Costruiamo un frigorifero con le celle Peltier 2/2

frigorifero con le celle Peltier fai da te

In realtà l’ampiezza è superiore in quanto l’operazionale presenta anche un guadagno in tensione. Ad ogni buon conto con un segnale di tale ampiezza, la durata degli impulsi generati è massima e la cella eroga tutta la potenza di cui è capace. Immaginiamo ora che la temperatura scenda a 10 gradi; conseguentemente anche la tensione calerà a 100 mV e la differenza a 50 mV: gli impulsi generati avranno una durata inferiore e la cella verrà attivata per un periodo di tempo più limitato.

In ultima analisi, dunque, il potere refrigerante del nostro sistema si riduce a mano a mano che la temperatura all’interno della cella frigorifera si avvicina a quella impostata ed aumenta, sino a raggiungere il massimo livello, quando la “forbice” è molto alta. Il circuito di controllo viene alimentato dalla tensione continua fornita dallo stabilizzatore U3 mentre la cella di Peltier ed il mosfet vengono alimentati direttamente dalla tensione a 12 volt fornita dall’alimentatore o dalla batteria.

IN PRATICA

Per il cablaggio del regolatore abbiamo utilizzato un apposito circuito stampato sul quale trovano posto tutti i componenti. Il montaggio di questa scheda non presenta particolari degni di nota così come la taratura e la messa a punto: non vi sono infatti componenti critici o regolazioni da effettuare. L’unico comando fa capo al potenziometro P1 col quale è possibile impostare la temperatura di lavoro con una escursione compresa -in relazione ai valori utilizzati – tra 2 e 15 gradi circa. Molto più complesso risulta invece l’allestimento della cella frigorifera vera e propria.

A tale scopo consigliamo di acquistare un contenitore termico di tipo commerciale con una capacità compresa tra 10 e 40 litri del tipo di quelli funzionanti con le “mattonelle” di ghiaccio.

Questa soluzione consente di realizzare in poco tempo un prodotto molto valido anche dal punto di vista estetico. Tuttavia, la cosa più importante, è l’isolamento termico che, in un dispositivo di tipo “artigianale”, non è facile da ottenere. Per il buon funzionamento della cella frigorifera è infatti indispensabile che tutto il sistema sia ben coibentato: anche piccole zone di dispersione possono causare innalzamenti termici di 5-10 gradi, specie se la temperatura esterna è molto alta. Per questo motivo anche la scelta del contenitore termico è molto importante: scartate prodotti a basso costo con scarso isolamento e indirizzate la vostra scelta verso contenitori di qualità. Per realizzare il nostro frigorifero portatile abbiamo utilizzato una sistema termoelettronico completo ovvero munito di dissipatori di evaporazione e condensazione.

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Questo prodotto può essere richiesto alla ditta Futura Elettronica. Per montare il tutto sul contenitore termico è necessario realizzare una cava sulla parete posteriore di 40 x 40 millimetri di lato nonché quattro fori di fissaggio. E’ sicuramente questa l’operazione più delicata di tutto il montaggio: i fori debbono combaciare perfettamente senza lasciare passare la benché minima quantità d’aria. Per poter essere inserito nel contenitore, il modulo va smontato e rimontato; durante questa fase vanno apportate le eventuali modifiche ai quattro distanziatori isolati ed al cubo di alluminio che mette in contatto la cella con il dissipatore di evaporazione. Quest’ultimo, in funzione delle dimensioni del contenitore termico, potrà essere sostituito con una piastra di alluminio di maggiore superficie, come abbiamo fatto noi per realizzare il nostro prototipo.

Sul dissipatore esterno andranno montate una o due ventole funzionanti a 12 volt per migliorare la dispersione del calore. Allo stesso dissipatore potrà essere fissata anche la piastra di controllo. La sonda di temperatura dovrà essere inserita all’interno del contenitore, fissata con una goccia di collante cianoacrilico. Per verificare il buon funzionamento del frigorifero è consigliabile utilizzare anche un termometro digitale; nel prototipo da noi messo a punto abbiamo inserito il circuito sulla parete frontale del frigo. Il circuito elettronico di controllo non richiede alcuna operazione di taratura. Se possedete un oscilloscopio potrete verificare l’ampiezza degli impulsi presenti sul gate del mosfet in funzione della temperatura rilevata dalla sonda e della regolazione del potenziometro P1.

Quando il mosfet è completamente in conduzione l’assorbimento complessivo è di circa 5 ampère a 12 volt; quando la temperatura all’interno della cella si avvicina a quella desiderata, l’assorbimento scende sino a valori molto bassi, dell’ordine di 1 ampère. Le due ventole sono sempre in funzione ed assorbono una corrente di un centinaio di milliampère. Per alimentare in casa questo dispositivo, l’alimentatore da rete deve essere pertanto in grado di erogare una corrente di almeno 5-6 ampère. Durante l’impiego in auto o in camper, non lasciate in funzione il frigo per molte ore se la vettura non è in moto: potreste ritrovarvi con la batteria scarica. Verificato il buon funzionamento del frigorifero, a protezione della parte elettronica fissata sul retro della cella, è consigliabile fare uso di un idoneo contenitore (plastico o metallico) munito di opportune fessure che consentano una buona circolazione dell’aria.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

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