Introducción a la Refrigeración Termoeléctrica
Un refrigerador termoeléctrico es un tipo especial de semiconductor que funciona como una bomba de calor. Aplicándole una tensión continua, el calor será desplazado en la dirección de la corriente (del + hacia el -). El calor es “bombeado” de una cara del módulo a la otra, de manera que una estará fría y la otra caliente, y el efecto es reversible. Esto es conocido también como el Efecto Peltier y es muy utilizado en aplicaciones militares y aerospaciales que necesitan refrigerar componentes sensibles a la temperatura sin necesidad de Freón o compresores. El efecto Peltier fue descubierto en 1834. Cuando la corriente pasa a través de una unión de dos diferentes tipos de conductores produce un cambio de temperatura. Sin embargo, la aplicación práctica de este concepto requiere el desarrollo de semiconductores que sean buenos conductores de la electricidad y pobres conductores del calor - el equilibrio perfecto para las características TEC (Termoeléctricas). Hoy en día se utiliza principalmente el Telurido de Bismuto como material semiconductor, dopado fuertemente para crear un exceso (tipo-n) o una deficiencia (tipo-p) de electrones.
Qué es un refrigerador Peltier y cómo funciona ?
Un refrigerador Peltier es un refrigerador que utiliza un elemento Peltier. Un elemento Peltier se puede describir como “una bomba de calor” - que bombeará el calor de una cara a la otra del elemento. Esto significa que un elemento Peltier tiene una cara fría y otra de caliente. Para realizar esto el elemento Peltier utiliza la electricidad - bastante cantidad por cierto. Esto indica también que en adición al bombeo de calor, el elemento Peltier actualmente produce calor - en conjunto, el sistema trabajará caliente, pero el elemento Peltier refrigerará donde sea necesario - en el CPU. Normalmente, la diferencia de temperatura entre el lado caliente y el frío es de alrededor de 70 grados, con algunos elementos Peltier de altas características esta diferencia puede alcanzar los 120 grados.
Qué hay de especial en los elementos Peltier ?
Los buenos refrigeradores Peltier refrigeran significativamente mejor que los convencionales disipadores, siendo muy adecuados para el overclocking. Es importante subrayar que el disipador de un refrigerador Peltier estará mas caliente que un disipador de un refrigerador convencional, debido al calor añadido que produce el propio elemento Peltier.
Peligros de los refrigeradores Peltier
Si bien un refrigerador Peltier puede ser una perfecta solución térmica, si su diseño es insuficiente o los ventiladores están instalados inadecuadamente puede ser peligroso. He aquí relacionados algunos de los peligros:
- Sobrecalentamiento: Los refrigeradores Peltier vienen con un disipador y un ventilador. Si el ventilador falla, esto es mas peligroso que con un disipador convencional. Debido a que el calor del elemento Peltier, puede freír su CPU. También debe asegurarse de la ventilación adecuada del sistema. Un refrigerador Peltier añadirá calor al sistema - otras unidades sensibles al calor como discos duros deben ser refrigerados adecuadamente. Asegúrese que no haya cables de impidan la libre circulación del aire o cubran el ventilador. Como con otros refrigeradores, deberá utilizar algún componente termal.
- Problemas eléctricos: El elemento Peltier consume una potencia eléctrica importante, posiblemente mas de lo que pueda suministrar su fuente de alimentación. Esto es especialmente un problema al arrancar un sistema: Mientras sus discos duros alcanzan velocidad, estos utilizan mas potencia, y si el Peltier inicia consumiendo esta potencia al principio, esto puede ser un problema. Los buenos refrigeradores Peltier resuelven este problema arrancando los elementos Peltier después de cierto tiempo, cuando el CPU está caliente. Otro problema puede ser el cableado eléctrico del elemento Peltier - si es demasiado fino (como algunos Peltiers baratos). Este puede no ser suficiente para poder con los requerimientos del Peltier y se sobrecalentará. También, observe que el refrigerador Peltier debe tener una línea dedicada desde la fuente de alimentación. No deje que el Peltier comparta una línea con un disco duro, floppy, etc.
- La Condensación de agua es especialmente un problema cuando utiliza su ordenador en un ambiente húmedo. Cuando su CPU funciona muy frío (en segundos o minutos después de la puesta en marcha), puede enfriarse por debajo de la temperatura de la habitación, y esto produce condensación en el CPU, en el zócalo, y debajo del zócalo. Los buenos Peltiers resuelven este problema haciendo funcionar el elemento Peltier sólo después de que el CPU alcance una cierta temperatura. La condensación es un problema a considerar, pero no sobrestimar su importancia. Un cortocircuito debido a la condensación es muy improbable, especialmente a partir de agua condensada, pues conduce muy mal la electricidad (casi no contiene iones).
- El elemento Peltier debe tener el tamaño adecuado. Si el elemento Peltier sólo cubre una parte del CPU (algunas veces hay un problema con el CPU que tiene una pequeña placa metálica en el medio, por ejemplo el Pentium-200 MMX), entonces puede ocurrir la condensación. Si el elemento Peltier es demasiado pequeño (como el caso del K6, que tiene una gran placa metálica), entonces la refrigeración puede ser inadecuada.
Cuando ocurre la condensación exactamente ?
Si en un elemento Peltier ocurre o no la condensación, depende de tres factores : La temperatura ambiente, la humedad del aire, y la temperatura del objeto refrigerado (P.E. CPU o lado frío del elemento Peltier). El aire caliente y húmedo dentro de la caja del ordenador, es el problema mas probable para producir condensación.
- Unos ejemplos de condensación:
Temperatura ambiente de 20º C y humedad del aire de 65% Resultado: Habrá condensación en una superficie de 13,2º C de temperatura (CPU, refrigerador Peltier) Si la temperatura ambiente es de 25º y la humedad del aire es de 90% se producirá la condensación a una temperatura de 23,2º C. Y si la temperatura ambiente es de 30º y la humedad del aire del 90% la condensación se producirá a los 28,2º C.
Qué es un Refrigerador Peltier “último grito” ?
Bien, si se utiliza adecuadamente, un buen refrigerador Peltier puede ser una excelente solución. Si se utiliza inadecuadamente, o es de baja calidad, entonces puede causar problemas o hacer peligrar la integridad de su sistema.
Hasta cuando dura un elemento Peltier ?
Un elemento Peltier por si mismo dura mucho tiempo. De hecho he escuchado a gente que utiliza Peltier durante muchos años sin problemas. Es poco probable que el elemento Peltier deje de funcionar; sin embargo, como con otros disipadores, el ventilador si que puede dejar de funcionar - y este es el mayor problema. Asegúrese que el refrigerador que compre (si compra alguno) incluya una alarma de temperatura.
