Celletta Peltier come abbattitore

[valeg96]

Tempo fa ho assemblato insieme a mio padre (lo ammetto, l'elettronica non è il mio forte) un mini-abbattitore a cella Peltier per raffreddare velocemente un becher da 100mL. Poiché è un progetto già completato posso solo mostravi il risultato.

In realtà la parte difficile è stata isolare il più possibile la parte più fredda, in quanto per il funzionamento è solo necessario un alimentatore fisso in continua a 12V.

I materiali necessari sono:

• Cella Peltier;
  
• Una o due ventole possibilmente uguali;
  
• Dissipatore di alluminio (nel mio caso ho utilizzato un dissipatore per diodi ad alto voltaggio, vedi immagine);
  
• Gomma o spugna plastica isolante (nel mio caso uno di quei mattoncini di spugna per palestra Domyos);
  
• Alimentatore fisso 12V;
  
• Pasta termoconduttiva al silicone;
  
• Tappo di thermos o contenitore di alluminio;
  
• Becher da 100mL ricoperto di carta di alluminio;
  
• Plexiglass, cilindretti filettati e bulloni.
  

Questi materiali dipendono dalla forma del dissipatore, nel mio caso mi sono servite anche:

• Fascette varie;
  
• Spessore di alluminio;
  
• Tondini di alluminio e clip metalliche a pressione;
  
• Foglio di sughero.
  

Questo aggeggio riesce a congelare completamente un becher pieno di acqua in circa 15 minuti (credo raggiunga -8), quindi è l'ideale per piccole reazioni esotermiche che richiedono temperature basse. Il becher è borosilicato cinese, ho scelto quello perché fra tutti gli altri (simax e pyrex vari) era l'unico che entrava perfettamente nel tappo di alluminio. L'importante è riempire qualsiasi spazio, anche infilare un foglio di alluminio è sempre meglio di lasciare aria che circola. La schiuma o gomma viola isolante è stata tagliata con un filo di costantana rovente fissato appositamente, nello stesso modo con il quale si taglia il polistirolo, molto più preciso però.
Il procedimento è stato parecchiello lungo ma dalle foto si dovrebbe intuire. Se avete dubbi su qualcosa chiedete e vi sarà dato

La cella completa

L'alimentatore

Sopra, chiusa

Sopra, aperta e senza il becher

Becher normale e ricoperto di alluminio

Esempio di dissipatore usato, il mio è molto più grande e leggermente diverso.

Tutti i pezzi

[Igor]

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[valeg96]

Potresti indicare che modelli è la cella Peltier che hai usato ?
Io ho una TEC1-12706, ma non è molto performante.

Ehm, era una cella trovata in casa, papà non sapeva neanche da dove provenisse, probabilmente un frighetto portatile anni '70 ma non credo ti sia di grande aiuto...

[valeg96]

Il nome della cella dovrebbe essere stampato su una delle 2 facce, però non so se puoi estrarre la cella...

Abbiamo controllato prima di metterla dentro ma non c'era nulla. E poi se la tolgo adesso devo rimettere una montagna di pasta termoconduttiva e pulire tutto. Purtroppo su questo non posso aiutarti

[arkypita]

Complimenti, è proprio una bella realizzazione!
Unico appunto, avrei evitato di fissare l'alimentatore alla struttura e l'avrei lasciato esterno. L'alimentatore scalda, e questo influisce sull'efficienza del sistema (magari molto poco, ma influisce).

[valeg96]

Complimenti, è proprio una bella realizzazione!
Unico appunto, avrei evitato di fissare l'alimentatore alla struttura e l'avrei lasciato esterno. L'alimentatore scalda, e questo influisce sull'efficienza del sistema (magari molto poco, ma influisce).

Non scalda quasi nulla perché è un alimentatore elettronico a switching con voltaggio fisso a 12V. In più il dissipatore è così grande che è a temperatura ambiente, penso si scaldi di neanche mezzo grado. Una resa ancora migliore sarebbe data da una chiusura in gomma (come quella laterale) però non si vede più il contenuto dell'abbattitore e quindi ho optato per un semplice pannello di plexiglass. L'alimentatore è stato fissato perché così è un apparecchio in un pezzo unico ed è molto più comodo da spostare e accendere.

Grazie!

[Mario]

Davvero un peccato non conoscere la sigla della cella di Peltier.
Come già ti è stato fatto notare, bisognerebbe svincolare l'elettronica di alimentazione dalla parte meccanica, sia per questioni di ingombro che di calore generato.
Le prestazioni sono davvero ottime, se come dici riesce a congelare un beker con acqua in appena 15 minuti.
E' possibile almeno sapere quanti watt assorbe?

saluti
Mario

[Enotria]

Seguo con molto interesse perché ho già fatto diversi tentativi di costruire un simile abbattitore.
Ma, in tutte le mie realizzazioni, non sono mai riuscito ad ottenere le prestazioni che tu hai riscontrato.

Nel mio caso, pur sempre con ventola dissipatrice, radiatori ecc., la temperatura diminuiva, ma di soli 10/12 gradi rispetto all'ambiente. 
In altre parole, con i normali +20 gradi ambiente, io non sono mai riuscito ad ottenere acqua a meno di +7/+8 gradi.
Ma anche leggendo le caratteristiche di refrigeratori commerciali, ho sempre visto che l'abbattimento era piuttosto limitato.

Al contrario, tu parli di differenze di più del doppio, addirittura di 100 ml. di acqua mandata sotto zero in un quarto d'ora ed il tutto con una sola cella ed un alimentatore da 12 Volt 5 Amper soltanto.

Ma come fai ? Che razza di rendimento sei riuscito ad ottenere ?
Forse è per questo che siamo tutti curiosi di sapere che razza di cella stai usando, certo che è veramente da corsa ! 

[TrevizeGolanCz]

Forse il tutto sta nel come tiene isolato il sistema... e nel posizionamento laterale delle ventole...
Leggendo le specifiche tecniche della mia cella ho trovato che può arrivare ad un Delta Tmax=66 °C...
Ora, posso assicurarvi che il mio modello è fra i più comuni ed anche il più economico del mercato!
Son sempre riuscito a ghiacciare dell'acqua, ma sempre piccole quantità...dovrei provare anch'io a migliorare il sistema di raffreddamento !
Vi lascio questo link dove potete trovare le specifiche tecniche di vari modelli .
http://www.everredtronics.com/thermoelectric.TEC1.html
http://category.alldatasheet.com/index.j...ER&sPage=1

[valeg96]

12.3 V * 3.4 A = 41.82 W

La notizia buona è che ha congelato quasi tutto il becher pieno (un pò più di 100mL) in 18 minuti, la notizia brutta è che successivamente mio papà ha misurato gli Ampere con le impostazioni per i volt e ha messo in corto la cella... Adesso congela 50mL in 45 minuti...
Ti ho sempre voluto bene. Ci mancherai, insegna agli angeli a fare i ghiaccioli.

Per l'isolamento abbiamo usato anche del sughero, opportunamente tagliato, nella quale abbiamo inserito la cella per isolare i bordi e dall'aria e ridurre lo spazio fra le due metà e le ventole generano un flusso unidirezionale, una aspira e l'altra spinge aria fra le lamellone del dissipatore.