Utilização do efeito Peltier para resfriamento de ambientes
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34119 http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.669 |
Resumo: | In a world where the global warming exists, the global population is increasingly seeking a thermal comfort through the air cooling systems. The most usual system found in houses and buildings is the air conditioners, which release HFCs and CO2, gases harmful to the environment. To avoid these problems, this work uses the Peltier effect, which consists of generating a temperature gradient when an electrical current passes through two semiconductor elements, to cool environments without emitting toxic gases into the atmosphere. Environment prototypes were produced by sheets of Styrofoam with thickness equal to 25 mm, with base areas ranging from 0.20 m2 to 1.70 m2 and a constant ceiling height of 0.25 m. The cooling system had four Peltier cells connected to an electrical source of 50 A and 12 V and their powers ranged from 285.8 W to 334.2 W. The heat dissipation on the hot side of the system was done by an aluminum heat sink with a stream of water at its base and a fan blowing on its fins. On the cold side, the dissipation was exclusively made by a second aluminum heat sink and a fan circulating the air in the environment. Five thermometers were placed in different locations to analyze the behavior of indoor air. The tests happened for 120 minutes, but the greatest drops in temperature were in the first 20 minutes. The best result was in the environment with the smallest base area and the greater power, where a drop of 9.4 ºC was recorded. It also was noticed that the fan inside the environments influenced the cooling, as it produced heat. Testing in three different areas showed that the smaller the environment, the higher was the effect of the fan’s heat. |
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Utilização do efeito Peltier para resfriamento de ambientesUsing the Peltier effect for room coolingEnergia elétricaElectricityDissipação térmicaThermal dissipationSustentabilidadeSustainabilityTroca de calorHeat exchangeCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURAEngenharia quimicaControle de processos químicosEnergia elétrica - TransmissãoIn a world where the global warming exists, the global population is increasingly seeking a thermal comfort through the air cooling systems. The most usual system found in houses and buildings is the air conditioners, which release HFCs and CO2, gases harmful to the environment. To avoid these problems, this work uses the Peltier effect, which consists of generating a temperature gradient when an electrical current passes through two semiconductor elements, to cool environments without emitting toxic gases into the atmosphere. Environment prototypes were produced by sheets of Styrofoam with thickness equal to 25 mm, with base areas ranging from 0.20 m2 to 1.70 m2 and a constant ceiling height of 0.25 m. The cooling system had four Peltier cells connected to an electrical source of 50 A and 12 V and their powers ranged from 285.8 W to 334.2 W. The heat dissipation on the hot side of the system was done by an aluminum heat sink with a stream of water at its base and a fan blowing on its fins. On the cold side, the dissipation was exclusively made by a second aluminum heat sink and a fan circulating the air in the environment. Five thermometers were placed in different locations to analyze the behavior of indoor air. The tests happened for 120 minutes, but the greatest drops in temperature were in the first 20 minutes. The best result was in the environment with the smallest base area and the greater power, where a drop of 9.4 ºC was recorded. It also was noticed that the fan inside the environments influenced the cooling, as it produced heat. Testing in three different areas showed that the smaller the environment, the higher was the effect of the fan’s heat.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)Em um mundo onde o aquecimento global se faz presente, a população mundial busca cada vez mais um conforto térmico através dos sistemas de resfriamento de ar. A maneira mais usual encontrada nas casas e prédios são os aparelhos de ar condicionado, que liberam gases HFCs e CO2, prejudiciais ao meio ambiente. Para que esses problemas sejam evitados, esse trabalho utiliza do efeito Peltier, que consiste na geração de um gradiente de temperatura quando uma corrente elétrica passa por dois elementos semicondutores, para resfriar ambientes sem a emissão de gases tóxicos à atmosfera. Foram produzidos protótipos de ambientes fabricados de folhas de isopor de espessura igual a 25 mm com áreas da base variando de 0,20 m2 a 1,70 m2, sendo que foi mantido um pé direito constante de 0,25 m. O sistema de resfriamento foi composto de quatro pastilhas Peltier ligadas a uma fonte elétrica de 50 A e 12 V e suas potências eram variadas de 285,8 W a 334,2 W. A dissipação de calor do lado quente do sistema foi feita por um dissipador de alumínio com uma corrente de água em sua base e um cooler soprando em suas aletas. Já no lado frio, o calor recebido era espalhado no sistema com o auxílio de um segundo dissipador de alumínio e um cooler circulando o ar no ambiente. Cinco termômetros foram posicionados em locais diferentes para analisar o comportamento do ar no interior. Os testes ocorreram por 120 minutos, sendo que nos primeiros 20 minutos ocorreram as maiores quedas de temperatura. O melhor resultado obtido foi no ambiente de menor área da base e maior potência, onde foi registrado uma queda de 9,4 ºC. Constatou-se também que o cooler presente dentro dos ambientes influenciou no resfriamento, já que produzia calor. O teste feito em três diferentes áreas mostrou que, quanto menor o ambiente, mais efeito tinha o calor do cooler.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaVieira, Luiz Gustavo Martinshttp://lattes.cnpq.br/6266547523604644Vieira, Rafael Brunohttp://lattes.cnpq.br/6373988987586203Silva, Danylo de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/8216573686887098Kyriakidis, Yanne Novaishttp://lattes.cnpq.br/4496520699221094Silva, Diogo Italo Segalen dahttp://lattes.cnpq.br/6349076678014968Silva, Thaynara Pedrosa2022-02-15T17:53:34Z2022-02-15T17:53:34Z2021-12-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Thaynara Pedrosa. Utilização do efeito Peltier para resfriamento de ambientes. Orientador: Luiz Gustavo Martins Vieira. 2021. 64 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Faculdade de Engenharia Química, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.669https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34119http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.669porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2022-02-16T06:29:20Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/34119Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-02-16T06:29:20Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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