jueves, junio 30, 2022
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Módulo de Peltier

Método de enfriamiento con módulos de Peltier

por Luis

Método de enfriamiento con módulos de Peltier

Métodos para bajar la temperatura en nano arrecife y pico reef

Pico reef

Pico reef 18 litros

Existen dos tipos de acuarios de arrecife muy populares llamados “Nano Arrecife” y “Pico Reef”, el primero pertenece a una categoría de acuarios que deben ser mayores de 20 litros, pero sin exceder los 120 litros para ser considerados “Nano” (20-120 lts), y el segundo “Pico Reef”, no debe contener más de 20 litros (< 20 lts) para pertenecer a esta categoría. Estos acuarios son por lo general de topes abiertos o sin tapas para facilitar la instalación de sus equipos, y eso los hace susceptibles a la evaporación.

Los chillers o enfriadores convencionales requieren un flujo mínimo entre 800 y 1200 litros/hora para poder ser operados, y podrían ser utilizados en los nano arrecifes entre 60 y 120 litros, pero no podrían ser utilizados en acuarios más reducidos, porque el caudal creado por la bomba de agua dentro del acuario sería demasiado intenso.

El método de enfriamiento mediante evaporación no sería recomendable en estos acuarios, ya que los mismos presentan problemas críticos de evaporación sin que le hagamos nada, y tratar de evaporarlos aún más con la ayuda de ventiladores eléctricos solo agravaría el problema.


Módulos de Peltier

Diagrama de ensamblaje

Una posible solución para bajar la temperatura en los acuarios cuando no se puedan utilizar un chiller o enfriador, ni tampoco ventiladores eléctricos, serían los módulos de Peltier. El Módulo de Peltier es una placa con semiconductores en su interior, los cuales trabajan como una bomba de calor cuando son accionados por un flujo eléctrico. La placa extrae el calor en una cara del módulo a través de los semiconductores, y lo transfiere a la cara opuesta, para producir calor en una cara y frió en la otra.

Los módulos de Peltier operan normalmente con transformadores o fuente de poderes de 12V, 24V, 36V o 48V DC, y por lo general requieren de un disipador de calor de aluminio o cobre “preferiblemente”, mas un ventilador eléctrico para asistir o enfriar el disipador de calor o heatsink.

Los módulos de Peltier no contienen partes o piezas móviles, por lo tanto no están expuestos a ningún tipo de desgaste físico, y eso hace que sean altamente confiables. Los módulos se utilizan normalmente en instrumentos médicos, equipos ópticos y equipos militares debido a esa razón. Los módulos de Peltier pueden ser utilizados también en pequeños aparatos de refrigeración portátil, por su reducido tamaño, aunque no son muy populares para este tipo de aplicaciones, debido a su baja capacidad de refrigeración y debido a que son energéticamente ineficientes.

Conexión de módulo de Peltier

Módulo de Peltier

Módulo de Peltier

El Módulo de Peltier se puede conectar directamente a las paredes externas del acuario a través de una placa de aluminio. La placa de aluminio podría ser de aproximadamente 12 x 12 cm, y sería utilizada como puente entre el módulo de Peltier y la superficie del vidrio. La placa de aluminio deberá de conectarse al vidrio y a una de las caras del módulo, con silicona o grasa termo transferible. La grasa termo transferible se utiliza normalmente en las juntas de los CPU de las computadoras y su disipador de calor, y la silicona termo transferible se utiliza normalmente para el ensamblaje de los disipadores de calor en los LED de alta potencia.

Según su amperaje, un módulo de Peltier puede bajar la temperatura entre 2°C ~  3°C, en un acuario de 40 litros en aproximadamente dos o tres horas. Dependiendo del volumen de agua en el acuario y de los grados que se quiera bajar, se puede utilizar uno o varios módulos a la vez, pero tenga cuidado de no descender demasiado la temperatura, y como precaución puede colocar un calentador automático, cuando no esté presente, seleccionando la temperatura mínima para que la temperatura no baje más allá de ese punto.

No se recomienda el uso de termostato en los módulos de Peltier, porque el encendido y apagado continuo en estos módulos pueden dañar sus semiconductores, existen controladores de temperatura que trabajan con osciladores electrónicos para modular la frecuencia, pero son para aplicaciones en equipos de óptica y quirúrgicos y son exageradamente costosos, así que no valen la pena.

Como nota final, quiero aclarar que los módulos de Peltier se utilizan en equipos médicos y militares por ser confiables, pero no por su eficiencia, y se utilizan en algunos equipos de refrigeración portátil, cuando las dimensiones del diseño lo requiera. En los acuarios, yo personalmente lo usaría en casos de emergencia, pero no como un método alterno de enfriamiento, debido a que no son energéticamente eficientes.

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