A GELADEIRA PELTIER

Universidade Paulista

Atividades Práticas Supervisionadas

Andreo Baldin

Eduardo Yukio Hayashi

Lucas Silva Santos

Patrik Kaye Lima

Victor Maeda Manzano

Mini Geladeira Portátil

Campinas/SP

2021

Andreo Enrique Perini Baldin

Eduardo Yukio Hayashi

Lucas Silva Santos

Patrik Kaye Lima

Victor Maeda Manzano

Mini Geladeira Portátil

Trabalho apresentado como requisito para aprovação em atividades práticas supervisionadas para composição da nota semestral.

Prof. Maurício Corrêa

Campinas/SP

2021

Andreo Enrique Perini Baldin

Eduardo Yukio Hayashi

Lucas Silva Santos

Patrik Kaye Lima

Victor Maeda Manzano

Mini Geladeira Portátil

Trabalho apresentado ao Programa de Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Paulista de Campinas, como requisito para obtenção da nota semestral em Atividades Práticas Supervisionadas.

Aprovado em        de                    de 20    

                                COMISSÃO EXAMINADORA

_______________________________

Professor Maurício Corrêa

Universidade Paulista de Campinas

Orientador

Sumário

1 INTRODUÇÃO1

2 FUNDAMENTOS 2

2.1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS2

2.1.1 PRINCÍPIOS DA REFRIGERAÇÃO2

2.1.2 EFEITO TERMOELÉTRICO (PELTIER)2

     2.1.3 TROCAS DE CALOR E ISOLAMENTO TÉRMICO...................................................................4

2.2 FUNDAMENTOS PRÁTICOS4

2.2.1 MATERIAIS UTILIZADOS 4

2.2.2 MONTAGEM DA MINI GELADEIRA8

3 MEMORIAL DE CÁLCULOS 9

        3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ....................................................................................................9

        3.2 DIMENSIONAMENTO DA PASTILHA PELTIER .....................................................................11

        3.3 DIMENSIONAMENTO DISSIPADOR DE CALOR ....................................................................12

        3.4 TRANFERÊNCIA DE CALOR ..................................................................................................13

4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 14

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14

   

   

1 INTRODUÇÃO

A criação da geladeira mudou totalmente o cotidiano do ser humano, a sua saúde e a forma como nos alimentamos. A utilização desta tecnologia nos proporcionou uma qualidade de vida incomparável com nossos antigos antecessores.

Com o passar dos anos, a tecnologia foi evoluindo e assim fomos capazes de criar geladeiras cada vez menores e mais eficientes. A placa de Peltier é um exemplo, na qual funciona basicamente com a troca de calor, retirando o calor do ambiente interno e jogando para o externo.

O objetivo deste trabalho é apresentar um protótipo de mini geladeira portátil utilizando placa de Peltier e materiais recicláveis, com intuito de resfriar uma lata de 310 ml de refrigerante, atingindo uma temperatura máxima de 10°C. Além de identificar o balanço de energia do sistema, ou seja, quantificar a energia contida na lata e calcular a potência necessária para remoção desta energia.

        Dentre as vantagens deste sistema pode-se destacar o tamanho reduzido de cada pastilha, contribuindo para desenvolver um equipamento mais compacto, o que não seria possível com o sistema convencional de resfriamento de uma geladeira, por exemplo.

        

2. FUNDAMENTOS

2.1 Fundamentos Teóricos

2.1.1 Princípio da Refrigeração

O propósito de uma refrigeração é diminuir a velocidade da atividade das bactérias fazendo com que elas demorem mais para estragar os alimentos.

Sem a geladeira, teríamos que jogar fora os alimentos que sobram ao invés de guardar para uma outra refeição. A refrigeração e o congelamento são duas formas de se preservar alimentos.

A transferência de calor de ambientes de baixa temperatura para outros a temperaturas maiores é chamada de refrigeração.

“Equipamentos que tem o propósito de resfriar um ambiente são chamados de refrigeradores - operam segundo um ciclo frigorífico” (Yunus A. Çengel).

2.1.2 Efeito Termoelétrico (Pastilha Peltier)

O Efeito termoelétrico é um conceito que trata o envolvimento entre eletricidade e temperatura.

A célula Peltier é um aglomerado de placas de cerâmica (material semicondutor), assim gerando um diferencial de temperatura maior e, consequentemente, atingindo temperatura mais altas em uma extremidade e temperaturas mais baixas na outra extremidade. São ligadas eletricamente em série e termicamente em paralelo.

Funciona como uma bomba térmica, pois retira calor de um lado e transfere para o outro, de forma que um lado fica com temperatura amena e outro com temperatura elevada.

Dentre as vantagens dessas pastilhas estão a ausência de partes móveis, ausência de gás, não produz ruído, não gera vibrações, além de um tamanho reduzido.

[pic 1]

Figura 1 – Junções de um termoelemento

Fonte: Editada de DANVIC LTDA.

Com base na Figura 1 é possível entender o funcionamento da célula de Peltier, onde nas junções está passando corrente contínua, essa faz com que as junções J3 e J2 se resfriem. O calor absorvido nessas junções (frias) é enviado até as junções J1 e J4 (quentes).