Cómo funcionan las células Peltier para refrigerar componentes de PC

Cómo funcionan las células Peltier para refrigerar componentes de PC

Juan Diego de Usera

Desde hace ya bastantes años, existe un método de refrigeración, bastante barato. Este método permite refrigerar un componente por debajo de la temperatura ambiente. Estamos hablando, como es lógico, de las células Peltier. Que también se denomina refrigeración termoeléctrica. En este artículo vamos a explicar cómo funciona este método de refrigeración. Sus posibles ventajas. Y por qué no está nada extendido entre la comunidad de entusiastas de hardware.

El principio de funcionamiento de la refrigeración termoeléctrica por células Peltier es bastante sencillo. Se usan dos placas cerámicas, las cuales están separados por pilares, fabricados con dos tipos de semiconductores: el tipo P (boro, indio, galio) y el tipo N (fósforo, arsénico, antimonio). Cuando se hace circular una corriente continua por entre ambas placas cerámicas, una de ellas se enfría. Mientras que todo el calor que pierde esta, lo recoge la segunda placa cerámica.

Este hecho hace que la célula Peltier no sea tan dependiente de la temperatura ambiente para refrigerar. A diferencia del resto de sistemas de refrigeración, que no pueden refrigerar por debajo de la temperatura ambiente. Es, por tanto, un buen método para conseguir altos niveles de refrigeración en los componentes.

Ventajas que poseen las células Peltier

Generalmente, las células Peltier se suelen usar para refrigerar componentes como los procesadores de los PC. La forma que tienen las hacen ideales para ser colocadas encima del IHS del procesador. Y el hecho de su propio diseño, que no implica el uso de partes móviles, asegura una larga durabilidad del elemento refrigerante.

Por otro lado, el nivel de refrigeración es directamente proporcional a la cantidad de corriente que circula por la célula. De manera que, si el usuario varía esta cantidad, puede regular el nivel de frío que se obtiene en el bloque frío.

Y, como última ventaja, está el hecho de no requerir líquidos o gases refrigerantes. Como sí es necesario usar con las refrigeraciones líquidas o por cambio de fase.

¿Entonces, por qué no se usa más la refrigeración termoeléctrica?

Con todas las buenas propiedades que, aparentemente, tienen las células Peltier, podríamos pensar que su uso estaría más extendido entre la comunidad de entusiastas de hardware informático. Sin embargo, no es así. Esto es debido a un único motivo: este tipo de sistema de refrigeración es bastante ineficiente. El calor que se desprende desde la placa caliente debe de ser también eliminado. Esto implica que esta parte debe de incluir un disipador de mayores o menores proporciones para poder hacerlo.

Otra desventaja es que, la diferencia de temperaturas entre ambas placas cerámicas no es infinita. Por lo general, esta puede ser de hasta 70 ºC, hasta que la célula se vuelve tan ineficiente que empieza a calentar la placa fría. Algo que se hace más patente por la propia construcción de la célula. Por la que ambos lados están muy próximos, y la placa fría se calienta por proximidad con la caliente.

Generalmente, una célula con un tamaño de 40 x 40 mm es capaz de genera 60 W de calor. Calor que ha de ser eliminado por un potente disipador. Aparte del exceso de consumo eléctrico que requieren.

Es por todo esto que la refrigeración termoeléctrica no es más usada en informática. Los usuarios incluso prefieren más las refrigeraciones por cambio de fase que el uso de células Peltier.