Desenvolvimento de um sistema de condicionamento de ar em escala reduzida utilizando módulos termoelétricos

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do protótipo em escala reduzida de um sistema de refrigeração de ambientes baseado no efeito Peltier, para aplicação análoga aos condicionadores de ar comercializados atualmente, utilizando módulos termoelétricos. A pesquisa é motivada pela possibilidade de concepção de um equipamento de refrigeração para obtenção de conforto térmico, sem algumas desvantagens dos condicionadores de ar comerciais como por exemplo a vibração, ruído além das grandes dimensões como na atualidade pode ser visto. Através da pesquisa exploratório busca-se detalhar o fenômeno térmico conhecido como efeito Peltier, suas características, materiais além da revisão do estado da arte afim de encontrar estudos correlatos a proposta apresentada. Apresentam-se as etapas e detalha-se o desenvolvimento do protótipo compreendendo a parte mecânica, elétrica e térmica. Em um segundo momento, o protótipo desenvolvido é submetido a testes de validação que demonstram a real funcionalidade conforme previsto, porém, com baixo rendimento em comparação aos equipamentos existentes de refrigeração. Realiza-se ainda, uma análise comparativa por extrapolação entre o protótipo desenvolvido e condicionadores de ar comercializados permitindo a avaliação de possibilidade e implementação em escala real de aplicação. Conclui-se sugerindo melhorias e novos estudos para otimização e ajustes nas dinâmicas térmicas podem obter um produto tecnicamente viável e comercialmente apropriado.

This work describes the development of a prototype for a cooling system for environments with base on the Peltier effect, for application analogous to air conditioners currently marketed, using thermoelectric modules. The search is motivated by the possibility of conception of a cooling device to obtain a thermal comfort without some disadvantages of commercial air conditioners such as vibration, noise beyond large as can be seen today. Through exploratory research seeks to detail the thermal phenomenon known as the Peltier effect, their characteristics, materials beyond the state of the art review in order to find related studies the proposal. Presents the steps and prototype development details related the mechanics part, electrical and thermal. In a second moment, the prototype is submitted to validation tests that demonstrate the functioning as planned however, with low performance compared with commercial refrigeration equipment. It presents also a comparative analysis through extrapolation between the prototype and air conditioners commercialized allowing the evaluation of possibility and implementation in full-scale application. It concluded that the proposed improvements and new studies for optimization and adjustments in the thermal dynamics can obtain a product technically viable and commercially appropriate.