Celletta Peltier come abbattitore
Potrebbe essere questo il modello che stai usando -->http://www.everredtronics.com/files/TEC1-12703.pdf
Presupponendo che col tuo sistema di raffreddamento la Th non ha mai superato i 30 °C i -8 °C sono fattibili. (per quanto ritenga non del tutto veritieri quei grafici)

Però mi sorge un dubbio, Qcmax è la potenza massima di raffreddamento, per quale motivo maggiore è il suo valore minore è l'efficienza delle celle :-( ?
Probabilmente ciò è dovuto alle mie non brillanti conoscenze della termodinamica -_-..qualcuno può aiutarmi?
8-)  Tanto vetro zero reagenti 8-)
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Dalla targhetta si vede che l'alimentatore switching eroga 12v -5A  il che corrisponde all'incirca al consumo di una sola cella. 
Alternativamente si possono usare 2 o più celle sovrapposte con il lato freddo che fa da dissipatore alla cella successiva, ovviamente 
Il consumo sale di conseguenza, con due celle si passano i 10 A e occorre tenere presente di dissipare più 100W in calore si può usare un bel
dissipatore da CPU sovradimensionato con ventola incorporata ed eventualmente lo stesso alimentatore da PC, con 2 celle accoppiate con pasta 
siliconica  puoi scendere sotto i -10°C molto rapidamente. 
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TrevizeGolanCz
(2015-01-03, 13:27)TrevizeGolanCz Ha scritto: Però mi sorge un dubbio, Qcmax è la potenza massima di raffreddamento, per quale motivo maggiore è il suo valore minore è l'efficienza delle celle :-( ?


Il punto più critico del sistema è il non perfetto isolamento fra la parte soggetta a raffreddamento e quella dedicata alla dispersione del calore. 

Normalmente si cura con grande attenzione l'isolamento della zona da cui si estrae il calore e la dispersione nella zona in cui il calore viene eliminato nell'ambiente. Nel nostro caso, rispettivamente, il bicchiere col liquido e il dissipatore con la ventola.
Ben poco si può fare invece per l'altro punto critico che costituisce il ponte termico più pericoloso e che rende la cella Peltier poco efficace: la dispersione che avviene all'interno della stessa cella, fra le due facciate che stanno svolgendo funzioni opposte.

Infatti, la cella Peltier funziona come una pompa di calore, in cui dei semiconduttori spostano il calore sottraendolo alla faccia che definiamo fredda e cedendolo alla faccia che destiniamo allo smaltimento di questo stesso calore.
Ma queste due facciate sono vicinissime, pochi millimetri, e collegate fra loro da innumerevoli giunzioni di silicio P ed N.
Parte del calore, dopo che sarà arrivato alla faccia dispersiva, troverà così "più comodo" ritornare di nuovo alla vicinissima facciata fredda, piuttosto che prendere la via della dispersione. E questo abbasserà il rendimento termico.

Altro problema di questa cella è che i semiconduttori, per operare il trasporto delle calorie, devono essere alimentati ed a questo servirà la corrente che noi facciamo scorrere attraverso le giunzioni. Ma le giunzioni con la corrente si riscaldano, quindi dei 50 W che vengono assorbiti (ipotesi) solo 20 servono per spostare le calorie dalla faccia fredda a quella calda, gli altri 30W vanno a riscaldare la cella e, anche loro, devono essere al più presto eliminati.

Come vengono minimizzati questi due problemi ?

La dispersione interna alla cella viene ridotta aumentando lo spessore delle giunzioni, quindi allontanando fra loro le due facciate: guardando le caratteristiche, trovate celle spesse 3 soli millimetri, altre spesse 6, altre ancora, costruite per usi particolari, arrivano anche ai 12 millimetri di spessore. Quindi, più è spessa, meglio va, solo che il silicio drogato che è in mezzo alle due facciate costa e costa caro. 
Altra soluzione simile ed anche più efficiente è quella ricordata da Roberto, collegare due cellule sovrapponendole, in modo che avremo due pompe di calore che lavorano in serie e lo spessore isolante fra la prima faccia fredda e l'ultima calda diventa il doppio, con un maggior potere isolante.

Il rendimento della cella Peltier è basso per lo stesso consumo interno della cella, cioè se io aumento la potenza alzando la tensione di alimentazione, è vero che la cella farà più freddo (trasporta più calorie), ma è altrettanto vero che il calore dissipato all'interno della cella aumenterà anch'esso e, purtroppo, in modo più che proporzionale. 
L'unica maniera allora per migliorare il rendimento sarà quello di raddoppiare la superficie delle celle e di dimezzare la potenza assorbita da ciascuna cella. In questo modo il consumo energetico sarà lo stesso, il rendimento termico sarà migliorato ma, manco a dirlo, il costo finale sarà aumentato.

*yuu*
Andrea

URL: http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/index.htm

Ogni oggetto ha la sua storia,
. . . io non vendo oggetti,
. . . . . . io racconto storie. (Enotria)
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TrevizeGolanCz, valeg96, luigi_67
Avendo condotto a suo tempo delle prove con queste celle (per esempio nel vecchio post del giugno 2009) ero anch'io perplesso nell'accettare ill potere raffreddante dell'apparato di valeg96 rispetto alla quarantina di watt assorbiti.
Oltre 100 ml di acqua portata a solidificazione (congelata) in 18 minuti, con soli 42 watt...  *Si guarda intorno*
Se effettivamente ciò si verificava (prima della bruciatura) è evidente che la realizzazione pratica (massimo isolamento termico verso l'ambiente della parte fredda e conducibilità termica esasperata verso l'ambiente della parte calda) ha, come ovvio, la massima importanza e può condurre a risultati inaspettati.
Rimango tuttavia sconcertato per quanto sopra, condividendo alla lettera la perfetta disquisizione di Enotria, nella quale bene si evince che tutto concorre al rendimento infimo di queste celle, pur utilissime in certe situazioni quando la potenza a disposizione non costituisce un problema economico.
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Ogni tanto basterebbe saper fare due calcoli.

Vediamo un pò:
100 mL di acqua a 25 °C richiedono per congelare un lavoro di  4186 J/kg*°K  *  0,1 kg  * 25 °K = 10500 J

Il lavoro prodotto da 42 W in 18 minuti è.
42 J/s  *  1080 s = 45000 J

Ne consegue che tutto dipende dal rendimento della cella e del dispositivo, visto che di energia ce n'è a sufficienza.

Da quello che si legge (non ho mai fattop sperimentazioni dettagliate) il rendimento è intorno al 10 %, quindi il dispositivo non è in grado di garantire le prestazioni vantate.

Dunque valeg96 è un millantatore?
Non necessariamente. Forse è solo un osservatore approssimato. Magari il beker non era del tutto colmo, forse la temperatura dell'acqua era qualcosa sotto i 25 °C ipotizzati e sopratutto appena avrà visto il ghiaccio iniziare a formarsi sulle pareti del beker ha realizzato che l'acqua poteva dirsi congelata.

PS x Enotria: nelle celle di Peltier le giunzioni P e N sono solitamente realizzate con Bi2Te3 o simili materiali.

saluti
Mario
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(2015-01-03, 12:19)valeg96 Ha scritto: ha congelato quasi tutto il becher pieno (un pò più di 100mL) in 18 minuti

Come ho detto non l'ha congelato tutto, i bordi erano spessi e c'erano grossi cristalli di ghiaccio al centro. E l'acqua di rubinetto era certamente più fredda di 25°, è inverno dopotutto. Mi sono reso conto di aver compiuto osservazioni approssimate, Mario azz! Chiedo perdono *Hail*

Dopo vedo se riesco a fare qualcosa di meglio.
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Non ho capito i "due calcoli" di Mario.


Con 10500 J abbasso la temperatura da 25° a zero (neanche un filo di ghiaccio).
Ma poi si parla di congelamento (assunto totale) che fanno altri 33400 J (0,1 Kg * 334 KJ/Kg)
Totale circa 44000 J, ovvero APPENA sufficienti calcolando un rendimento del 100%
Con un rendimento della cella correttamente ipotizzabile del 10% siamo lontani un ordine di grandezza...

Che poi l'osservazione, il congelamento e tutto il resto sia approssimato è tutto un altro discorso.
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Mario
Se ci aggiungiamo ancora il calore latente di fusione diventa ancora più ovvio che quel dispositivo non ce la fa.

saluti
Mario
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Un documento di un abbattitore Peltier ben costruito è documentato su 
.pdf  PeltierLFNS.pdf (Dimensione: 434.03 KB / Download: 434) dove si vedono applicate nel migliore dei modi le osservazioni fin qui fatte.
Da notare la disposizione dei componenti, l'abbondanza di dissipazione, l'uso del rame per trasmettere il calore, l'utilizzo delle due celle sovrapposte, ecc.
Nella seconda parte della ricerca sono esposti dei grafici di evoluzione della temperatura che penso siano piuttosto interessanti per voi, sul comportamento termico dell'acqua pura, dell'acqua più sali disciolti, ecc. ecc.

Per parte mia, il mio obiettivo è molto più modesto: sto preparando un abbattitore che porti da +30° a +5°  una bottiglietta da mezzo litro di acqua.  :-P
Mo ci provo !

*yuu*
Andrea

URL: http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/index.htm

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TrevizeGolanCz
Link interessante e grafico altrettanto, i cui dati precisi si prestano bene alla verifica termodinamica.
15 W di assorbimento, 12 ml di acqua, DUE Peltier a sandwich e setup accurato rendono un'idea precisa su questi dispositivi.

Andrea, il tuo obiettivo per le escursioni estive 8-)  è raggiungibile senza alcuna difficoltà... devi solo decidere quanti ampere e quanti minuti giocarti. 
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