O efeito Peltier pode se utilizado para refrigeração ou aquecimento. Apesar de o rendimento ser muito inferior ao apresentado por dispositivos com compressor, apresenta vantagens pois não precisas de qualquer gás poluente (CFC), ser silencioso, não ter partes móveis, funcionar em qualquer posição, não precisar de manutenção, ser reversível (aquece ou arrefece, conforme o sentido da corrente) para além de permitir um controlo preciso da temperatura. Para uma utilização mais eficiente, requer um dimensionamento ajustado às necessidades de refrigeração/aquecimento e um controlo de funcionamento dinâmico.
Projectar, simular, construir e caracterizar um protótipo de equipamento de refrigeração/aquecimento, com recurso a dispositivos de efeito Peltier. Pretende-se dimensionar e fabricar um protótipo dos módulos de refrigeração/aquecimento, o desenvolvimento da electrónica de controlo e integração do conjunto num equipamento de refrigeração/aquecimento.
Tarefas
1. Estudo dos dispositivos de efeito Seebeck e Peltier. 1 mês
Como funcionam?
Como modelar (matematicamente) o seu comportamento térmico/eléctrico, nomeadamente:
Quantidade de calor/frio gerado, em função das condições de funcionamento.
Como as características (numero de junções, comprimento de cada elemento, propriedades dos materiais, ...) influenciam o comportamento dos dispositivos.
Rendimento em função das condições de funcionamento.
2. Estudo do estado da arte. 1 mês
O que já foi feito?
Como foi feito?
Que resultados foram obtidos?
Que problemas foram detectados?
Deliverables (até 30 Nov)
Texto sobre estado da arte, a incorporar posteriormente na tese.
3. Especificação. 1 mês
Dimensionamento do espaço de refrigeração: Potência térmica e isolamento necessários.
Características do sistema de controlo.
Especificação da interface do sistema de controlo.
Selecção dos componentes principais do sistema de controlo.
Deliverables (até 31 Dez)
Texto com especificação do sistema, a incorporar posteriormente na tese.
4. Projecto do sistema de refrigeração/aquecimento. 2 meses
Projectar um sistema de arrefecimento:
Dimensionar a quantidade e características dos elementos Peltier
Dimensionamento dos dissipadores
Prever matematicamente o seu comportamento.
Aquisição de material.
Fabrico de protótipo de refrigeração
Testes de refrigeração (em malha aberta)
Deliverables (até 28 Fevereiro)
Protótipo de refrigeração.
Caracterização térmica do protótipo.
5. Projecto do dispositivo electrónico de controlo. 4 meses
Desenvolvimento do hardware.
Desenvolvimento do software.
Integração com dispositivo de arrefecimento.
Testes e caracterização do sistema de controlo com o equipamento de refrigeração/aquecimento..
Deliverables (até 30 Junho)
Protótipo de refrigeração com controlo electrónico.
6. Optimização. 1 mês
Alterações ao protótipo para optimização de desempenho.
Deliverables (até 31 Julho)
Caracterização térmica e eléctrica do sistema de refrigeração.
7- Escrita de relatório e artigo. 1 mês
Deliverables (até 30 Setembro)
Tese de dissertação
Apresentação em conferência e/ou artigo em revista