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di Mauro83 » 11/02/2021, 20:14
Cito pari pari quanto trovato su un altro forum che sembra smentire la tua tesi.
"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."
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