Enfriador corneliano

Enfriador corneliano

O como fabricar de forma económica una cámara de control de temperatura.

A estas alturas, todos sabemos lo importante que es el control de temperatura, tanto en la fermentación, maduración y sobre todo a la hora de bebernos la cerveza.

Para fermentar y madurar…

podemos utilizar el socorrido frigorífico tuneado, o de forma más “profesional” dotar al fermentador de un circuito de refrigeración. Para los casos en los que sea necesario añadir calefacción, las soluciones suelen ser bastante sencillas, bastando con una simple banda calefactora. Todos tenemos nuestros trucos para solventar estos problemas con mayor o menor éxito y complejidad.

A todo esto, se suma el problema de la falta de espacio para los que no disponemos de una sala dedicada a nuestro hobby.

Dándole vueltas a todo este asunto, pensé lo estupendo que sería disponer de un único sistema que permitiera:

• Mantener la temperatura de un fermentador/madurador tipo Cornelius, tanto en verano como en invierno.
• Que se pudiera utilizar para servir cerveza fría directamente desde un cornelius.
• Que ocupara lo mínimo posible y se pudiera adaptar a cualquier hueco que tengamos en casa.
• Funcionamiento sencillo.
• Coste mínimo, utilizando material reciclado o de bajo coste en la medida de lo posible.

 

Así es como surgió la idea del “Enfriador Corneliano”. 

Básicamente se trata de una pequeña cámara frigorífica utilizando una célula Peltier como elemento de refrigeración y calefacción. Aquí tenemos una imagen de una célula.

Una célula Peltier es un dispositivo electrónico realizado a base de semiconductores, cuya principal característica es que al alimentar sus bornes con tensión continua es capaz de “bombear” calor desde la cara fría a la cara caliente, con lo que se genera una diferencia de bastantes ºC entre caras. 

El problema está en que es necesario disipar rápidamente el calor de la cara caliente para evitar la destrucción de la célula, pues además del calor extraído de la cara fría el propio dispositivo genera calor. Para ello se utilizan radiadores y ventiladores que harán que el sistema sea más eficiente. 

Las células Peltier están detrás de muchos tipos de neveras portátiles, minibares y similares. Lo que ocurre es que muchos de estos productos son de una calidad cuestionable. Por ejemplo las neveras de camping portátiles. En la cara fría se limitan a poner una chapa plana a modo de radiador, por lo que la eficacia del sistema de extracción de calor es muy limitada. La inclusión de un simple ventilador en la cara fría mejora apreciablemente el rendimiento de este tipo de neveras.

Otra característica muy interesante es que si cambiamos la polaridad de la alimentación, conseguiremos invertir el sentido de la transferencia de calor, por lo que la cara fría pasa a ser la caliente y la caliente a fría. Podemos utilizar un mismo montaje para refrigeración y calefacción con solo intercambiar la alimentación.

Las células Peltier no son muy eficientes desde el punto de vista energético, pero tiene una serie de ventajas frente a un sistema a base de compresor, como es la disminución de averías y el reducido tamaño.

Otro inconveniente a solventar es disponer de una fuente de corriente continua de bastantes amperios para alimentar la célula. Una célula de media potencia puede consumir unos 6 Amperios a 12 Vdc debidamente estabilizados. Además la fuente debe de estar preparada para un funcionamiento fiable y que no cause accidentes. Esta no es una fuente que podamos encontrar en “los chinos” y que en cualquier almacén de electrónica pueden pedirnos muchos € por una de este tipo. Más adelante veremos como solventar esto de forma barata y elegante.

Espero que os sea de utilidad de cara a vuestro proyectos personales.

SOLUCIONES APLICADAS

A continuación veremos las distintas soluciones encontradas a cada parte del proyecto. Seguiremos con el listado de componente, luego vendrá el paso a paso del montaje y terminaremos con las pruebas y anexos.

Cámara frigorífica.

Como una de las condiciones que tenía en mente era minimizar el espacio, decidí crear una cámara a medida, justo para meter un corni de 19L. En realidad es posible utilizar cualquier otro recipiente debidamente aislado como una nevera tipo minibar o de camping. Todo depende de lo tengáis en mente hacer con ella.

Opté por utilizar paneles de Poliestireno Extruido del que se suele utilizar para la construcción. Este material es igual que el corcho blanco pero mucho más denso y rígido. Tiene unas fantásticas características térmicas, es muy ligero y muy fácil de trabajar.

Lo podéis encontrar en almacenes de construcción en distintos grosores y tamaños. El de 3cm de grosor es ideal.

Las únicas pegas son que es un material blando y terminará lleno de picotazos del día a día. También es complicado de pegar, pues se “funde” con los disolventes del pegamento. Probé cola blanca y silicona, pero no daban resultado. Hay pegamentos específicos para este material, pero un tubo sale caro para la poca cantidad que suelen traer. Terminé en un almacén de pinturas comprando un cartucho de pegamento para molduras de decoración, que casualidades de la vida, son de poliestireno. Un cartucho vale para el proyecto completo y es barato. Además, el material el ligeramente elástico y se puede trabajar una vez seco.

Con el poliestireno realicé el cuerpo de la cámara pero para la tapa, donde se ubica la célula peltier y la fuente, opté por aislante de refrigeración tipo Isover, de lana amarilla y una capa de aluminio. Esto lo hice para evitar posibles incendios en caso de desastre, pues el poliestireno arde que se las pela.

El aislante tipo Isover no es muy rígido, así que añadí una plancha metálica para que soporte el peso de la fuente de alimentación y el conjunto de radiadores y ventiladores, que en total es un poco pesado.

Célula Peltier y elementos asociados.

Células Peltier las hay a montones en Ebay. Sale más barato comprarlas en china y que te la manden que ir a la tienda de electrónica. Podéis comprarlas de forma individual o en pack de varias potencias para probar distintos rendimientos.

El resto de componentes relacionados con la célula también podéis comprarlas por internet a precios muy interesantes. En concreto hacen falta dos ventiladores, dos radiadores, un bloque de aluminio para conducir el calor a través del aislante, grasa térmica y tornillería variada.

Todo esto se puede comprar en distintas tiendas, pero recomiendo comprarlo en forma de kit y así os aseguráis que todo encajará a la perfección, tornillería incluida, además de encontrar un precio muy reducido.

Más adelante os daré el contacto de la tienda que encontré.

Fuente de alimentación.

Este es quizás uno de los puntos más problemáticos que tenía que resolver. Como he comentado, no sirve cualquier fuente y tampoco quería dejarme los cuartos.

Al final encontré la solución. Basta con una fuente de alimentación ATX de cualquier ordenador viejo. Estas fuentes tienen unas características que nos vienen al pelo:

• Corriente de salida elevada.
• Cortocircuitable.
• Vienen en caja metálica lista para instalar.
• Tienen ya el conector para el cable de entrada, así como un interruptor incorporado.
• Disponen de una línea que permite poner en marcha/parar la fuente de forma remota con una combinación muy simple de termostato y elementos de seguridad térmicos.
• ¡BARATA¡ o gratis si reciclas la fuente.

 

¿Se puede pedir más?. Creo que no. Ya veremos como la utilizamos, pues hay que hacer unos pocos cambios muy fáciles.

Termostato.

Nos vale cualquiera que tengamos en casa, siempre y cuando sea de tipo “refrigeración”, o mejor de tipo conmutador, así podremos utilizarlo en modo frío y calor. Uno viejo de frigorífico nos vendrá al pelo. Yo he utilizado un termostato de calefacción, aunque he tenido que modificarlo al no ser conmutador. Este problema me ha traído de cabeza durante unos días, pues no quería comprar otro cacharro. En la parte de anexos describiré como he convertido el termostato de modo calor a modo frío.

LISTA DE COMPONENTES

Para la caja

• 2 planchas de poliestireno extruido de 60 x 120 x 3 cm
• Tubo de pegamento para molduras de decoración en Poliestireno.
• 4 Trozos de varilla roscada y tuercas de palomilla asociadas.

Para la tapa.

• Chapa metálica de unos 30 x 30 cm en aluminio, chapa común o inox.
• Plancha de aislante tipo Isover de unos 30 x 30 cm
• Cinta adhesiva de doble cara.
• Cinta americana.

Para el kit Peltier.

• Ventilador +12 Vdc 12cm.*
• Ventilador +12 Vdc 9cm.*
• Radiador grande para células Peltier. *
• Radiador pequeño para células Peltier. *
• Célula Peltier de unos 53W y 4 x 4 cm. *
• Bloque aluminio para célula Peltier*
• Tornillería variada.*
• Grasa térmica. *
• Termoswitch 80ºC*
• Termostato refrigeración.
• Fusible térmico de 84ºC
• Fuente de alimentación ATX para PC.
• Cables rojo y negro de 0,75mm2 como mínimo.
• Cables de varios colores.

Nota. Los componentes marcados con * se pueden conseguir en forma de kit.

PASO A PASO

Bueno, ya es el momento de comenzar el paso a paso.

Corte y pegado de las planchas de poliestireno extruido.

Este material es muy fácil de trabajar. Nos basta con un buen cutter de hoja ancha para facilitar los cortes rectos. Aunque podemos cortarlo de una sola pasada, es preferible hacerlo en 3 ó 4, así saldrá mucho mejor.

Las planchas que he utilizado tienen unas medidas de 120cm x 60cm y 3 de grosor.

He dimensionado la caja lo más ajustada posible a un cornelius, pero dando altura y un poco de anchura para no tener problemas con el ventilador interno, los tubos y que el aire pueda circular.

Las piezas a obtener son:

• 4 piezas de 70cm X 30cm para las paredes de la cámara.
• 1 pieza de 32’25cm x 32,25cm para la base.

 

El problema es que cada plancha no permite sacar dos piezas de 70cm x 30, pues tienen un bisel en los bordes de 1,5cm que hace que el ancho aprovechable sea menor de 60cm. Este bisel lo tenemos que eliminar antes de nada.

Los biseles los cortaremos con el cuter e intentaremos conservarlos de una pieza para usarlos posteriormente.

Al quitar los biseles, las planchas tienen la medida de 118,5cm x 58,5cm, que permitirán obtener dos piezas de 70cm x 29,25cm por plancha, siendo más que suficiente.

El siguiente paso es pegar los laterales solapando los laterales tal y como muestra el dibujo. Además, utilizaremos los recortes de los biseles para dar más rigidez al conjunto y sellar cualquier fuga que tengamos en las esquinas.

 

Para pegar el poliestireno extruido utilizaremos el pegamento de molduras, que viene en cartucho y es muy fácil de aplicar con una pistola de silicona. Este pegamento es muy espeso y junta perfectamente el material desde el primer momento, así que no necesitáis mantener los paneles atados con cuerdas mientras fragua. Los restos se alisan con un paño húmedo. Si las piezas están curvadas, podéis utilizar algún tipo de tornillo largo para facilitar la unión.

Una vez pegados los laterales, podremos utilizarlos de plantilla para dibujar y cortar la base, también en poliestireno. Igualmente, utilizaremos el mismo pegamento para unir la base a los laterales.

Para unir la tapa (que realizaremos más tarde), he taladrado unos agujeros en las esquinas para insertar unos trozos de varilla roscada. La tapa contará con los agujeros correspondientes y la tapa se cerrará con tuercas del tipo palomilla.

  

Fuente de alimentación. 

Cada vez me sorprendo más con las características de este tipo de fuentes de alimentación. Buena, bonita y barata.

Reciclad algún PC viejo y canibalizad la fuente. Una buena limpieza no le vendría mal pues suelen estar llenas de polvo y pelusas. Yo no conseguí ninguna, así que tuve que pagar 15€ por una nueva de las más baratas. 

Necesitaremos solo los cables de 12 Vdc, masa, PS-ON y toma de tierra.

Bueno al tajo despacito y con buena letra.

Primero abrir la caja y observar el contenido. 

A mano izquierda vemos el conector de entrada con un cable negro, otro blanco y el verde-amarillo de toma de tierra, que está fijado a la caja con un tornillo. En ese tornillo fijaremos nuestro cable de toma de tierra, que luego atornillaremos a la tapa de nuestro Enfriador Corneliano. 

A la derecha, toda una marabunta de cables de colores. Nos interesan los siguientes:

–         PS-ON. Es el único cable de color verde.

–         12Vdc. Son los cables amarillos.

–         0Vdc. Masa. Son los cables negros.

–         Adicionalmente, y para los que solo tengáis un termostato tipo Calor no conmutado, hay que utilizar también el cable Morado. Esto lo explicaré al final en un anexo del propio documento. Si tenéis un termostato modo frío, o un termostato conmutado no hace falta esta señal.

Nosotros solo necesitaremos un cable de cada uno de estos colores, así que lo primero es cortar TODOS los cables con unos alicantes, salvo el verde (PS-ON) y el morado, que los cortemos en el extremo del conector. Al cortar dejad un centímetro por encima de la placa.

Los cables de 12Vdc y masa son algo finos, por eso lo mejor es eliminarlos y soldar nuestros propios cables algo más gruesos (>= de 0,75mm2). Los cables Verde y morado apenas llevarán corriente, por lo que nos valen los que ya están soldados.

Acto seguido, destornillar la placa del circuito impreso para poder ver la cara de soldaduras, y con un buen soldador desprender todos los cables negros (0Vdc) y amarillos (+12Vdc), Ojo con insistir demasiado con el soldador, pues podemos chamuscar algún componente electrónico.

Utilizaremos nuestro propio cable para soldar a 12Vdc y masa. La sección debería ser como mínimo de 0,75mm2. Lo ideal sería respetar el código de color rojo para positivo y negro para negativo. Soldar con cuidado y meter los cables dentro de un tubo termorretráctil para dar consistencia al conjunto. 

Volver a montar la placa con sus tornillos y añadir el cable de toma de tierra adicional.

Con esto ya tenemos tuneada la fuente de alimentación. Podemos probarla pero no olvidéis cerrar la fuente.

Aseguraos que las puntas de los cables no toquen unas con otras ni con algún objeto metálico.

Enchufad el cable de la fuente a los 220V. Poner la fuente en ON con el interruptor trasero. No debe ocurrir nada. Para poner en marcha la fuente solo tenéis que coger el cable verde y tocar el cable negro de 0V o la carcasa de la fuente. En ese momento la fuente se pondrá en marcha. Eso es todo. 

En la foto se pueden ver el resultado final. Solo queda fijar unas pequeñas escuadras en el exterior de la caja para poder fijarla con tornillos a la tapa. 

Tapa y mecanizado 

Como ya he comentado, la tapa la he realizado en distinto material, pues al ser donde se coloque toda la electrónica es susceptible de esfuerzos mecánicos y térmicos. El poliestireno arde que se las pela, así que he optado por una plancha de aislante de refrigeración tipo Isover junto a una plancha metálica para dar rigidez al conjunto. La chapa puede ser cualquiera que encontréis siempre y cuando sea lo suficientemente rígida. Yo conseguí gratis una chapa de inox de 1mm de grosor, muy rígida y pesada. Ni decir tiene que me ha costado bastante mecanizarla. 

Empecemos por la chapa metálica. En mi caso, al ser una chapa gruesa de inox, tuve que utilizar radial y discos de corte de inox. Para terminar, desbasté con un disco de desbaste, también para inox. No olvidéis las gafas, guantes y tapones como elementos de seguridad imprescindibles. Para cortar inox ya sabéis, despacito y con varias pasadas para no calentar el material, que se pone muy duro y negro. 

Una vez cortada la tapa, debéis presentar sobre la misma la fuente de alimentación, el kit peltier y la caja de conexiones, de forma que os aseguráis que no habrá problemas de espacio. Marcáis los agujeros y a taladrar. La fijación se realiza con tornillos de “rosca chapa”, así que tenéis que aseguraros del diámetro de los taladros y tornillos para no tener sorpresas. Los agujeros de las esquinas deben ser más generosos para facilitar el paso de las varillas roscadas. 

También hay que marcar y vaciar el hueco para la célula peltier y el bloque de aluminio. Dejad unos cuantos milímetros de holgura. 

Utilizaremos dos cajas de conexiones. La externa puede estar pegada al borde, pero la interna debe estar más centrada para salvar la pared de la nevera. En la foto se puede ver en circulo azul la ubicación de la caja externa, con dos taladros para su fijación y otro más grueso para pasar los cables de una caja a otra. En puntos azules se puede ver donde irá la caja interna.

 

Una vez mecanizada la chapa, le toca el turno a la plancha de Llover. Utilizaremos de plantilla la propia chapa. Para cortar utilizaremos el cuter. El material se trabaja muy bien.

Marcaremos los agujeros del bloque de aluminio del kit peltier y los agujeros de las esquinas. El resto no es necesario.

 Mediante una cinta adhesiva de doble cara pegaremos la plancha Isover a la chapa metálica. Terminaremos rematando los bordes con cinta americana.         

 

La instalación de las cajas de conexiones es mejor hacerla una vez realizada la instalación del kit peltier para que no nos estorben. 

Para aumentar el aislamiento de la tapa, es aconsejable poner algún tipo de junta en el borde a modo de “burlete”. Yo he utilizado tiras de un aislante que utilicé para un macerador.

Kit Peltier.

Veamos ahora el kit Peltier y como montarlo.

En la foto podemos ver el kit al completo. La célula peltier la compré aparte, pero puede ser incluida en el kit, el cual vino perfectamente embalado y cada elemento debidamente protegido. Una buena compra sin duda.

Podemos ver los siguientes componentes:

• Ventilador 12cm para la cara caliente.
• Radiador grande para la cara caliente.
• Bloque de aluminio para transmitir el calor a través del aislante.
• Célula peltier de 4mm, 53W
• Radiador pequeño para la cara fría.
• Ventilador 9cm para la cara fría.
• Tornillería variada a medida.
• Termoswitch de seguridad de 80ºC
• Fusibles térmicos de 84ºC (estos no vienen en el kit)
• 5gr de grasa térmica conductora.

 

Veamos en una foto la simulación del orden de montaje del kit peltier. Una vez instalado, la célula y el bloque de aluminio estarán embutidos dentro de la tapa, quedando visibles solo los ventiladores y radiadores. 

Arriba el ventilador de la cara caliente. Debe impulsar el aire hacia el radiador. El sentido del flujo de aire está indicado en un lateral del mismo.

Sigue el radiador de la cara caliente, que es el grande. Continua con la célula peltier y el bloque de aluminio. Llega el turno de del radiador de la cara fría y por último el del ventilador de la cara fría. Igual que el anterior, debe impulsar el aire hacia el radiador. La tornillería encaja perfectamente en todos los elementos, que ya vienen mecanizados de fábrica.

En el bloque de aluminio podemos ver acoplado el termoswitch, elemento de seguridad para cuando utilicemos el equipo en modo calefacción. 

Entre los radiadores, célula peltier y bloque de aluminio debemos poner una fina capa de grasa térmica para optimizar la transferencia de calor.

Veamos el paso a paso. 

1. Atornilla el termoswitch al lateral del bloque de aluminio. Hay un hueco especial para ello, así como los agujeros para los tornillos. Conectaremos dos cables mediante faston y aislaremos con un poquito de tubo termoretráctil. Podemos ayudar a la unión térmica con un poquito de grasa térmica. 
2. Insertaremos el bloque en la tapa, con los cables por abajo. Como el termoswitch abulta un poco, debéis agrandar ligeramente el agujero en el aislante, pero solo por la cara interna. Así mantendremos un poco de aislante en la parte superior.
3. Limpiaremos con alcohol cualquier resto de suciedad en los elementos térmicos. Cada vez que los toquemos con los dedos tendremos que limpiar la zona afectada.
4. Pondremos una fina capa de grasa térmica en la cara blanca de la célula, y la pegaremos sobre el bloque de aluminio por la parte de la chapa. Las letras de la célula deben quedar visibles y hacia arriba. La centraremos bien y presionamos mientras la giramos de un lado a otro para distribuir bien la grasa térmica.
5. Le toca el turno al radiador de la cara caliente, que es el grande. Recordar que hay que limpiarlo bien con alcohol. Pondremos un poco de grasa en el radiador y en la célula (sin pasarnos) y volvemos a repetir el proceso de unión presionando y girando en ambos sentidos. En la foto está la célula y el radiador con la grasa instantes antes de unirlos, también se observan las orejas del bloque de aluminio.
6. Ya podemos empezar a atornillar el radiador al bloque térmico, haciendo un sandwitch de célula peltier. Los tornillos son los más largos y ojo al orden de las arandelas para evitar el contacto directo del metal con el radiador. Insertaremos los tornillos por la parte del radiador de la cara caliente y solo hasta que los tornillos aparezcan por el otro lado del bloque de aluminio.
7. Llega el turno del radiador de la cara fría. Limpiamos con alcohol radiador y célula. Aplicamos grasa conductora y unimos presionando y girando. Para facilitar el paso de los cables podemos realizar un ligero corte en el isover y esconder los cables.
8. Atornillamos los tornillos para que salgan por el otro lado del radiador, colocamos arandela de plástico, luego la metálica y por último la tuerca.
9. Apretamos poco a poco y de forma alterna los dos tornillos para no quebrar la célula. También Tendremos que apretar alternativamente la cabeza del tornillo y luego su tuerca asociada. Con mucha paciencia y cuidado para no romper nada. En la foto vemos como queda el radiador de la cara fría y como los cables se camuflan dentro del propio aislante.            

10.  Por último atornillamos los dos ventiladores con los tornillos restantes. Recordad que el flujo de aire debe ser hacia los radiadores. Los tornillos ajustan entre las aletas de los radiadores.

Con esto hemos terminado la instalación del kit peltier 

Es el momento de atornilla la caja de conexiones externa con tornillos de rosca chapa, aunque antes debéis fijar la regleta de conexiones con tornillo y tuerca, así como realizar el agujero en el aislante para pasar los cables de una caja a otra. Con 4 conexiones será suficiente, aunque mejor si ponéis 5 por si las moscas.

Idem con la caja externa, pero con la salvedad de que no va atornillada. Para ello utilizaremos cinta adhesiva de doble cara.

Bueno. Ha llegado el momento de explicar el esquema eléctrico, pero atentos, solo es válido para cuando usamos termostatos de refrigeración o un termostato de conmutación. Para los termostatos de calefacción no conmutados ver el Anexo I.

 

A la izquierda vemos la fuente de alimentación, con la toma de tierra que hemos sacado y atornillado a la chapa metálica de la tapa. De la fuente sale el cable rojo de los 12Vdc, el negro de 0Vdc o masa, y el verde PS-ON, que será el que encienda/pare la fuente. 

Los +12Vdc alimentan los ventiladores de la cara caliente y fría, así como a la célula peltier.

La fuente se pondrá en marcha solo cuando la señal PS-ON se ponga a masa, ya sea manualmente o mediante un sistema de termostato como es nuestro caso. Vemos que para poner en marcha la fuente, el termoswitch (instalado en el bloque de aluminio) debe estar cerrado, que es su posición normal por debajo de 80ºC. Esto se utiliza cuando invertimos el funcionamiento de la célula peltier para utilizarla en modo calefacción. El termostato también debe estar cerrado, que en el caso de un termostato de refrigeración es cuando la temperatura es mayor que la programada. Por último he añadido un fusible térmico de 84ºC situado en el propio radiador de la cara caliente. Este lo añado para proteger el sistema en caso de fallo del ventilador de la cara caliente. Si el ventilador falla sube la temperatura del radiador y fundirá el fusible que parará la fuente de forma irreversible hasta que lo cambiemos.

Nota sobre el fusible térmico. Este componente tiene dos terminales, y uno de ellos está conectado directamente a la carcasa del mismo. En la foto vemos que el terminal azul es independiente y el otro está conectado directamente a la carcasa.

 Un fusible no tiene polaridad, pero en nuestro caso es importante determinar cual de los terminales del fusible recibirá la señal PS-ON y cual será el que utilicemos para conectar a masa.

Esto es debido a que el radiador está puesto a masa a través de la chapa y la toma de tierra de la fuente de alimentación. Si nosotros llevamos la señal PS-ON a través del terminal común y, fijamos el fusible al radiador estaremos provocando que la señal PS-ON esté a masa siempre aunque el fusible esté fundido, y no servirá para nada.

Nosotros tenemos que llevar la señal PS-ON por el terminal azul y utilizar terminal y carcasa común para llevar el fusible a masa a través del radiador.

Un poco de grasa térmica en el propio fusible mejorará el contacto. No os paséis pues esta grasa no es conductora eléctrica, por lo que no funcionará la puesta a masa y la fuente no arrancará. Como el fusible va incrustado entre las aletas del radiador, podéis poner grasa en uno de los laterales y el otro sin nada para que realice el contacto de masa.

Podéis hacer múltiples cambios, como poner un control manual y un switch para modo frío/calor. Una luz de funcionamiento…..etc.

 

ANEXO I Rendimiento y Conclusiones.

Tras unos días de prueba con un tanque cornelius de 19L lleno de agua, los resultados no son para tirar cohetes.

Las pruebas se realizaron en verano con una temperatura ambiente de 30ºC, que fluctuaban 1ºC según ciclos de día/noche.

Al comienzo de la prueba, el agua estaba a 30ºC, y tras 48 horas de funcionamiento ininterrumpido se alcanzó una temperatura en el corni de 20ºC. El descenso de temperatura es más rápido durante las primeras horas de funcionamiento, pero se ralentiza conforme aumenta el escalón térmico.

El aislamiento parece que funciona correctamente, pues tras periodos de desconexión de 10h la temperatura solo aumenta 1’5 ºC aproximadamente.

Las mismas pruebas realizadas en otoño arrojan también unos resultados similares, consiguiendo 10ºC de diferencia entre interior y exterior (21ºC exteriores en otoño)

He realizado distintas modificaciones, entre las que se encuentra el aumento de la potencia de la célula Peltier utilizada y el refuerzo de la ventilación interna y externa. El rendimiento ha mejorado ligeramente, pero sigo sin alcanzar las expectativas de conseguir un escalón térmico de 15ºC entre interior y exterior de forma rápida.

Para conseguir alcanzar temperatura de fermentación de forma rápida, tendré que partir de un mosto relativamente frío y además tendré que acudir a la utilización de algún acumulador de frío de los que se usan en las neveras de camping en las primeras horas de fermentación.

En mi caso particular, los 10ºC de escalón alcanzados me bastan para conseguir una fermentación controlada en verano, pero por el momento descarto por completo utilizarlo como equipo para servir cerveza.

En cuanto al precio final, depende del material que podáis reciclar. En mi caso el desembolso mayor ha sido el kit Peltier (42€) y la fuente de alimentación (15€). Las células Peltier las compre en Ebay en un lote de 5 por 21€. Los paneles de poliestireno salieron por unos 3€ cada una. El pegamento unos 3€. El resto procede de material reciclado o del fondo del cajón.

Aunque el resultado del proyecto es bastante cuestionable, lo publico como punto de partida para cualquiera que le interese este tipo de línea de actuación, y como no, con la esperanza de que alguno de vosotros me ayude a localizar los puntos de error del diseño.

Espero que os sea de utilidad en alguno de vuestros proyectos.

ANEXO II Como convertir un termostato no conmutador de modo calor en modo frío.

Cuando digo “Modo conmutador” quiero decir que el termostato dispone de tres terminales y que en función de la temperatura conmuta el terminal común a uno de los otros dos terminales, de forma que abre un contacto para cerrar otro. Este tipo de termostato sirven tanto para modo frío como calor.

El termostato que tenía en el cajón de la chatarra es de calefacción y no es conmutador. Solo tiene dos contactos que cierra cuando la temperatura baja por debajo del punto establecido, y que vuelve a abrir cuando sube la temperatura, que es justo lo contrario de lo que necesito. Me llevé un buen chasco al abrirlo y no tenía ganas de gastar más dinero en un termostato de frío.

Tras el enfado inicial empecé a buscar alternativas con lo que tenía a mano. Y recordé la cajita de componentes electrónicos que tenía guardada desde hace más de 15 años. Un poco de memoria, algo de Internet y solucionado. Un transistor común y 3 resistencias hacen el resto. Con el siguiente circuito consigo invertir la señal del termostato. 

Un solo transistor de uso general y 3 resistencias forman el completo del circuito que sale por menos de un paquete de chicles. Veamos como funciona sin entrar en el cálculo de los componentes. 

Los transistores se comportan de 3 formas distintas según su polarización:

1. Como amplificador. La corriente del Emisor es un múltiplo de la corriente de Base. Se utiliza en audio, instrumentación…
2. Corte. Realmente el transistor no hace nada. Ninguna corriente fluye por sus terminales. Es como un interruptor abierto entre los terminales Colector y Emisor.
3. Saturación. El transistor está en un modo especial que se asemeja a un cortocircuito entre sus terminales Colector y Base.

Nosotros utilizaremos los modos de corte y saturación, comportándose como un interruptor gobernado por el termostato.

Cuando el termostato (modo calor) se encuentra por debajo de su temperatura cierra sus contactos provocando que el transistor esté en modo corte, por lo que la Intensidad por el Colector es de 0 mA (miliAmperios). Como no hay corriente la tensión en Rc también es 0V (V=Ic X Rc). Esto quiere decir que el terminal PS-ON es como si estuviera puesto directamente a 5VSB. En estas condiciones la fuente de alimentación está parada, pues necesita que PS-ON esté a nivel bajo 0Vdc.

Cuando sube la temperatura por encima del valor establecido, el termostato abre sus contactos polarizando al transistor en zona de saturación. En este modo el transistor se comporta como un interruptor cerrado entre sus terminales Colector y Emisor, poniendo la señal PS-ON directamente a masa arrancando la fuente.

En este cuadro resumen de aprecian los distintos estados del termostato, transistor y fuente.

Temperatura	Terminales termostato	Transistor	PS-ON	Fuente
> SetPoint	Abiertos	Saturación	0V	Arrancada
< SetPoint	Cerrados	Corte	5Vdc	Parada

Con esto hemos convertido nuestro termostato modo calor en modo frío, con unos irrisorios 56mW de consumo.

Queda aclarar de donde sacamos los +5Vdc necesarios para alimentar el circuito. Lo más inmediato es utilizar los propios +5Vdc de la fuente de alimentación, pero tened en cuenta que la fuente está parada así que no es posible. 

Una vez más comprobamos las bondades de las fuentes de ATX para PC, pues no todas las señales de la misma están apagadas cuando la fuente no funciona. Existe una señal +5VSB que siempre está activa cuando el interruptor está en modo ON, independientemente de que la fuente esté parada o en marcha. Esta señal puede proporcionar hasta 1Amperio y se utiliza para alimentar los sistemas de los PC que perduran encendidos cuando apagamos el PC. Este terminal es el de color morado y que ya adelanté que debíamos utilizar cuando nuestro termostato es del tipo calefacción.

En esta configuración, el circuito queda de la siguiente manera.

 

Aunque el circuito es muy simple, puede tener alguna dificultad para los que no estén acostumbrados a manejar el soldador para estos menesteres. Aquí van algunas indicaciones para su elaboración. 

• Aunque se puede soldar los componentes unos con otros en plan chapuza, es muy conveniente utilizar una placa de prototipos perforada y preestañada. Cortar a medida antes de colocar los componentes.
• Presentar los componentes.
• Utilizar un soldador de punta fina y limpia. Limpiar con frecuencia la punta del soldador caliente con un trozo de papel. Así quitaréis cualquier resto de escoria.
• Limpiar e incluso lijar ligeramente los terminales y los puntos de soldadura de la placa de prototipos.
• Calentar unos segundos el terminar a soldar y aplicar un poco de estaño entre la punta del soldador y el terminal. En total unos 5 segundos. Mas tiempo puede ser peligroso para los componentes, en particular para el transistor. Para evitar problemas, es muy útil sujetar el terminal con unas pinzas metálicas, pues hace las veces de disipador y evita que el componente se caliente. Hay que sujetar entre el punto de soldadura y el componente.

 

El resultado final es el siguiente, lo suficientemente pequeño para que pueda colocarse en una de las cajas de conexiones.

 Lista de componentes:

• 2x resistencias de 0,56KW y 1/4W
• 1x resistencia de 8,4 KW y 1/4W. Este valor no está normalizado, por los que debéis utilizar dos resitencias en serie que sumen los 8,4 KW.
• 1x Transistor de uso general BC547.

 

Las resistencias no tienen polaridad, pero el transistor si. Aquí tenéis la descripción de terminales.

 ANEXO III. ¿Dónde conseguir el material?

• Plancha de Poliestireno, en almacenes de material de construcción.
• Plancha de Isover. En instaladores de frío industrial podéis pedir un trozo. O mejor aún en las obras de cualquier local comercial suelen tirar los recortes a los contenedores.
• Plancha metálica. En las chatarrerías hay de todos los gustos y tamaños.
• Varilla roscada en las ferreterías.
• Pegamento para molduras. En almacenes de pintura.
• Fuente ATX para PC. En PC’s de 2ª mano, puntos limpios. En tiendas de informática.
• Kit Peltier. Recomiendo http://www.thermoelectricsupplier.com/index.php. Estupendo trato con Steve, gerente de ventas. Pedí el kit completo salvo la célula Peltier. Todo por 42€. Transporte incluido. Se puede hacer el pedido a medida. Muy recomendable.
• Células Peltier. En el mismo enlace anterior, o en Ebay que las hay a patadas.
• Material electrónico. En cualquier tienda de electrónica.
• Termostato. En servicios técnicos de reparación de frigoríficos, chatarrerías….

 

Luis Mª López