termopila

[ermete]

Vorrei alimentare tre led ultravioletti conl calore di una stufa a legna.
Dovrebbe essere possibile mettendo delle teemocoppie in serie; giunzione calda a contatto col mantello della stufa (circa 100 °C) e la giunzione fredda su un dissipatore a T ambiente.
Qualcuno ha idee?

[ElNonino]

Originalmente inviato da ermete

Vorrei alimentare tre led ultravioletti conl calore di una stufa a legna.
Dovrebbe essere possibile mettendo delle teemocoppie in serie; giunzione calda a contatto col mantello della stufa (circa 100 °C) e la giunzione fredda su un dissipatore a T ambiente.
Qualcuno ha idee?

Si, utilizza delle celle TEG, sono l'opposto di quelle di Peltier, generano corrente in funzione della differenza di temperatura presente fra le due facce, effetto Seebek.

Ho realizzato un prototipo industriale 3 anni fa per dei test di efficienza.





Con quel tubo con aria intorno ai 400°C e temperatura acqua di raffreddamento a circa 70°C producevo circa 700 Watt.

[ElNonino]

Se qualcuno fosse interessato questo il link ad un azienda : https://thermoelectric-generator.com/ il cui sito contiene molte informazioni interessanti, i loro prodotti sono ottimi (esperienza diretta).

Se serve qualche informazione in più sono disponibile a fornirla nel rispetto di alcuni vincoli che ho sottoscritto con un mio cliente.

[ermete]

Grazie Nonino, sempre pronto e presente.
Ho cercato dispositivi adeguati ma ho trovato la solita cella Peltier, fatta andare al contrario che andrebbe anche bene se non che il delta T ce l'ho a una quarantina di cm di distanza, tra il mantello interno della stufa e la superficie esterna del rivestimento.
Pensavo di realizzare una decina di coppie di fili di metalli differenti saldati in serie (a zigzag) per ottenere una ddp sufficiente. Fatta una prova con cinque coppie in serie di fili Fe-Cu con la giunzione calda (isolata in resina) immersa in acqua bollente e quella fredda a T ambiente, ma al tester non ho misurato niente.

[ElNonino]

Le termocoppie venivano usate in passato sui ponti radio prima dell'eolico e funzionavano con buciatori gas ma avevano dei rendimenti infimi, nel tuo caso dovresti montare i moduli TEG con il lato caldo a contatto del mantello della stufa e poi usare un heat-pipe (come quello usato sulle motherboard dei PC) fra quello freddo ed un bel dissipatore a temperatura ambiente posto a distanza.

Fra il lato caldo del TEG e la parete del riscaldatore è bene interporre una pellicola di grafite che aumenta la superficie di contatto e migliora il trasferimento del calore, inoltre conviene isolare le due facce del TEG con del Aerogel.

Tieni presente che il dissipatore si scalderà anche fino a 50..60°C, le celle di Peltier usate al contrario rendono assai meno che le Seebek, avendo in casa un discreto numero di TEG avanzati dal progetto a tempo perso mi sto dilettando a fare prove per un utilizzo domestico con una cucina economica a legna che ho in baita....

[ermete]

A questo punto ti pregherei di indicarmi dove trovare una cella TEG adatta alle mie modestissime esigenze!

[ElNonino]

Non ci sono molti produttori di moduli TEG, per i vari prototipi che ho realizzato per Seelko e la UNI-TN ko utilizzato quelli della: TecTeg (https://tecteg.com/), sono Canadesi, spediscono in tutto il mondo ed i loro moduli sono veramente validi, spesso danno più potenza di quanto dichiarato nei datasheet. Non sono economici ma il rapporto prezzo/prestazioni è assai valido.

Se osservi il loro sito vedrai un dissipatore ad acqua per 6..8 moduli, è stato sviluppato su nostre specifiche ed utilizzato per il "Tubone", un altro fornitore è: https://www.quick-cool-shop.de/en/pe...8-5-0-1-3.html che vende anche heat-pipe ed accessori vari.

Prima di scegliere una modulo TEG devi però misurare bene la temperatura della parete calda perchè a seconda del valore massimo potrai selezionare quello più adatto, tieni anche conto dello spazio che hai disponibile.

Eventualmente quante celle ti servirebbero ? Più tardi metterò altre foto di altri esperimenti che ho condotto con i TEG.

[ermete]

Quante me ne servono??? Considera che i led UV vogliono 4,5-5 V ma pochi mA di corrente. Penso che con una cella dovrò mettere una bella resistenza per non bruciare i tre led!
Il delta T sarà comunque non meno di 50 °C.

ps: molto interessanti i tuoi progetti, l'effetto termoelettrico è un aspetto che ritengo sia non sufficientemente sfruttato.

[ElNonino]

Con un delta T di soli 50°C quelle che ho in casa non vanno bene perchè sono per alte temperature e delta T importanti, domani vedo di consigliarti la migliore che puoi acquistare, metto alcune foto delle prime prove fatte sulla cucina a legna a casa (per la gioia della moglie....)

Primo test una sola cella con raffreddamento ad aria:







Secondo test, stessa cella raffreddamento ad acqua:







In questa configurazione una singola cella arrivava a fornire anche 14W su carico ottimizzato.

Per alimentare i LED ti consiglio di usare un semplicissimo generatore di corrente costante così anche in presenza di forti variazioni della tensione prodotta dal TEG non li brucerai ed avrai un'intensità luminosa costante.

[ermete]

Oggi ho misurato la temperatura del mantello della stufa. Arrivato a 150 °C il termometro (a mercurio) era a fondo scala e ho smesso. Penso quindi che tutto sommato il delta T che pposso ottenere sia almeno di 100 °C, la giunzione fredda la otterrò con circolazione di acqua.
Mò m'hai provocato... Magari se ti avanza una cella te la compro volentieri, così faccio una prova...