UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

Victor Fernandes Marino

TESTE DA VIABILIDADE DA CONSTRUÇÃO DE UM BANHO TÉRMICO DE

REFRIGERAÇÃO UTILIZANDO MODULO PELTIER

Orientador: Prof. Messias Borges Da Silva

Lorena-SP

2015

Victor Fernandes Marino

TESTE DA VIABILIDADE DA CONSTRUÇÃO DE UM BANHO TÉRMICO DE

REFRIGERAÇÃO UTILIZANDO MODULO PELTIER

Trabalho de conclusão de curso apresentado à

Escola de Engenharia de Lorena – Universidade

de São Paulo como requisito parcial para

obtenção de título de Engenheira Química

Área de Concentração: Fenômenos de

Transporte e Tecnologia Química.

Orientador: Prof. Messias Borges Da Silva

Lorena-SP

2015

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE

Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,

com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)

Fernandes Marino, Victor TESTE DA VIABILIDADE DA CONSTRUÇÃO DE UM BANHOTÉRMICO DE REFRIGERAÇÃO UTILIZANDO MODULO PELTIER /Victor Fernandes Marino; orientador Messias Borgesda Silva. - Lorena, 2015. 44 p.

Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaIndustrial Química - Escola de Engenharia de Lorenada Universidade de São Paulo. 2015Orientador: Messias Borges da Silva

1. Peltier.. 2. banho de refrigeração. 3.Transferência de calor.. I. Título. II. Borges daSilva, Messias , orient.

Dedicatória

Dedico a minha família, que sempre com muito

carinho e compreensão me apoiaram em todos os

momentos.

Agradecimentos

Um agradecimento especial aos meus queridos pais, José e Rita, por nunca me deixaram

esquecer da importância que as pessoas tem em nossas vidas e que o sucesso e as conquistas

vêm com a dedicação de cada dia com felicidade e honestidade.

Agradeço aos meu irmão, Vinicius por estar comigo nos momentos difícil e sempre buscar com

alegria e o bem estar de todos ao seu redor.

Agradeço a USP e aos professores da EEL-USP, em especial aos Professores Messias Borges

Da Silva, João Paulo Alves e Carlos Renato Menegetti, pelo apoio ao projeto e conhecimento

concedido.

Agradeço à minha segunda Mãe Zélia por estar comigo durante toda minha faculdade ajudando

em todos os requisitos.

A todos amigos da República pelos grandes momentos de alegria e experiências de vida que

tivemos durante esses anos. Um grande abraço e sucesso a todos.

Aos Amigos Richard e Raul que foram muito importantes para o desenvolvimento deste projeto

e outros durante a graduação. Obrigado pelas conversas, opiniões, ideias e momentos bons

juntos.

E aos grandes amigos de faculdade: Ana Paula, Bruna, Karen, Luana, Guilherme por estarem

comigo todos esses anos, vocês são essenciais para mim. “Obrigado por tudo!”

Resumo

Atualmente banhos térmicos de refrigeração tem um custo elevado de produção sendo muito

caros, estes banhos apresentam inúmeras aplicações para empresas e laboratórios por existirem

reações químicas que ocorrem somente em baixas temperaturas ou até mesmo negativas. Esse

banhos utilizam compressor no sistema de refrigeração estes que são grandes e pesados, este

trabalho visa utilizar Módulos de Peltier para montar o sistema de refrigeração por serem mais

confiáveis que um compressor, praticamente não necessitam de manutenção, são pequenos,

leves, não produzem barulho e estabilizam melhor a temperatura em um ambiente com

variações de calor. O trabalho visa verificar a viabilidade técnica da construção de um banho

de refrigeração utilizando os módulos de Peltier com um sistema de transferência de calor,

identificando fatores críticos do processo buscando melhorar a eficiência dos módulos Peltier

utilizados. Durante os teste foi possível identificar que a área de superfícies de contato do

módulo com a cuba, número de módulos, isolamento da cuba, temperatura de resfriamento dos

trocadores de calor, vazão de circulação no sistema de refrigeração e os parâmetros elétricos

fornecidos pela fontes influenciam diretamente na eficiência dos Módulos, sendo que a melhor

condição identificada foi ao utilizar 2 módulos, sistema de refrigeração de água com gelo,

isolado termicamente do ambiente e com a vazão de 150 L/h no sistema de refrigeração.

Palavra-chave: Peltier. Transferência de calor. Banho de Refrigeração

Abstract

Nowadays Thermal bath of refrigeration has a high cost of production begin very expensive,

this baths have many aplications to some companies and research laboratory because there are

many chemical reactions that only happens on low temperatures or even negative. Normally

this baths are made with compressor in their system of refrigeration, compressors, are big and

heavy. This project aims to use Peltier modules to build the cooling system because they are

more reliable than compressors, they almost do not need maintenance, lightweight, they do not

make noise and are more stable in an environment with heat variation. This work aims to verify

the viability of building a cooling bath using Peltier modules with a heat transfer system and

identify critical factors to improve the efficiency of the Peltier modules. During the test was

possible to identify that the, surface contact area of the Peltier with the aluminium container,

number of Peltiers, container isolation, coolant temperature heat exchangers flow rate in the

cooling system and electrical factors influence on the efficiency of the Peltier. The best

condition identify was using 2 Peltiers, cooling system with water and ice, thermal isolation of

the environment and flow rate of 150 L/h in the cooling system.

Key word: Peltier, heat transfer. Thermal Cooling Bath

Lista de Figuras

Figura 1. Modulo Peltier........................................................................................................12

Figura 2. Funcionamento do módulo termoelétrico. Modo de refrigeração.....................13

Figura 3. Funcionamento do módulo termoelétrico. Modo de Aquecimento....................13

Figura 4. Ilustração do funcionamento dos Módulos Peltier..............................................14

Figura 5. Módulo Peltier Tec1 – 12709..................................................................................20

Figura 6. Cuba de Alumínio....................................................................................................22

Figura 7. Spray de Poliuretano da Mundial Prime..............................................................23

Figura 8. Espuma isolante de Poliuretano.............................................................................24

Figura 9. Foto Protótipo conectado as fontes e reservatório de agua..................................25

Figura 10. Fluxograma de Funcionamento. .........................................................................26

Figura 11. Termopar demostrando temperatura.................................................................29

Figura 12. Temperatura e protótipo após 200 min...............................................................32

Lista de Gráficos

Grafico1. Gráfico de Temperatura em função de Amperagem e Voltagem......................21

Gráfico 2. Condição Máxima Testada...................................................................................31

Gráfico 3. Experimento 4.......................................................................................................34

Gráfico 4. Experimento 5.......................................................................................................36

Gráfico 5. Gráfico de Aquecimento Experimento 5.............................................................38

Sumário

1-Introdução .......................................................................................................................................... 8

2- Revisão Bibliográfica ........................................................................................................................ 9

2.1 – Módulos Peltier ......................................................................................................................... 9

2.2 Transferência de calor .................................................................................................................. 12

2.2.1 Condução ............................................................................................................................ 12

2.2.2 Convecção ........................................................................................................................... 13

2.2.3. Radiação ............................................................................................................................. 13

2.2.4. Dissipadores de Calor ....................................................................................................... 14

2.2.5. Isolante Térmico ................................................................................................................ 14

3.3.6. Condutividade Térmica .................................................................................................... 14

2.3 - Perda De Carga ....................................................................................................................... 15

3- Metodologia ..................................................................................................................................... 16

N ° Módulos Peltier ............................................................................................................................. 17

3.1- Protótipo do Banho Térmico ................................................................................................... 17

3.1.1 – Modulo Peltier (TEC1- 12709). ...................................................................................... 17

3.1.1 – Desenvolvimento da Cuba térmica. ............................................................................... 19

3.2.1 – Isolamento ........................................................................................................................ 20

3.2.2 – Reservatório do Fluido Refrigerante ............................................................................. 21

3.2.3 – Conexão elétrica com o Peltier ....................................................................................... 21

3.1- Experimentos Realizados ........................................................................................................ 23

Resultados e Discussão ........................................................................................................................ 25

Conclusão ............................................................................................................................................. 37

Referências Bibliográficas .................................................................................................................. 39

8

1-Introdução

Hoje em dia, a refrigeração termoelétrica tem aplicação na Medicina com mecanismos

científicos onde é necessário um controle preciso de temperatura. No entanto existem outras

aplicações com potencial que começaram a interessar as indústrias, como desumidificadores

(Vian, 2002), ar condicionado para automóveis, refrigeradores portáteis, refrigeradores

domésticos, transporte de produtos perecíveis e etc, porém essa tecnologia tem que ser

competitiva com sistemas de compressão a vapor.

Uma vantagem da utilização do Peltier para refrigeração é de não utilizar líquidos,

materiais apenas em estado sólido. Não é necessário líquidos circulando, o que contribui para

um fácil manuseio. Porém os sistemas de refrigeração com módulos de Peltier não são eficientes

em termos de energia como outras técnicas, porém eles são uma melhor solução quando se trata

de refrigeração de pequenos volumes(1 L) ou refrigeração localizada . (Little, 1990) (Sreedhar,

1998)

Em algumas aplicações que requer estabilidade térmica, as placas Peltier são mais

sustentáveis para sistemas de refrigeração pois a conversão termoelétrica é feita diretamente

permitindo um excelente controle sobre a temperatura de refrigeração. Esses dispositivos

também são capazes tanto de aquecer como refrigerar, melhorando a precisão e a velocidade

em que a temperatura estabiliza. (Sloman, 1996) (Festa, 1994)

Com a necessidade de buscar por alternativas energéticas os Módulos peltier podem ser

utilizados para recuperação de energia na forma de calor, caso esteja em contato com um lado

quente e outro lado em contato com frio, este módulo recupera a energia podendo enviá-la

diretamente para um sistema elétrico ou até mesmo armazená-la em uma bateria.

Alguns Pesquisadores do Laboratorio Ames, nos Estados Unidos acreditam que uma

eficiência de 20% desses materiais termoelétricos sejam suficientes para aplicações tanto

domesticas como industriais. (Tecnológica, 2011)

Portanto, os módulos Peliter tem potencial para crescer no mercado, podendo ser

utilizados em várias situações dependendo da sua necessidade, porém formas de melhorar

eficiência destas pastilhas devem ser estudas para maior viabilidade técnica sendo este o

objetivo do trabalho.

9

2- Revisão Bibliográfica

2.1 – Módulos Peltier

Módulos Peltier ou Células Termoelétricas Peltier são dispositivos compostos por

vários termopares, que são ligados Termicamente em Paralelo e eletricamente em série. Os

termopares são formados por pares de elementos térmicos tipo-n e tipo-p que são matérias

semicondutores denominados Materiais Termoelétricos. Esses materiais termoelétricos

convertem gradientes de temperaturas em voltagem elétrica e vice-versa. O Peltier pode ser

utilizado para duas aplicações: Bombas de Calor (trabalhando para aquecer ou resfriar) e como

Geradores Elétricos. (Riffat, 2003)

Na Figura 1, temos um Módulos Peltier aberto lateralmente onde podemos visualizar os

elementos tipo-n e tipo-p.

Figura 1. Modulo Peltier

Fonte: http://blog.novaeletronica.com.br/o-que-e-elemento-peltier-ou-cooler-peltier/

Refrigeração termoelétrica é obtida quando uma corrente continua passa através de um

ou mais pares de semicondutores do tipo-n e tipo-p. Com a diminuição da temperatura(Tc) do

condutor calor é absorvido do ambiente. Esta absorção de calor do ambiente ocorre quando os

elétrons passam a partir de um nível baixo de energia, no material tipo-p através do condutor

conectado interligando a um nível de energia mais elevada no material do tipo n, o calor

absorvido é transferido pelo semicondutor através dos transportes de elétrons para a outra

extremidade(Th) e os elétrons são liberados para retornar no nível de energia mais baixo no

semicondutor tipo-p. Esse fenômeno é chamando de Efeito Peltier, sendo melhor ilustrado nas

Figura 2, Figura 3 e Figura 4. [Wiegel, 2011]

10

Figura 2. Funcionamento do módulo termoelétrico. Modo de refrigeração

Fonte: (Riffat, 2003)

Figura 3. Funcionamento do módulo termoelétrico. Modo de aquecimento

Fonte: (Riffat, 2003)

11

Figura 4. Ilustração do funcionamento dos Módulos Peltier

Fonte: http://microembarcado.blogspot.com.br/2013/05/celula-peltier-30w.html

Quando a passagem da corrente é a partir do tipo-n para o tipo-p temos resfriamento,

quando a passagem de corrente é do tipo-p para o tipo-n temos aquecimento, se a direção da

corrente for invertida, invertemos o lado quente e lado frio.

Quando a diferença de temperatura está estabilizada entre o lado quente e o lado frio da

Placa de Peltier uma voltagem é gerada. Essa voltagem é chamada de Seedback e é diretamente

proporcional com a diferença de temperatura. (Camargo 2011). Já o efeito Peltier faz o contrário

ao passa uma corrente pela junção está fica aquecida ou refrigerada dependendo do sentido da

corrente.

Volklein, apresentou um modelo extenso de análise de eficiência dos Módulos Peltier,

o objetivo neste trabalho não é estender as análises mais apenas apresentar como fazer o cálculo

de calor transferido pela plastilha (Rowe, 1995) (Volkelin, 1999):

(1)

(2)

A transferência de calor Q em W é dependente do coeficiente Seebeck α, da

Temperatura T, da corrente I aplicada e Ta-Tc é a diferença de temperatura entre o lado quente

12

e do lado frio. Depende também da condutividade térmica K e resistência elétrica R que são

definidas como:

(3)

Ambos K e R incorporam condutividades térmicas λ, resistividade ρ, área de seção

transversal A e comprimento L. As legendas n e p indicam os dispositivos tipo-n e tipo-p. Essas

equações são interessantes pois nos permite calcular a quantidade de calor que é removida da

parte fria para parte quente.

Dispositivos termoelétricos como Peltier não podem ser usados independentes, eles

devem ser conectados em um trocador de calor para que a energia transferida da parte fria para

parte quente seja dissipada.

2.2 Transferência de calor

A refrigeração termoelétrica tem progredido mais não como se esperava. Uma das

causas dessa estagnação é a baixa eficiência dos dissipadores de calor, devido à grande

quantidade de calor produzida pelas placas de Peltier em uma pequena superfície torna difícil

a dissipação do calor de forma eficiente o que diminui a eficiência das placas de peltier.

Stockihom, disse que os benefícios da refrigeração termoelétrica depende primeiro do tipo de

material e depois do seu desing. (Stockihom, 1997) Nesse contexto foi provado que para cada

grau Celsius que conseguimos remover do lado quente melhor é a eficiência da refrigeração

térmica do lado frio. (Dominguez, 1999)

Entende-se por transferência de calor como a energia que se transfere de um sistema

para outro em virtude de uma diferença de temperatura entre os dois sistemas. (Shapiro, 2000)

Existem 3 formas em que o calor pode ser transferido sendo elas, condução convecção e

radiação.

2.2.1 Condução

A condução é um processo pelo qual a energia flui de uma região de alta temperatura

para uma região de baixa temperatura dentro de um meio, podendo ser ele sólido liquido ou

gasoso ou entre meios diferentes que em contato físico direto. (Kreith, 1997)

13

A quantidade de calor transmitida por condução segue a seguinte lei:

qk= -k.A.(dT/dx) (4)

sendo k a condutividade térmica do matéria, A área da secção da qual o calor flui por condução

e dT/dx representa o gradiente de temperatura na secção.

2.2.2 Convecção

A convecção é o processo de transporte de energia pela ação combinada de calor,

armazenamento de energia e movimento de mistura, é importante principalmente como

mecanismo de transferência de energia entre uma superfície solida em um liquido ou gás.

(Kreith, 1997). O calor por unidade de tempo transmitido de uma superfícies solida para um

fluido pode ser calculado da seguinte forma:

qc=hc.A.ΔT (5)

Na formula acima, hc representa o coeficiente médio de transferência de calor por

convecção o qual depende da geometria da superfície, da velocidade do fluido e das

propriedades físicas do fluido incluindo sua temperatura. A representa a área de transmissão de

calor e ΔT é o gradiente de temperatura entres as superfície do solido e a temperatura do fluido.

2.2.3. Radiação

Radiação é o processo pelo qual o calor é transmitido de um corpo de alta temperatura

para um de mais baixa temperatura quando tais corpos estão separados no espaço ainda que

exista vácuo entre eles deferindo-se apenas nos comprimentos de onda. Para os corpos chamado

irradiadores perfeitos a quantidade de calor emitida por radiação pode ser escrita como(Kreith,

1997):

qk= σ.A.T4 (6)

Na equação acima σ é chamada de constante de Stefan-Botzmann, A é área total da superfícies

e T e a temperatura absoluta do corpo na área.

14

2.2.4. Dissipadores de Calor

Dissipador de calor é um dispositivo metálico normalmente de cobre ou alumínio, que

devido ao efeito de condução térmica, o fluxo térmico de calor gerado em uma superfície se

difunde no metal melhorando a dissipação térmica de qualquer superfície que gere calor. Esses

dispositivos tem como objetivo garantir o funcionamento de um equipamento que pode ser

danificado com calor gerado por esse equipamento e são usados somente quando um

equipamento gera um elevado fluxo de calor por unidade de área. Componentes de hardware,

processadores, vídeo games entre outros são equipamentos que satisfazem essa condição.

Quando temos dissipadores de calor que após retirarem o calor de uma superfície são

resfriados por outra fonte como um cooler, esses são chamados de dissipadores ativos enquanto

Dissipadores que não apresentam essa fonte são chamados de dissipadores passivos. (Bastista

Ribeiro 2009)

2.2.5. Isolante Térmico

Em um sistema onde temos uma temperatura que seja maior ou menor que a temperatura

ambiente, ocorrerem trocas de calor que podem alterar a temperatura do sistema. Para se reduzir

esse efeito coloca-se uma material de baixa condutividade térmica sobre a superfícies de troca

sendo esse material chamado de isolante térmico. Isolantes térmicos apresentam em seu interior

uma enorme quantidade de pequena bolhas de gás que evitam a movimentação reduzindo assim

a troca de calor por convecção. Além de proteger a superfície a diferença de temperaturas os

isolantes podem apresentar outras características como resistência a agentes agressivos e as

intempéries e a resistência mecânica. (Milcent, 2006)

2.2.6. Condutividade Térmica

Condutividade térmica K quantifica a habilidade dos materiais em conduzir energia

térmica ou seja de proporcionar calor. Estruturas feitas com materiais de alta condutividade

térmica conduzem energia térmica de forma mais rápida e eficiente que materiais com baixa

condutividade térmica. Desta maneira, materiais com alta condutividade térmica são utilizados

em dissipadores térmicos de baixa condutividade térmica são utilizados em objetos que visam

prover isolamentos térmicos. (Espinosa, 2000)

15

Condutividade térmica é a quantidade de calor transmitida por unidade de tempo através

de um objeto com uma espessura numa direção normal à área da superfície de sua secção reta

devido a um gradiente de temperatura.

O cobre (Cu) devido à sua elevada condutividade térmica e ao seu preço é o material

preferencialmente usado. Ele é o melhor condutor de calor depois da prata (Ag), está que

apresenta um valor elevado, conforme Tabela 1. O alumínio (Al) também é usado pelo fato de

ser leve (~1/3 do peso do Cu), excelente condutor térmico e elétrico, sendo também um bom

refletor de calor e de luz e barato.

Tabela 1. Condutividade Térmica dos Materiais (Young, 2013)

Material Condutividade Térmica (w/mᵒK)

Prata 406

Cobre 385

Ouro 314

Latão 109

Alumínio 205

Ferro 79,5

Aço 50,2

Gelo 1,6

Vidro Comum 0,8

Água 0,6

Poliestireno 0,033

Poliuretano 0,002

2.3 - Perda De Carga

Quando um fluido desloca-se no interior de uma dada tubulação ocorre atrito deste

fluido com as paredes internas desta tubulação, temos também uma turbulência do fluido com

ele mesmo, sendo que este fenômeno faz com que a pressão no interior da tubulação diminua

gradativamente conforme o fluido se desloca sendo está então a conhecida “Perda de Carga

(∆P)”.

Portanto perda de carga seria uma restrição à passagem do fluxo do fluido dentro da

tubulação como curvas e outras barreiras, essa resistência influencia diretamente na altura

manométrica de uma bomba (H) e sua vazão volumétrica (Q).[Gener]

16

3 - Objetivos

3.1.Objetivo geral

Este trabalho visa testar a viabilidade técnica da construção de um banho térmico para obtenção

de temperaturas negativas utilizando módulos Peltier acoplados com trocadores de calor de

cobre.

3.2.Objetivos Específicos

Testar a influência dos seguintes fatores na eficiência dos Módulos Peltier:

Número de Módulos Peltier

Isolamento

Temperatura ambiente

Temperatura nos dissipadores

Vazão de circulação do fluido no sistema de refrigeração

Superfície de Contado com o módulo

17

4- Metodologia

O protótipo de banho térmico de refrigeração foi desenvolvido com intuito de testar a

viabilidade técnica de refrigeração de um liquido em uma cuba buscando temperaturas

negativas utilizando as Pastilhas Peltier.

A eficiência dos módulos peltier varia de acordo com a dissipação do calor do lado

quente do modulo, quanto maior a remoção de calor do lado quente mais energia na forma de

calor será removida do lado frio do modulo, e é com base nesta teoria que o Protótipo foi

desenvolvido.

Buscando uma eficiência melhor de transferência de calor do Peltier com o dissipador

de cobre foram realizados alguns experimentos buscando avaliar os parâmetros apresentados

na Tabela 2.

Tabela 2. Variáveis testadas no Protótipo.

Baixo Alto

N ° Módulos Peltier 2 4

Temperatura da Água Ambiente Agua com Gelo (T 0°C)

Vazão 80L/h 150L/h

Isolamento - Espuma de Poliuretano

4.1- Protótipo do Banho Térmico

4.1.1 – Modulo Peltier (TEC1- 12709).

Durante os experimentos realizados os módulos Peltier utilizados foram do modelo

TEC1- 12709, representado na Figura 5, sendo utilizados em pares (2 ou 4) conforme

especificado na tabela 2.

Figura 5. Módulo Peltier Tec1 - 12709

Fonte: Arquivo Pessoal

18

As dimensões do modulo são 3.8cmx3,8cm e 0,4mm de espessura, a Tabela 3

demostra as especificações elétricas de acordo com o fabricante.

Tabela 3. Parâmetros elétricos.

Fonte: Everredtronic Limited (Everredtronic, 2015)

De acordo com o gráfico 1 apresentado pelo fabricante, é possível que os módulos

peltier resfriem à temperaturas negativas, sendo que o ponto máximo apresentada no gráfico

apresenta as seguintes condições: Temperatura ambiente de 27 ºC, 9 A e 12.2 V, convertendo

para uma temperatura ao redor de -40 ºC(Tmax).

Gráfico 1. Gráfico de Temperatura em função de Amperagem e Voltagem

Fonte: Fonte: Everredtronic

Limited (Everredtronic, 2015)

19

Para calcular a eficiência máxima do Peltier foi utilizado a condição máxima, essa

condição segundo o fabricante gera um delta de temperatura podendo ser calculado da seguir

forma:

ΔT = Variação da temperatura

TF = Temperatura Final

TA= Temperatura ambiente

ΔT= TF-TA

ΔT = -40 -27

ΔT = -67 ºC

Podemos concluir então que o modelo do modulo peliter utilizado apresenta um delta

de temperatura máximo de 67 ºC, portanto ao atingir um delta de 67 ºC indica que o modulo

está funcionando com 100% de sua eficiência.

A condições utilizada no experimento foi de aproximadamente 5.5 A, 11.5 V e temperatura

ambiente entre 24 ºC a 28 ºC.

4.1.1 – Desenvolvimento da Cuba térmica.

A construção deste banho térmico foi iniciada utilizando uma cuba de alumínio

demostrada na Figura 6, esta cuba apresenta 8 cm de raio, 16 cm de altura, uma área de fundo

de 201 cm2 e Volume de 3216,89 cm3 ou 3,21690 L aproximadamente.

Figura 6. Cuba de Alumínio

Fonte:Arquivo Pessoal

20

No fundo desta cuba foi moldado um esquadro de madeira para encaixar os módulos

peltier, este foi desenvolvido de acordo com a área de fundo da cuba. Entre a cuba e os módulos

foi introduzido uma pasta térmica da IMPLASTEC visando melhorar a troca de calor entre a

cuba e os módulos, melhorando assim a superfície de contato, da mesma forma entre o modulo

e o trocador de calor de cobre foi passado a mesma pasta térmica para melhor eficiência na

troca de calor entre o peltier e o dissipador. Neste esquadro de madeira foi parafusado uma

placa de madeira para fixar os módulos e os dissipadores de calor na cuba metálica. Desta forma

temos no fundo da cuba pasta térmica, depois os módulos, pasta térmica novamente, trocador

de calor de cobre e então uma placa de madeira.

4.2.1 – Isolamento

A camisa de isolamento foi desenvolvida utilizando espuma de poliuretano,

representado na Figura 7, está espuma é de fácil moldagem e está disponível no mercado na

forma de um spray, que quando aplicado gera uma espuma que se expande adequando-se a

molde determinado, sendo então facilmente moldado, além desta facilidade de uso, está espuma

apresenta um coeficiente de condutividade térmica muito baixo com k =0,034(W/mK) sendo

assim este material então utilizado para o isolar da cuba do ar ambiente.

Figura 7. Spray de Poliuretano da Mundial Prime

Fonte: Arquivo Próprio

21

Para o desenvolvimento do molde onde a espuma expandiu foi utilizado matérias

recicláveis, uma caixa de papelão, 3 cartolinas e um pote plástico cilíndrico de diâmetro

próximo ao da cuba, sendo o molde final representado na Figura 8.

Figura 8. Espuma isolante de Poliuretano

Fonte: Arquivo Próprio

4.2.2 – Reservatório do Fluido Refrigerante

Foi utilizado como reservatório um balde de 64L no qual foi acoplado uma Bomba Sarlo

Better 1000 C 110v Submersa que bombeia o fluido refrigerante para o sistema de dissipadores

de calor. No caso o fluido refrigerante utilizado foi: agua a temperatura ambiente e agua com

gelo.

O intuído de utilizar agua com gelo é para que o água que está circulado no sistema

esteja próxima de 0°C buscando uma melhor eficiência na troca de calor com o dissipador de

cobre.

Está bomba opera com uma vazão que pode ser controlada de 400 L/h e 1000 L/h através

de uma válvula presente em seu sistema, porém ao conectar essa bomba ao sistema de

refrigeração, está vazão diminui para de 150 L/h. Outro fator a ser considerado é que ao desligar

a bomba a vazão decai para 80 L/h, isto ocorre devido a pedra de carga imposta pelo sistema

de circulação.

4.2.3 – Conexão elétrica com o Peltier

Cada modulo Peltier foi conectado com duas fontes de elétricas em paralelo para que

assim mantivéssemos a voltagem e aumentasse a amperagem, como sempre temos 2 ou 4

22

módulos ligados, teremos 4 ou 8 fontes respectivamente ligadas em paralelo em pares de 2 em

2, para oferecer a energia necessária para o modulo, com forme mostrado na figura 9.

Figura 9. Foto Protótipo conectado as fontes e reservatório de agua

Fonte: Arquivo Próprio

O ideal seria a construção de uma fonte própria com as especificações pré-determinadas

para que os peliter funcionem em uma faixa de amperagem ou voltagem na qual produziram

um bom rendimento, seguindo o gráfico 1.

4.3 – Funcionamento do Banho.

Este banho térmico foi desenvolvido com intuito de testar a eficiência dos módulos

peltier em converter a energia elétrica consumida da fonte em resfriamento da cuba de alumínio.

Como sabemos do funcionamento da pastilhas peliter, em um lado ela esquenta em outro

lado ela resfria, podendo gerar um delta teórico de max de 67 ºC entre o lado quente e o lado

frio, porém a parte quente tem que ser resfriada pois caso está sobreaqueça, irá causar um mal

funcionamento do modulo que perderá eficiência podendo até mesmo queimar.

Para evitar isto, e buscando uma melhor eficiência de funcionamento dos módulos foi,

acoplado um dissipador de calor de cobre na parte quente do modulo peltier, visando uma rápida

troca de energia da pastilha com o cobre devido a seu alto coeficiente de condutividade térmica.

23

Para manter o dissipador frio foi colocado uma bomba para bombear agua no interior

do dissipador de cobre, este maciço que apresenta um U internamente com uma conexão de

mangueira, está conectada a bomba que envia agua para o resfriamento do dissipador.

Quanto maior a superfície de contato da pastilha com o dissipador e também com a cuba

de alumínio pelo lado frio, melhor será a eficiência de troca de calor por isso foi utilizado a

pasta térmica com já descrito anteriormente.

Neste caso estamos tentando retirar energia do etanol presente na cuba de alumino ao

ligar os módulos, sendo o fluxo de energia o da Figura 10:

Figura 10. Fluxograma de Funcionamento.

4.4- Experimentos Realizados

Os experimentos realizados estão especificados na Tabela 4:

Tabela 4. Parâmetros de Experimentos de Resfriamento Teste – 500mL Agua

Experimento Nᵒ

Peltier

Temperatura

do Fluido

Isolamento Vazão Tempo

(aproximado)

Fluido

Interno

1 2 Água

Ambiente

- 450L/h 120min Agua

1L

2* 1 Água

Ambiente

- 450L/h 5min -

*O Experimento 2 foi realizado sem cuba, sem isolamento, somente com modulo e os dissipadores.

Os Experimentos 1 e 2 foram os primeiros teste a serem realizados, ambos em casa

com uma fonte de computador 12V, 300W e saída de até 13A segundo fabricante.

Após os experimentos teste foi desenvolvido o isolamento de espuma de poliuretano

como já explicado. Também detectou-se a influência das temperaturas, ambiente e do fluido

refrigerante do dissipador de cobre, o que levou a serem realizados teste com gelo.

24

Os próximos experimentos foram realizados no laboratório de física experimental

utilizando as fontes disponibilizadas conforme explicado seguindo os parâmetros da Tabela 5.

Tabela 5. Parâmetros Experimentos de Resfriamento – 500mL Etanol

Experimento Nᵒ Peltier Temperatura do

Fluido Isolamento Vazão Tempo

3 4 Água com Gelo Espuma 150L/h 210min

4 2 Água com Gelo Espuma 150L/h 60min

5 2 Água Ambiente Espuma 80L/h 60min

Para calcular a taxa de aquecimento de acordo com a temperatura ambiente foram

realizados alguns testes após resfriamento e sistema totalmente desligado sobre influencia

apenas da temperatura ambiente conforme Tabela 6.

Tabela 6. Parâmetros Experimentos de Aquecimento – 500mL Etanol

Experimento Aquecimento Tempo

4A Referente ao exp 4 20min

5A Referente ao Exp 5 20min

25

5- Resultados e Discussão

Este protótipo foi desenvolvido com o intuíto de se realizar experimentos utilizando a

técnica de planejamento de experimentos, utilizando um fatorial incompleto para melhor avaliar

os efeitos das variáveis desejadas, porém devido à dificuldade de padronização dos

experimentos este planejamento de experimentos não foi possível de realizar-se.

As dificuldades de padronização estarão sendo discutidas ao longo do trabalho sendo as

principais: fontes elétricas utilizadas e a área de superfície de contato dos módulos.

Experimento 1

A Tabela 7 apresenta os parâmetros adotados para este experimento:

Tabela 7. Parâmetros do Experimento 1

Parâmetros Valor

Número de módulos 2

Temperatura da agua Ambiente

Temperatura Ambiente 32.7ºC

Isolamento da cuba Sem Isolamento

Vazão do Fluido Refrigerante 450L/h (conectado diretamente na torneira)

Tempo de Experimento 120min

Volume na Cuba 1L de Agua

Este foi o primeiro teste realizado, a temperatura ambiente neste dia era de 32.7ºC, o

teste ocorreu durante a tarde. Neste teste inicialmente obteve-se uma queda brusca de

temperatura na cuba durante os primeiros minutos e se tornando mais estável após 1 hora de

experimento.

Após duas horas de experimento, o sistema foi desligado obtendo-se uma temperatura

interna na cuba de 10ºC, enquanto a temperatura ambiente estava em 32.7ºC.

Com esses dados foi então possível calcular a variação de temperatura encontrada para

este teste:

ΔT= TF-TA

ΔT = 10 -32.7

ΔT = -22.7 ºC

Como estamos trabalhando com dois módulos, encontramos uma variação de

temperatura média para cada modulo de 11.35ºC por peça sendo assim então possível calcular

a eficiência de cada modulo com base nos dados obtidos e os dados fornecidos pelo fabricante,

26

lembrando que está é uma variação média nessas condições especificas assim como a de todos

experimentos seguintes.

Segundo fabricante 100% de eficiência é obtido quando 1 modulo chega a uma variação

de 67ºC portanto 11.35ºC representa uma eficiência de 16.94%.

Durante a noite do mesmo dia por volta de 22h um novo teste foi realizado com as

mesmas condições porém encontrava-se uma temperatura ambiente de 22.3ºC. Após 60min o

sistema foi desligado e a temperatura encontrada foi de 5.5ºC.

Calculando então a variação de temperatura obteve-se um delta total de -17.2º sendo

então uma variação de 8.6ºC e com uma eficiência de 12.83% por peça em metade do tempo,

sendo então evidente a influência da temperatura ambiente sobre os experimentos.

Após identificar está influência foi então detectado a necessidade de um isolamento para

a cuba, e buscando temperaturas mais baixas foi desenvolvido o sistema de refrigeração da agua

com gelo utilizando uma bomba de aquário para controlar a vazão.

Experimento 2

Neste experimento realizamos o teste utilizando somente a pastilha e o dissipador

retirando a temperatura diretamente na superfície do modulo e o dissipador na parte quente,

este teste aconteceu em apenas 5 minutos no qual foi possível retirarmos de uma temperatura

ambiente de 28.4ºC para -17.6 ºC, representado na Figura 11.

Figura 11.Termopar demostrando temperatura

Neste experimento com apenas uma Peltier foi obter-se uma variação de temperatura

com delta de 46ºC com isso foi possível obter-se uma eficiência de 68.65%, porém devemos

lembrar que este experimento ocorreu em apenas 5 minutos e sem cuba.

Após 5 minutos observou-se que agua avia condensado na superfície da pastilha

congelando a superfície da placa formando uma placa de gelo e então ficando assim constante

até 8 minutos quando o sistema foi então desligado.

27

Após desligar o sistema está água que avia congelado liquefez misturando com a pasta

térmica na superfície da pastilha, o que demostra uma inviabilidade da utilização desta pasta

para este protótipo.

Com esse experimento foi possível identificar que a área de contato com a qual a

pastilha encontra-se em contato influencia diretamente na eficiência sendo este um fator de

extrema importância para os desenvolvimento do projeto.

Experimento 3

Este experimento foi realizado com utilizando uma condição máxima na qual temos os

seguintes parâmetros conforme Tabela 8:

Tabela 8. Parâmetros do Experimento 1

Parâmetros Valor

Número de módulos 4

Temperatura Ambiente 25.2ºC

Temperatura de entrada da água Água com Gelo, 2.5ºC

Temperatura de saída da água Água 3.5ºC

Isolamento da cuba Espuma de Poliuretano

Vazão do Fluido Refrigerante 150L/h (bomba de agua)

Tempo de Experimento 210min

Volume na Cuba 500mL de Etanol

Visando avaliar o comportamento dos módulos, medições foram feitas minuto a minuto

para a construção do gráfico 2 demostrando assim seu comportamento nas condições já

especificadas.

Ao analisarmos o gráfico 2 apresentado podemos identificar uma decaimento

exponencial, ou seja uma queda brusca nos primeiros 40 minutos mantendo uma taxa de

resfriamento mais baixa após os primeiros 40 minutos atingindo -5 ºC nos próximos 150

minutos a taxa de resfriamento apresentada era muito baixa diminuindo apenas 5 ºC nesse

tempo.

Calculando a taxa de resfriamento(TR) de forma aproximada temos:

TR= 30ºC/40 min = 0.75ºC/min

TR= 5ºC/150 min = 0.0333ºC/min

28

Gráfico 2. Condição Máxima Testada

-13.0-12.0-11.0-10.0

-9.0-8.0-7.0-6.0-5.0-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.011.012.013.014.015.016.017.018.019.020.021.022.023.024.025.026.027.0

2 5 8

11

14

17

20

23

26

29

32

35

38

41

44

47

50

53

56

59

62

65

68

71

74

77

80

83

86

89

92

95

98

10

1

10

4

10

7

11

0

11

3

11

6

11

9

12

2

12

5

12

8

13

1

13

4

13

7

14

0

Tem

pe

ratu

ra (

oC

)

Tempo (min)Experimento 3

29

Mostrando assim que testes com mais de 40 minutos apresentam uma taxa de

resfriamento muito baixa após esse tempo. Visto isso os próximos experimentos foram

realizados por 60 minutos.

Calculando agora a eficiência dos módulos temos:

ΔT= TF-TA

ΔT = -10 -25.2

ΔT = -35.2ºC

Portanto a variação de temperatura por modulo é de 8.8ºC gerando uma eficiência de

13.13% por pastilha, a Figura 12 demostra o protótipo com a temperatura final atingida.

Figura 12. Temperatura e protótipo após 200 min

Experimento 4

Neste experimento foram realizados 4 testes e os parâmetros utilizados foram parecidos

com o experimento 3, e estão representados na Tabela 9, porém neste o número de módulos

utilizados foram menor, ao invés de 4 foram utilizados apenas 2.

30

Tabela 9. Experimento 4 – Medição da Temperatura Minuto a Minuto

Parâmetros Valor

Número de módulos 2

Temperatura Ambiente De acordo com a Tabela no tempo 0 min

Isolamento da cuba Espuma de Poliuretano

Vazão do Fluido Refrigerante 150L/h (bomba de agua)

Tempo de Experimento 60min

Volume na Cuba 500mL de Etanol

Os testes 4.1 e 4.2 foram realizados no mesmo dia, porém ao avaliar o Gráfico 3 foi

possível fazer uma pequena comparação, no experimento 4.1 a temperatura no reservatório com

gelo encontrava-se em na entrada com 5.5ºC e saída no sistema com 6ºC já no 4.2 entrava-se

agua no sistema à 7.5ºC e saia com 8.8ºC. Isto, se deu pelo fato do gelo presente no reservatório

liquefez aumentando assim a temperatura no reservatório tornando inviável a medição após 40

min.

Para os testes 4.3 e 4.4 foram adotadas as mesmas condições com apenas uma diferença,

um dos módulos utilizados foi trocado, mostrando assim que a superfície de contato é

importante para eficiência dos módulos devido a diferença na taxa de refrigeração encontrada

nos dois experimentos.

Apenas para uma ideia de cálculo foi utilizado os dados do teste 4.1 por apresentar um

melhor resultado sendo assim temos:

ΔT= TF-TA

ΔT = -10.9 -24.9

ΔT = -35.8ºC

Portanto a variação de temperatura por modulo é de 17.9ºC gerando uma eficiência de

26.72% por pastilha.

31

Gráfico 3. Experimento 4

-13-12-11-10

-9-8-7-6-5-4-3-2-10123456789

101112131415161718192021222324252627

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72

Tem

per

atu

ra (

ºC)

Tempo (min)

4.1 4.2 4.3 4.4

32

Experimento 5

O experimento foi realizado utilizando agua na temperatura ambiente, com isolamento

e com a bomba de aquário desligada sendo os parâmetros apresentados na Tabela 10:

Tabela 10. Experimento 5 – Medição da Temperatura Minuto a Minuto

Parâmetros Valor

Número de módulos 2

Temperatura Ambiente 23.2ºC

Temperatura de entrada da água 23.2ºC

Temperatura de saída da água 24.3 ºC

Isolamento da cuba Espuma de Poliuretano

Vazão do Fluido Refrigerante 80L/h (força gravitacional)

Tempo de Experimento 60min

Volume na Cuba 500mL de Etanol

Foram realizados duplicatas neste experimento, no mesmo dia e com as mesmas

condições nos dois testes, sendo assim então possível verificar que a superfície de contato de

uma pastilha e outra é primordial para eficiência dos módulos.

No Gráfico 4 podemos verificar que os testes 5.1 e 5.2 mostraram resultados parecidos

demostrando assim que é possível obter resultados parecidos ao manter-se as condições

constantes em ambos experimentos.

Ao calcular a eficiência para o experimento utilizamos os dados do experimento 5.1

encontrando dessa fora uma variação de temperatura de 10.45ºC e uma eficiência de 15.59%

por modulo.

33

Gráfico 4. Experimento 5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

Tem

per

aatu

ra

Tempo(min)

3.1 3.2

34

Experimentos de Aquecimento

Os experimentos de aquecimento foram realizados logo após desligar totalmente o

sistema, sendo este teste realizados para os experimentos 4.3, 4.4, 5.1 e 5.2. O intuito de realizar

esse experimento seria calcular a taxa de aquecimento da cuba isolada em relação apenas a

temperatura ambiente.

A Tabela 11 a seguir demostra os dados coletados durante o aquecimento de cada experimento:

Tabela 11. Medição da Temperatura de Aquecimento

Experimento 4.3 4.4 3.1 3.2

0 2.0 -2.2 2.4 2.2

30s 3.3 -0.7 3.7 3.6

1 4.2 2.7 4.8 4.3

1.5 4.6 2.6 4.5 4.2

2 4.5 2.7 4.5 4.3

2.5 5.1 2.6 4.4 4.4

3 5.3 2.5 4.5 4.5

4 5.3 3.0 4.4 5.4

5 5.5 3.4 5.2 5.3

6 6.4 3.6 5.5 5.5

7 6.6 3.4 6.0 5.4

8 6.5 4.4 6.4 6.0

9 6.5 4.4 6.4 6.3

10 7.3 4.4 6.4 6.4

11 7.5 4.5 6.6 6.4

12 7.4 4.4 7.3 6.5

13 7.4 4.4 7.4 6.6

14 8.5 5.3 7.4 7.3

15 8.5 5.5 7.5 7.4

16 8.7 5.3 7.5 7.4

17 8.4 5.5 8.0 7.5

18 8.4 5.4 8.1 7.5

19 8.5 6.3 8.3 7.4

20 8.5 6.4 8.6 8.2

21 9.4 6.4 8.7 8.4

Com estes dados foi produzido o gráfico 5 e foi possível então calcular a taxa de aquecimento

de cada experimento encontrando considerando que, TA = ΔT/ Δt, sendo que:

TA = Taxa de Aquecimento

ΔT= Variação de temperatura

Δt = Variação de tempo

35

Gráfico 5. Gráfico de Aquecimento Experimento

-10.0-9.0-8.0-7.0-6.0-5.0-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.011.012.013.014.015.016.017.018.019.020.021.022.023.024.025.026.027.028.029.030.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Tem

per

atu

ra (

ºC)

Tempo(min)4.3 4.4 3.1 3.2

36

A tabela 12 apresenta as taxas calculadas para cada experimento conforme explicado:

Tabela 15. Taxa de Aquecimento

Experimento Taxa de Aquecimento

4.3 0.352 ºC/min

4.2 0.409 ºC/min

5.1 0.3 ºC/min

5.2 0.295 ºC/min

Pedra de carga

No sistema de refrigeração desenvolvido encontra-se várias curvas e os dissipadores de

cobre apresentam uma curva em U internamente, sendo este fator extremamente importante

pois a bomba de aquário foi adicionada ao sistema com o intuito de aumentar a vazão do sistema

sendo que a vazão diminuiu de 1000L/h para 150L/h.

37

Conclusão

Este projeto foi desenvolvido com o intuito de verificar a viabilidade técnica da

construção de um banho térmico com um sistema de refrigeração utilizando os módulos Peliter,

que após construído foi possível identificar alguns parâmetros que influenciam de forma

significante para melhor eficiência dos módulos, estes listados em tópicos abaixo:

1- Superfície de contato do modulo com a cuba:

Este fator demostrou-se durante todos os experimentos ser o fator que mais influenciou

diretamente na eficiência, quanto maior a área de contato melhor será a eficiência dos módulos,

para isto seria ideal utilizar cuba e dissipadores de calor mais liso possível (não côncavo) e a

utilização de uma pasta térmica adequada para a transferência de calor em baixas temperaturas.

2- Isolamento térmico da cuba:

O isolamento térmico utilizando espuma de poliuretano demostrou-se importante para

o processo pois, após adiciona-lo foi possível obter-se temperaturas negativas. A taxa de

aquecimento calculada demostrou-se baixa sendo interessante para o projeto.

3- Vazão e Perda de carga:

A vazão é um fator que influencia diretamente na eficiencas das patilhas, ao variamos a

vazão foi possível identificar que quanto maior a vazão mais eficiente é o modulo. A perda de

carga diminui a vazão, portanto deve ser evitada para melhor eficiência dos módulos.

4- Temperatura do dissipador:

A utilização do gelo para diminuir a temperatura demostrou-se efetiva, chegando a

temperaturas negativas, porém um método para melhor aplicar essa situação deve ser

desenvolvido devida a perda de carga do sistema.

38

5- Fontes Elétricas:

As fontes utilizadas durante o processo não eram adequadas para a realização dos

experimentos pois não forneciam a energia necessária especificada pelo fabricante, desta forma

para melhores resultados deve-se se utilizar fontes conforme a especificação do fabricante.

A melhor condição identificada foi a utilização de 2 módulos Peltier, sistema de

refrigeração de água com gelo, isolado termicamente do ambiente e com a vazão de 150 L/h no

sistema de refrigeração.

Para concluir, podemos perceber que foi possível atingir temperaturas baixas que podem

ter aplicações para a indústria, e que também é possível melhorar o sistema, desenvolvendo um

sistema mais robusto totalmente padronizado, porém devido ao alto custo para se desenvolver

um protótipo necessário recomenda-se que uma pesquisa de mercado seja realizada para que

seja comprovado um interesse econômico maior neste tipo de equipamento.

39

Referências Bibliográficas

G. Batista Ribeiro, J. Farret Ferzola e R. da Silva Rodrigues, “Dissipador De Calor De

Cobre Refrigerado Com Nitrogênio Líquido,” Porto Alegre, 2009.

J. R. Camargo e M. C. d. Oliveira, “Aplicação De Módulos Termelétricos Para

Condicionamento De Ar,” vol. 17, 2011.

M. Domınguez, D. Garcıa, J. Esarte, D. Astrain e J. Vian, “Possibilities of efficiency

improvement in the thermolectric systems,” Journal of Thermoelectricity 2, pp. 31-40,

1999

S. N. Espinosa e G. L. Masini, “Fundamentos de Transfer encia de Calor,” 2000.

Everredtronic, L. (2015, 11 10). Everredtronic. Retrieved from www.everredtronics.com

G. Festa e B. Neri, “Thermally regulated low-noise, wideband, IrV converter, using

Peltier heat pumps 1994. 900–905.,” IEEE Trans. Instrum. Meas., pp. 900-905, 6 1994.

Gener, V.R. Perda de Carga e Comprimento Equivalente.

http://www.sp.senai.br/portal/refrigeracao/conteudo/perda%20de%20carga%20-

valterv.1.pdf.

F. Kreith e M. Bohn, Principios de Transferencia de Calor, São Paulo: Editora Edgard

Bucher, 1977.

W. A. Little, “Micro miniature refrigerator for Joule–Thomson cooling of electronic

chips and devices,” Adv. Cryog Eng., pp. 1325-1333, 3 5 1990.

P. F. Milcent, “ Noóes de isolamento termico de tubulações”, Universidade Federal do

Parana,2006

S. Riffat e X. Ma, “Thermoelectrics: a review of present and potential applications,”

Appl. Thermal Eng 23, pp. 913-935, 2003.

M. M. Shapiro, J. HowardN, Fundamentals of Enginnering Thermodynamics, New

York City,USA.: John Wiley & Sons Inc, 2000.

A. Sloman, P. Buggs, J. Molloy e Stewartd., “A microcontroller based driver to

stabilize the temperature of an optical stage to within 1 mK in the range 4–388C, using

a Peltier heat pump and a thermistor sensor,7 _11. _1996. 1653–166,” Meas. Sci.

Technol, pp. 1653-1664, 11 7 1996.

R. Sreedhar e A. K. Sreedhar, “Joule–Thomson cooling with binary mixture,” Infrared

Phys. Technol, pp. 451-455, 7 1998.

40

J. Stockholm, “Current state of Peltier cooling,” em XVIth Int. Conference of

Thermoelectrics, Desden, Germany, 1997.

D. Rowe, CRC Handbook of Thermoelectrics, CRC Press, 1995

Tecnológica, R. d. (2011, 03 18). Inovação Tecnológica. Retrieved from

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=terras-raras-

eficiencia-material-termoeletrico#.VnfVfvkrLIU

J. G. Vian, D. Astrain e M. Dominguez, “Numerical modelling and design of a

thermoelectric dehumidifier,” Applied Thermal Engineering, pp. 407-422, 22 4 2002.

F. Volklein, G. Min e D. Rowe, “Modelling of a microelectromechanical thermoelectric

cooler,” Sens. Actuators A75, pp. 95-101, 1999

M. E. Wiegel e D. H. Matthiesenn, “Determination of the Peltier coefficient for gallium

arsenide,” Journal of Crystal Growth, vol. 333, pp. 20-24, 2011.

H. D. Young, University Physics 13th Ed. 2013.