Avaliação experimental de um sistema termoelétrico para refrigeração e aquecimento
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Data
2021-06
Autores
Orientador
Hermany, Lober
Banca
Lagemann, Carlos Henrique
Gonzatti, Sônia Elisa Marchi
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Editor
Resumo
Com a descoberta dos efeitos termoelétricos, observou-se a geração ou absorção de calor reversível simultaneamente a um gradiente de temperatura e a uma corrente elétrica, onde buscou-se desenvolver materiais semicondutores com maior capacidade de conversão termoelétrica. A simplicidade construtiva do módulo é uma das suas maiores vantagens, entretanto, o sistema apresenta uma eficiência baixa em relação aos sistemas convencionais de refrigeração. Assim sendo, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um protótipo de um sistema de refrigeração e aquecimento de um fluido condutor térmico, através da utilização de módulos termoelétricos, baseando-se no efeitos Peltier. O protótipo desenvolvido opera pela configuração líquido para líquido, utilizando-se de um sistema de condicionador de ar comercial, que teve o sistema de compressor substituído pelo sistema termoelétrico. Os módulos termoelétricos foram testados, analisando seu comportamento térmico em relação à tensão de alimentação. O funcionamento e comportamento do protótipo foi avaliado a partir de cinco testes, alterando-se apenas os sistemas de bombeamento do fluido e acionamento dos ventiladores. Com os resultados obtidos identificou-se o comportamento térmico do sistema. As análises mostraram que o sistema apresenta uma baixa capacidade de refrigeração e aquecimento.
With the discovery of thermoelectric effects, it was observed the generation or absorption of reversible heat simultaneously to a temperature gradient and an electric current, where it was sought to develop semiconductor materials with greater capacity for thermoelectric conversion. The constructive simplicity of the module is one of its greatest advantages, however, the system presents a low efficiency compared to conventional cooling systems. Therefore, the present work aims to develop a prototype of a system for cooling and heating a thermally conductive fluid, through the use of thermoelectric modules, based on the Peltier effect. The developed prototype operates by the liquid-to-liquid configuration, using a commercial air conditioning system, which had the compressor system replaced by the thermoelectric system. The thermoelectric modules were tested, analyzing their thermal behavior in relation to the supply voltage. The operation and behavior of the prototype was evaluated from five tests, changing only the fluid pumping and the fan drive systems. With the results obtained the thermal behavior of the system was identified. The analyses showed that the system presents a low cooling and heating capacity.
With the discovery of thermoelectric effects, it was observed the generation or absorption of reversible heat simultaneously to a temperature gradient and an electric current, where it was sought to develop semiconductor materials with greater capacity for thermoelectric conversion. The constructive simplicity of the module is one of its greatest advantages, however, the system presents a low efficiency compared to conventional cooling systems. Therefore, the present work aims to develop a prototype of a system for cooling and heating a thermally conductive fluid, through the use of thermoelectric modules, based on the Peltier effect. The developed prototype operates by the liquid-to-liquid configuration, using a commercial air conditioning system, which had the compressor system replaced by the thermoelectric system. The thermoelectric modules were tested, analyzing their thermal behavior in relation to the supply voltage. The operation and behavior of the prototype was evaluated from five tests, changing only the fluid pumping and the fan drive systems. With the results obtained the thermal behavior of the system was identified. The analyses showed that the system presents a low cooling and heating capacity.
Descrição
Palavras-chave
Efeito Peltier; Efeito termoelétrico; Refrigeração e aquecimento termoelétrico; Módulos termoelétricos; Peltier effect; Thermoelectric effect; Thermoelectric heating and cooling; Thermoelectric modules
Citação
FRANZON, Vinícius. Avaliação experimental de um sistema termoelétrico para refrigeração e aquecimento. 2021. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 08 jul. 2021. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/3229.