléctrica de los materiales, igual que decía antes, la resistencia térmica entre los materiales,
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por lo cual siempre vamos a usar esa pasta térmica que se usa para que el contacto entre refrigerador y dispositivo electrónico
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sea lo mejor posible para que esa energía calorífica que se está transmitiendo al refrigerador sea la máxima posible.
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Tened en cuenta que la refrigeración depende de la diferencia de temperatura y de la superficie. Con lo cual, cuanto más superficie tengamos para disipar y mayor sea el contacto entre la superficie disipadora y el dispositivo, mejor va a ser la disipación del calor.
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Hay que tener en cuenta que una unidad típica de frío, un compresor, un frigorífico, tienen un COP, que es el coeficiente de eficiencia energética,
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normalmente aproximadamente de 3, mientras que una célula Pelletier, y de ahí, por lo que decíamos antes, que su eficiencia era reducida,
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una célula Pelletier tiene un COP típico entre 0,3 y 0,7.
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Hay que tener en cuenta que en calor consume un kilovatio aproximadamente y solo provee 3,5 kilovatios
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O sea, por cada calor consumido provee kilovatio, consumido de potencia, provee 3,5 kilovatios de calor
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Sin embargo, en enfriamiento, pues remueve dos unidades de calor por cada unidad de energía consumida
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¿Vale?
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Eso sería un COP en refrigeración y un COP en calentamiento.
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Es decir, por cada unidad de energía, tantas energías de calor o de frío tenemos dependiendo de su COP.
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Sea mejor o peor.
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Como ya he dicho antes, el COP de las células Peltier está siempre por abajo de 1, entre 0,3 y 0,7.
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Bien, ahí tenéis una curva de refrigeración característica de una célula Peltier. Podéis fijaros que la diferencia de temperatura está en 10 grados, ¿vale? Aunque llega a su zona máxima, o sea, a su zona media más o menos, son 5 grados en unos 9 minutos.
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que este es otro problema que tienen las células Peltier
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y es que su tiempo de reacción
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es
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relativamente lento
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por ejemplo, aquí
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estáis viendo que para alcanzar
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con una corriente de 6,2 amperios
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que se estabiliza en 6 amperios
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pues hemos necesitado
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72 vatios, ¿de acuerdo?
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y hemos tardado en llegar
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a los 10 grados como 36
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minutos, con lo cual
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para mantener temperatura, o sea, es decir, yo meto una botella de vino a temperatura ambiente,
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pues ya sabemos que mínimo 30 minutos tarda en bajar la temperatura.
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Pero, ojo, estamos en 10 grados aproximadamente, en 10, en 12, 13, ¿vale?
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Entonces hay que tener cuidado con eso, ¿eh?
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Los sistemas de refrigeración con Peltier no son ni instantáneos ni son excesivamente rápidos, ¿de acuerdo?
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Al final, en modo calentamiento, fijaros que la temperatura, la diferencia o el delta de temperatura, ¿vale? El salto térmico es de 34 grados, ¿de acuerdo? Con respecto al inicio. Entonces, bueno, vemos que en calentamiento da mucho mejor rendimiento que en enfriamiento, ¿vale?
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Además, solo hemos usado 4,8 amperios con un consumo aproximado de unos 58 vatios y en 36 minutos.
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Con lo cual, vemos que el rendimiento en calentamiento es mucho mejor que el rendimiento en enfriamiento.
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Pero bueno, normalmente para calentar no se usan las células péptidas.
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Bien, he elegido esta célula porque este es el componente más, casi casi el que usa todo el mundo, ¿vale? Es el más común y además tiene un precio bastante, bastante bueno.
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Bueno, como veis está fabricado en material cerámico, ahora veremos más cosas. Está fabricado en material cerámico, tiene unos cables de 30 centímetros, con una temperatura en helado caliente de 50-57 grados, con un diferencial de temperatura entre 66 y 65, pero fijaros, una corriente máxima de 6,4 amperios, entre 12 y 16 voltios y una potencia nominal de 72 vatios, ¿vale?
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y una resistencia relativamente pequeña, ¿vale? De uno entre dos y dos, dos con treinta, con treinta.
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También es verdad que su tamaño es muy reducido, ¿vale? Son cuarenta por cuarenta por cuatro milímetros de grosor
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que al final tendríamos que unir varias células Peltier para conseguir, si queríamos, una temperatura más o menos aceptable
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como para hacer un sistema de refrigeración, pues eso, un aire acondicionado casero.
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Bien, aquí estamos viendo que, por ejemplo, en este sistema, pues podemos alcanzar una delta de temperatura máxima de 79 grados, ¿vale? Entre el lado fio y el lado calor, ¿de acuerdo? Con un voltaje entre 16 y 17 grados, pero el problema que tenemos es que necesitamos una fuente de alimentación capaz de suministrar 10 amperios, ¿vale?
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Con lo cual, ya se empieza a complicar la cosa, más que nada porque estamos trabajando con unas corrientes, para mí, excesivamente grandes.
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¿De acuerdo?
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Y la alimentación mínima de estos sistemas está en torno a 3 voltios.
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O sea, a partir de 3 voltios empezaría a funcionar, pero, ya veis, para una potencia máxima de 100-110 vatios, que yo creo que está bien, necesitamos tensiones entre 10-16 voltios y 10 amperios.
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Bien, vamos a ver un vídeo. No sé cómo andamos de hora. Bien, vamos a ver un momentito que os enseño un vídeo. Vale, vamos a ver una célula Peltier en refrigeración.
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Bienvenidos todos a este vídeo donde vamos a hablar un poco acerca de las celdas peltier o módulos peltier empleados en ciertos equipos de refrigeración.
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Estas celdas son sistemas totalmente eléctricos, los cuales aplicaron un voltaje o una corriente de tipo DC, una placa torna fría y la otra placa contraria de torna caliente.
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Para aprovechar estas características de temperatura, se le agrega o se le adiciona disipadores de calor para mejorar su rendimiento.
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El principio de funcionamiento de estos módulos está basado en tres efectos, el Peltier, Siebel y el efecto Thompson,
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de los cuales apenas en este video nos vamos a concentrar en el Peltier y en el Siebel.
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El efecto Siebel consta que cuando tenemos dos materiales diferentes
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y hacemos una unión de ellos y le aplicamos un calor
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se crea un diferencial de potencial entre los extremos de ambos
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o un voltaje
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Este es el principio utilizado para los famosos termocuplas o sensores de temperatura
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A medida que le colocamos calor
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pues esa variación de voltaje es convertida en un sensor de temperatura o un dato de temperatura.
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El efecto Peltier es un poco diferente.
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Cuando utilizamos semiconductores y hacemos pasar por ella una corriente,
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lo que dice el efecto Peltier es que se da un fenómeno inverso al cime.
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Entonces en este caso en la unión de los semiconductores
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Una junta se coloca fría y la otra junta se coloca caliente
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De modo que así podemos aprovechar esta condición de fría para obtener refrigeración
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La otra ventaja que tenemos es que si invertimos la polaridad
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Entonces el lado caliente se convierte en frío y el lado frío se convierte en caliente
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O sea que da el fenómeno inverso
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Entre las características de esta placa tenemos diferentes tamaños que van desde los 15 x 15 mm hasta los 62 x 62 mm teniendo en cuenta el largo, el lado, tenemos voltaje de aplicación de los 12 hasta los 36 voltios y potencia frigorífica que va desde los 6 hasta los 650 watts.
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para uno analizar las características de rendimiento de una placa Peltier
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pues tenemos que conocer ciertas variables que se dan entre ellas
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por ejemplo el T sub H para este caso
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significa la temperatura del lado caliente de la placa
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después del ambiente
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T sub C viene siendo con la temperatura del lado frío módulo
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el DT o es el diferencial de temperatura entre el lado caliente y el lado frío
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Uc, la capacidad de enfriamiento del lado frío de la placa
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y la corriente consumida por el módulo placa
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y U, en este caso, el voltaje aplicado a la placa en voltios
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recordemos que es un tipo de voltaje DC
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si queremos ver los rendimientos
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para obtener una placa
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pues los fabricantes nos entregan diversas gráficas
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en las cuales podemos sacar estos datos
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Por ejemplo, si tenemos, para nuestro caso vamos a obtener una temperatura de lado fijo de 0 grados.
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Por tanto, el diferencial en este caso vamos a utilizar de T sub h de 50 menos 0 grados nos da un diferencial de 50.
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¿Por qué colocamos un T sub h de 50?
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Estas gráficas están con base en una temperatura T sub h de 50.
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hay algunos que nos dan Tsh de 27
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pero para este caso vamos a utilizar
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la temperatura de Tsh de 50
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y la temperatura al lado frío está en 0°
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por tanto tenemos un diferencial de 50°
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que es el de T
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y es la temperatura de esta curva
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que está acá, azul oscuro
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y si vamos a aplicar un voltaje de 12 voltios
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vamos a obtener que el rendimiento de esa placa
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Está acá, está alrededor de los 75 watts o 256 BTU hora.
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Vemos algo que a medida que el diferencial es más grande, o sea que la temperatura del lado frío es más baja,
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la capacidad frigorífica de la placa va siendo mucho menor, muy semejante a cómo se comportan los compresores en refrigeración.
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Cuando disminuimos la temperatura de evaporación, su capacidad frigorífica también va disminuyendo.
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Si el diferencial es más corto, estamos hablando de diferenciales pequeños, alrededor de 10, 20, estamos observando que obtenemos fácilmente, a 12 voltios podemos obtener capacidades frigoríficas de alrededor de 200 watts.
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Bien, es muy importante analizar esta gráfica para obtener un rendimiento de la misma.
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Esta gráfica no la puede o no la debería suministrar el fabricante o en su página web probablemente encontremos las gráficas de esta célula Peltier. Voy a ver si la encuentro y os la enseño.
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veamos aquí, esta es una THC-1 de la compañía Thermomix, entonces veamos otro
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dato que podemos obtener aquí, entonces con el delta de T50 que tenemos acá, yo
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quiero y averiguar cuál es la ampera que voy a consumir, entonces observemos que para
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unos 75 watts que tenemos de capacidad frigorífica, aquí dibujamos las dos
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gráficas y resulta que concuerda en esta curva azul que viene siendo con el amperaje de 15 amperios
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entonces ya sabemos actualmente que tenemos unos 12 voltios y vamos a consumir 15 amperios de esa
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placa, un dato muy importante para que su rendimiento sea OP, entonces el COP podemos
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calcularlo de una manera muy sencilla que viene siendo la capacidad frigorífica entre la potencia
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consumida, que en este caso es el voltaje
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por la corriente, ya sabemos que nuestra potencia consumida es 75 watts
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nuestro voltaje es 12 y nuestra corriente es 15, por cálculo
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nos da un SOP de 0.41, vamos a comprobar ese valor
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en la gráfica del SOP que nos da el fabricante
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entonces vemos aquí que obteniendo un DDT de 50
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vemos la curva, y un voltaje de 12 nos da
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aproximadamente un SOP de ser mayor de 0.4 lo cual es concordante con el cálculo realizado
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entonces de aquí vamos a cambiar conclusiones uno que los COP o coeficiente de rendimiento son bajos
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frente a 0.4 0.6 0.8 y a medida que diferenciales siguen aumentando pues mucho más bajo veamos aquí
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que diferenciales 70 nos dan SOP de 0.1 lo cual concuerda que estos sistemas pues a medida que
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bajamos más la temperatura del lado frío esa capacidad va disminuyendo por esta razón estos
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sistemas hay que tener en cuenta que aquí su lado caliente hay que refrigerarlo porque si
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lo refrigeramos vamos a mantener o aumentar esa eficiencia del módulo veamos ciertas aplicaciones
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como por ejemplo este bebedor de agua en el cual tenemos agua fría agua caliente entonces
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el sistema realmente es muy simple tiene una tarjeta de control principal cuya función es
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a la larga es coger los 110 en este caso con frecuencia 60 hertz y trasladarlo a un sistema
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DC y también si tenemos un sistema para calentamiento de agua veamos este caso aquí
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tenemos el tanque aquí tenemos la celda peltier aquí tenemos el disipador del lado caliente que
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va pegado acá sobre esta superficie para poder refrigerar el lado caliente de la celda y hacer
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la que sea mucho más eficiente esto lo encontramos ya en ciertos bebederos de agua importante pues
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tener en cuenta el lado en cual vamos a ubicar la celda para hacer mantenimiento pues si nos
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equivocamos podemos calentar agua donde debemos enfriar y podemos tener ciertos problemas a la
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hora de entregar el producto o el sistema si nosotros queremos bajar más las temperaturas
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en las placas peter pues hay modo cascada como este caso una placa encima de la otra con lo
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cual podemos disminuir bastante la temperatura de la placa última pudiendo tener de diferenciales
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mucho mayores y temperaturas mucho mayores del lado frío esto a costa de deficiencia del sistema
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así que desde el punto de vista temperatura podemos tener las temperaturas de baja que
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nosotros queramos utilizando este sistema de cascada o multi multi capas que también
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le llaman son sistemas muy interesantes pero también con su bastante corriente
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aquí poseemos algunos equipos en los cuales ya utilizamos el de apertura la refrigeración
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sus sistemas portátiles ya tenemos neveras con conexión de 110 a 220 en los países que
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tenga 50 hertz tenemos sistema de nevera para vehículos bebederos de agua enfriadores de
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botellas o portátiles entonces está un sistema que realmente ya se está exponiendo bastante y
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no se extrañen de que lo vamos a encontrar en nuestra operación de mantenimiento como
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al final vamos a ver cuáles son sus ventajas y desventajas estas ventajas porque un sistema
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que podemos decir que es ecológico 100% pues no requeremos refrigerante no requeremos tubos ni
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accesorios medidas el sistema de control y potencia por realmente muy sencillo contar
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prácticamente de rectificador me convierte de puntaje hace votar ese sistema compactos y
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portátiles pueden ser alimentados con sistemas de energía renovable como solar eólica ya que
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nos dan los 12 voltios que nosotros necesitamos
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para alimentar las placas
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entre sus desventajas
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tenemos pues que todavía el alto costo
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de fabricación de estas celdas Peltier pues
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afecta realmente su comercialización
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el bajo rendimiento
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frigorífico de las celdas
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sobre todo cuando queremos llegar a bajas
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temperaturas y pues
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la alimentación de bajo voltaje 12
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y con altas corrientes
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que por lo general de estas celdas pueden
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pedir alrededor de fácilmente hasta de
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5, 6, 7 o 10
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amperios, lo cual siempre constituye
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una potencia apreciable a la hora
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de utilizar un sistema
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con peltier. Bueno, como veis
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se puede
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hacer un sistema casero
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para enfriar agua, para calentar
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agua, para enfriar
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botellas que sea portátil, bueno de hecho
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ya están inventados, pero que sepáis
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que con una célula peltier o varias
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células peltier se puede
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fabricar algo en casa con
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no excesiva
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electrónica, ¿de acuerdo? Bien, ahora vamos a ver un ejemplo de una electrónica de control para que veáis
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cómo funciona y cómo hace los cambios de frío a calor dependiendo de lo que necesitemos. Bien, vale, esta es una
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electrónica. Como veis, tenemos los relés, unas puertas lógicas, es un integrado evidentemente,
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que nos van a dar las señales necesarias para activar uno u otro de forma que se activen estos
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transistores y así poder hacer circular la corriente en un lado o en otro. La configuración
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de estas puertas, pues va a ser en el caso de frío-calor, perdón, en el caso de PWM va a ser 0 o 1
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y en el caso de frío-calor va a ser 0 o 1. Fijaros que aquí tenemos la señal de frío-calor y aquí tenemos
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la PWM Peltier, ¿de acuerdo? Bien. Como veis la electrónica no es que sea excesivamente compleja,
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Aquí tenemos la célula Peltier, tenemos un integrado con las puertas NAND y luego tenemos los relés de estado sólido, ¿de acuerdo? Y la alimentación de 12 voltios. Bien, esto sería cuando la célula Peltier no está alimentada, ¿de acuerdo? No tiene, da igual que seleccionemos frío o calor porque la célula Peltier está apagada, ¿de acuerdo?
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Está todo apagado, aquí tenemos un 1, aquí tenemos un 1, con lo cual esto se conecta y manda, en fin, tiene todo desconectado, ¿de acuerdo? Tiene los 4 transistores menos este, los tiene a off y, a ver, ¿de acuerdo? Bien.
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Bien, en este caso tenemos la puerta NAND que da paso a OP1, ¿vale? La salida está en alta y el OP2 lo tenemos abierto, este.
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esta se conecta a bajo nivel
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o sea se encuentra a bajo nivel
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y cierra OP4
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en este caso este
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cierra OP4
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y conecta el transistor
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Z4 que es este
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a tierra
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y además conecta este transistor
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con lo cual empieza a entrar
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tensión de 12 voltios
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por este circuito
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haciendo que se genere frío
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¿De acuerdo? Aquí tenemos un 1, aquí tenemos un 0
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¿Vale? Con lo cual este está en OFF, este está en OFF
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Y se activa, ¿de acuerdo?
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Deja pasar la corriente
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¿Vale? Y el efecto termoeléctrico entra por 1 y sale por 2
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Como lo estamos viendo aquí
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En este caso, ahora
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Seguimos teniendo la PELTIER encendida
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¿Vale? Y ahora lo que estamos haciendo es
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En la posición 1 de calor
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Ocurre exactamente lo contrario.
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Es decir, ahora tenemos este transistor cerrado, este transistor abierto, este transistor cerrado y este transistor abierto.
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Con lo cual, la polaridad a la célula Peltier ha cambiado.
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De forma que ahora estamos produciendo calor.
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por lo tanto tenemos por un lado la señal que activa el circuito por decirlo de alguna manera
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y la señal que nos indica si es frío o es calor
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por un lado ponemos en marcha el sistema y por otro lado ponemos en marcha el modo que nosotros queremos
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de frío o calor, como veis la electrónica es muy sencilla
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evidentemente aquí nos faltaría un componente para mandar estas señales
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que podrían ser interruptores, básicamente, y la alimentación de 12 voltios.
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Con lo cual, si alguno quisiera fabricarse un sistema en casa, pues la configuración sería muy sencilla.
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De hecho, estas puertas NAND se pueden sustituir por interruptores y utilizar transistores mecánicos o tal alimentados con 12 voltios,
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que a la vez van a alimentar 12 voltios a la célula Peltier y se acabó.
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Pero esto es todo lo que necesitamos para hacer funcionar una célula Peltier, tanto en frío como en calor, que nos serviría, por ejemplo, para el sistema que hemos visto antes de enfriamiento y calentamiento de un sistema de agua, por ejemplo.
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¿De acuerdo? Bueno, y así de sencillo es un sistema para enfriamiento peltier. No tiene más misterio. Son así de sencillos estos sistemas.
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Os repito que el gran problema de estos sistemas es que necesitan una ventilación adecuada, un aporte de flujo de aire conveniente para disipar ese calor que generamos, acordaros que era el calor que queremos disipar del ambiente más el que genera la propia célula péltea, con lo cual el sistema de ventilación es importantísimo.
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Luego ya depende de si queremos frío o calor, podemos dejar un sistema fijo para refrigerar el calor o tenemos que poner un sistema doble si queremos que la función de la célula Peltier sea en doble sentido una sola sólida.
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Hola Miguel Ángel, agradezco que me hayas explicado esto porque no sabía yo cómo funcionaba muy bien esto de las células Peltier. Tenemos algunas preguntas, ¿vale?
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Sí, déjame un momento solo que os voy a enseñar lo que os decía antes de las gráficas, ¿vale? Si yo cojo, por ejemplo, la que hemos visto, ¿veis? Aquí tenéis las gráficas donde podríamos calcular exactamente qué corriente necesitamos o qué corriente podemos aplicar para, pues eso, para tener un salto de temperatura de 30, 40, 50 grados con un TH de 25, etcétera, etcétera, ¿vale?
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A partir de aquí, nosotros podemos diseñar nuestro sistema para, dependiendo de la temperatura que queramos o del salto de temperatura que queramos, usar una corriente u otra. Adelante, era solo esto.
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Sí, lo que preguntaba un asistente, creo que sí, también es Eduardo. Los sistemas físicos, entiendo perfectamente su pregunta, los sistemas físicos muchas veces son bidireccionales.
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Se refiere a que si utilizamos un motor, pues también puede funcionar como generador, ¿vale? O un transformador puede transformar desde la tensión baja a una tensión alta y al revés. Adam pregunta, si ponemos una célula Peltier en cada lado un poco de frío y otro calor, ¿podríamos tener un generador de corriente?
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¿Podría trabajar de manera inversa? En vez de darle un paso de corriente, utilizar, dándole frío y calor, conseguir tener corriente en la célula.
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Bueno, al principio hemos dicho que, bueno, y en el vídeo hemos visto que hay tres efectos que se producen en las células Peltier.
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El efecto Peltier, el efecto Siebeck y el efecto Thomson, ¿de acuerdo?
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Como hemos visto, el efecto Siebeck, si yo lo que estoy haciendo en una célula Peltier es darle calor y frío,
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lo que pasa es que tendría que aplicar calor y frío a la vez para poder tener esa corriente.
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Ya, es como yo creo que lo que pregunta y por eso que lo que pregunta pues como muchas veces pasa también pues la dinamo de la bicicleta de siempre, ¿no? Que si la ponemos en la bicicleta utilizábamos que generara esa pequeña electricidad para encender la luz de la bombilla de la bicicleta, pero si la sacamos de ahí y le ponemos una pila pues se mueve la dinamo, ¿vale?
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en principio era la pregunta
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de Eduardo, va por ese camino
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si tú vas a poner frío y calor
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en un extremo y en otro, va a haber una
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circulación de corriente
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teóricamente, basándonos en
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el funcionamiento teórico de la
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Peltier, se puede hacer
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yo nunca lo he hecho
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nunca lo he hecho porque para eso tengo un termopar
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pero
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a la hora de generar
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a la hora de generar tensión
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o sea, generar energía
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entiendo que habría que aplicar tanto un lado frío como un lado caliente ok deja de compartir
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pantalla me dejas compartir a mi momento en el momento ya lo tienes ya veis la pantalla
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vale bueno en este en este punto de la masterclass en primer lugar yo como moderador os agradezco
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cómo se llama la asistencia y lo único que pasamos ahora, Enrique, por lo que veo no hay más preguntas, ¿vale? Pasamos a invitar a Elizabeth, que ha estado pendiente en toda la Masterclass, porque la ha visto por ahí que siempre ha estado conectada, y a que nos, pues bueno, pues a que nos comente cómo, qué opina de estas, de las cocinas de inducción y de la refrigeración con células Peltier
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y si tiene alguna pregunta o no.
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Pues opinar, opino poco porque habláis de conceptos muy técnicos para mí.
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Sí es verdad que yo utilizo la inducción desde hace mucho tiempo
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y cuando utilizo una vitrocerámica normal me desespero por la lentitud,
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pero hasta ahí poco más.
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Yo no puedo opinar mucho más a nivel técnico.
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A nivel usuario quizás sí.
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En cuanto al desarrollo de la clase me ha parecido una maravilla, creo que ha habido una fluidez muy buena, una participación buena también, en fin, ya nos lo dirán los asistentes cuando por favor, por favor, rellenen el cuestionario.
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y nada, simplemente agradeceros tanto a ti Pablo por estar ahí moderando
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como por supuesto a Miguel Ángel que ha sido un placer, por supuesto a los asistentes
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muchísimas gracias por vuestra atención y bueno, pues simplemente invitaros a que estéis pendientes
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de nuestra página web porque publicaremos en los próximos días los vídeos
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tanto de esta como de las otras dos masterclass para que cualquier persona las pueda consultar.
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Así que por mi parte nada más, de nuevo muchas gracias y nos vemos pronto.
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- Subido por:
- Cf electricidad-electronicayaeronautica
- Licencia:
- Reconocimiento
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- Fecha:
- 20 de febrero de 2021 - 11:38
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- CF CENTRO DE FORMACIÓN EN ELECTRICIDAD, ELECTRÓNICA Y AERONAÚTICA
- Duración:
- 42′ 32″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1280x720 píxeles
- Tamaño:
- 1.03