Hallo, wenn ich bei ein Peltier-Element mit Strom versorge, wird die eine Seite warm und die andere Seite kalt. Was aber, wenn die kalte Seite schon kalt ist? Wird Sie dann noch kälter oder ist die Energie dann verschwendet? Wenn ich also bei einem Peltier-Element ca. 1/3 der maximalen Spannung anlege, wird normalerweise die kalte Seite ca. 20 bis 25 Grad kälter als die warme Seite. (Auf der warmen Seite wird die Wärme ausreichend abgeführt). Ist die kalte Seite aber bereits um 25 Grad kälter, gibt es dann noch ein Kühleffekt?
Wenn, die eine Seite bereits kalt ist wird sie entsprechend noch kälter. Also die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten wird weiter erhöht.
Mfg echo
Prima! Wenn das so ist, wüßte ich gerne mehr dazu. Weißt Du, wie sich dieser Effekt nennt, wie man die weitere Temperaturerniedrigung berechnet oder Internetseiten dazu? Ich habe zwar schon einiges über Peltier gefunden, aber darüber leider noch nichts (oder ich habe es vor Fachausdrücken übersehen). Vielen Dank! Grüße Jürgen
Hallo Jürgen,
wir bauen gerade eien versuchsaufbau mit Peltiers.
Die abzuführende Wärme ist die Temperaturdifferenz in Watt plus die Zugeführte Leistung.
Mit der Spannung kannst du die Differenz zwischen + und - Temperatur bestimmen. Also bei einen 4V Element jezt ganz doof gerechnet vei 1 V 20 Grad, bei 3 Volt 60 Grad, bei 4V 80 Grad.
Mit einer Lüftersteuerung kannst du die Grundwärme bestimmen.
Also wenn der Kühlkörper für die Wärme auf 60 Grad Celsius ist und du 4V auf das Peltier gibst habst du an der kalten Seite -20 Grad.
(Bei den ganz guten Peltiers und optimaler Verbauung auf Alu oder Kupfer)
Kennlinen für die Peltiers die du verwendest musst du dir leider immer selbst ausrechnen.
Also zuerst bestimmen wieviel Watt Leistung du kühlen musst.
Dann die Kühlfläche an die das Peltier angebracht ist bestimmen (evtl. mit Lüfter).
Dann ausrechnen welche Peltier element du benötigst und welchen Kühlkörper. Hierbei die zu kühlende Last + die Zugeführte Last in Wärme kühlen.
Maximal kannst du mit normalen Peltiers aber nur bis -70 Grad gehen und musst da schon einiges an Power bringen bzw. mehrere aufeinander kleben (Das ist wenn du hohe differenzen brauchst, klebst du mehrere einfach zusammen.)
Zum Verkleben solltest du einen Wärmeleitendes silbehaltiges HArz mit einen Wärmeleitwert von 20 oder besser verwenden (Normale Kühlpaste hat grade mal nur eine Wrämeleitwert von 2. (Kupfer und Alu etwa 200)
Falls du noch Fragen hast stell sie einfach hier.
Grüsse.
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Hallo,
so wie Du schreibst, ist die Temperatur der kalten Seite nur abhängig von dem Verhältnis V zu Vmax und der Temperatur auf der heißen Seite. Also mal angenommen, bei deinem Beispiel ist die warme Seite 40 Grad warm, der Kühler ggf. ein paar Grad mehr, die kalte Seite hat vor Inbetriebnahme, also bei 0 Volt 20 Grad, wenn ich dann 1 Volt anlege, habe ich 1/4tel der Temperaturdifferenz, Delta T = knapp 20 Grad, dann passiert im Prinzip nichts, die kalte Seite bleibt 20 Grad warm?
Ich würde dann gerne noch mit weiteren Fragen auf dich zukommen.
Viele Grüße
Jürgen
Hallo Jürgen,
so wie Du schreibst, ist die Temperatur der kalten Seite nur
abhängig von dem Verhältnis V zu Vmax und der Temperatur auf
der heißen Seite. Also mal angenommen, bei deinem Beispiel ist
die warme Seite 40 Grad warm, der Kühler ggf. ein paar Grad
mehr, die kalte Seite hat vor Inbetriebnahme, also bei 0 Volt
20 Grad, wenn ich dann 1 Volt anlege, habe ich 1/4tel der
Temperaturdifferenz, Delta T = knapp 20 Grad, dann passiert im
Prinzip nichts, die kalte Seite bleibt 20 Grad warm?
Aber nur wenn du eine ideale Zelle hast.
Praktisch hat das Din einen Wirkungsgrad weit unter 1 und somit muss die Verlustwärme irgendwo abgeführt werden.
Theoretis bleibt bei konstanten elektrischen Bedingungen an der Peltier-Zelle und konstanter thermischer Leistung die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten konstant, undabhängig von der absoluten Temperatur.
Praktisch hast du halt verschiedene Grenzwerte und, da es sich um einen Hlableiter handelt, verändern sich die elektrischen Werte natürlich auch noch mit der absoluten Temperatur der Zelle.
Eine Peltier-Zelle arbeitet einfach als Wärmepumpe.
MfG Peter(TOO)
Hallo,
Wenn, die eine Seite bereits kalt ist wird sie entsprechend
noch kälter. Also die Temperaturdifferenz zwischen den beiden
Seiten wird weiter erhöht.
das klappt so aber nur sehr begrenzt.
Wenn ein Peltierelement unter Last eine Temperaturdifferenz von
ca. 25-30grd erreicht, dann kann man nicht erwarten, daß diese
Temp.-diff deutlich größer wird, wenn die kalte Seite schon 25grd
unter der warmen Seite ist.
Man wird dann nur ein paar grd mehr schaffen.
Der unvermeidliche Wärmerückfluß durch das Peltierelement
wird ja mit steigender Temp. auch immer größer, so daß sich
irgendwo ein Gleichgewicht einstellt.
Soll trotzdem eine größeres Temp.-diff. erreicht werden, dann
müssen die Peltierelemente kaskadiert werden.
Max. üblich 3 bzw. 4 Kaskaden, mit denen man ca. -80…-100grd
schafft.
Gruß Uwi
Peter hat es eh wieder toll beschrieben.
Bei einen handelsüblichen Peltier (Conrad etc.)steigt der Weidertsand ungleichmässig zur Temperatur.
Da hast du bei 1 Volt eine Stromaufnahme von 2,9 A und bei 4 Volt eien Stromaufnahme von 4.4A . (Je nach Leistung natürlich, gibt auch welche mit 30A etc.)
Bei sehr guten PEltiers bleibt der Strom nahezu konstant.
Also du hast bei 1V etwa 3,5A und bei 4V dann 4A.
Falls du sehr gut in Physik oder Chemie bist, kann ich dir dir genaue vorgehensweise erklären. Habe es mir vor kurzen bei uns in der Firma von einen Nuklearchemiker erklären lassen.
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Hallo Uwi,
was meinst Du mit unter Last?
Ich fand die Antwort „wird es entsprechend kälter“ durchaus einleuchtend. Mein Eindruck ist, wenn das Peltier-Element eine Wärmepumpe ist, dann transportiert es Wärmeleistung auch wenn schon eine Temperaturdifferenz besteht. Durch die bereits vorhandene Temperaturdiefferenz wird die „Pumpleistung“ erschwert, wodurch sich die Temperaturdifferenz zwar deutlich, aber nicht um halbwegs den gleichen Betrag erhöhen würde, als wenn die Temperaturdifferenz nicht wäre. Sehe ich das so richtig?
Mein Problem ist eher umgekehrt: Ich brauche nur eine Temperaturdifferenz von ca. 15 Grad zwischen Umwelt und den zu kühlenden Objekt, die soll aber mit einem möglichst guten Wirkungsgrad erreicht werden.
Fortführung in „was macht ein gutes Peltier-Element“ aus .
Viele Grüße und ein schönes Wochenende
Jürgen
Hallo Zoomi,
die Kennlinien auszurechnen gelingt mir fast nie, da in den Datenblättern zu den Peltier-Elementen fast nur unvollständige Angaben enthalten sind. Hast Du für dein Element die kompletten Angaben? Icvh wollte schon mal ein Element bei einer Firma bestellen, die haben mir auch den Kühlkörper (für die Warmseite) berechnet. Sie hatten aber das Element dann nur in Hochtemperaturausführung, was mir zu teuer war. Auf der kalten Seite wird Luft gekühlt, hier weiß ich nicht, ob auch ein Kühlkörper notwendig/sinnvoll ist.
Zum Verkleben mit den Kühlkörper habe ich 2-Komponenten Wärmeleitkleber ins Auge gefaßt.
Fortführung in „was macht ein gutes Peltier“ Element aus"
Viele Grüße und ein schönes Wochenende!
Jürgen
Was macht ein gutes Peltier-Element aus?
Hallo,
ich dachte bisher, ein gutes Peltier-Element kann ein hoches Delta T erzeugen und hat einen guten Wirkungsgrad. Für mich ist dabei insbesondere ein guter Wirkungsgrad bei kleinem Delta T und damit kleiner Spannung wichtig, dazu finde ich aber in den allermeisten Datenblättern keine Angaben, um das ausrechnen zu können. Ich bin jedoch davon ausgegangen, daß die Unterschiede normalerweise nicht so groß sind, da das maximale Delta T meist so bei 67 bis 72 Grad und Qmax / ( Vmax*Imax ) meist um so 0,6 liegt. Gibt es euerer Erfahrung, euren Eindruck nach doch größere Unterschiede bei Peltier-Elementen mit vergleichbaren Vmax und Imax?
Viele Grüße und ein schönes Wochende!
Jürgen
Hallo Jürgen,
…Auf der
kalten Seite wird Luft gekühlt, hier weiß ich nicht, ob auch
ein Kühlkörper notwendig/sinnvoll ist.
Der Kühlkörper veringert den Wärmewiederstand.
DU musst dein Systen nicht nur von der Temperatur aus betrachten, sondern auch von der Energetischen Seite !!
Wenn deine Elemement eine Wärmewiderstand von z.B. 2K/W zu Luft hat und du 10W abführen willst, dann muss die Kaltseite 20K kälter sein, als die zu erzielende Temperatur.
Nimmst du einen Kühlkörper mit 0.5K/W, dann musst die Oberflächer nur noch 5K kälter sein um die selbe Temperatur zu erreichen.
Bei deiner ganzen Fragerei wäre es noch praktisch zu wissen, was du eigentlich machen willst.
MfG Peter(TOO)
Hallo,
was meinst Du mit unter Last?
damit meine ich, daß von der kalten Seite eine gewisser
Wärmeleistung abzuführen ist, die in der Regel nicht Null
sein wird. Entweder erzeugt das gekühlte Element selber
Wärme oder es nimmt zumindest wieder Wärme aus der Umgebung
auf und diese muß ja auch wieder abgeführt werden.
Nur wenn die kalte Seite passiv ist (Wärmeleistung gegen Null)
und dazu annähernd optimal isoliert, dann erreicht das
Peltierelement auch die max. Wärmediff.
Diese wird aber eben durch den unvermeidlichen passiven
Wärmerückfluß von der warmen zur kalten Seite begrenzt.
Es stellt sich also ein Gleichgewicht zwischen „gepumpter“
Wärmemenge und Wärmerückfluß ein.
Ansonsten könnte man mit einem Peltierlement theor. bis
Null Kelvin kühlen.
Ich fand die Antwort „wird es entsprechend kälter“ durchaus
einleuchtend.
Ich finde die Antwort ist phys. Nonsens.
Mein Eindruck ist, wenn das Peltier-Element eine
Wärmepumpe ist, dann transportiert es Wärmeleistung auch wenn
schon eine Temperaturdifferenz besteht.
Natürlich, aber wenn schon eine solche Diff. besteht, dann
fließt entsprechend auch Wärme zurück. Das Peltierelement
ist Systembedingt kein guter Isolator.
Angenommen, die kalte Seite hat schon eine um 100 grd. niedrigere
Temp. als die Umgebung.
Wenn Du nun diese Seite optimal isolierst, ist der Wärmefluß
sehr gering. Wenn Du aber in diese Anordnung das Peltier-
element einfügst, hast Du damit auch eine prima Wärmebrücke.
Das Element wird dann also weniger Wärme wegpumpen als der
Wärmerückfluß ausmacht. In einem solchen Fall hätte die
quasi einen neg. Wirkungsgrad.
Durch die bereits
vorhandene Temperaturdiefferenz wird die „Pumpleistung“
erschwert, wodurch sich die Temperaturdifferenz zwar deutlich,
aber nicht um halbwegs den gleichen Betrag erhöhen würde, als
wenn die Temperaturdifferenz nicht wäre. Sehe ich das so
richtig?
Je nachdem in welchem Bereich man sich bewegt,hat die Peltier-
kühlung noch einen pos Wirkungsgrad oder eben nicht.
Mein Problem ist eher umgekehrt: Ich brauche nur eine
Temperaturdifferenz von ca. 15 Grad zwischen Umwelt und den zu
kühlenden Objekt, die soll aber mit einem möglichst guten
Wirkungsgrad erreicht werden.
Peltierlemente haben eh keinen guten Wirkungsgrad.
Um was geht es konkret. Welche Medien sind beteiligt,
welche Wärmeleistung soll abgeführt werden und wie wird
auf der warmen Seite mögl. optimal gekühlt?
Fortführung in „was macht ein gutes Peltier-Element“ aus .
Schwieriges Thema.
Die Qualität wird sicher durch verschiedene Aspekte bestimmt.
Vor allem muß es mit den Einsatzbedingungen gut klarkommen
(z.B. Kondensfeuchte, Temperaturschwankungen usw.).
Viele Grüße und ein schönes Wochenende
Jürgen
Hallo Peter,
danke für die Formel mit dem Kühlkörper. Jetzt weiß ich, daß ich auch für die Kaltseite einen Kühlkörper brauche und kann sogar abschätzen, wie groß er sein muß. Dabei dachte ich, Kühlkörperberechnung sei schwierig.
Viele Grüße
Jürgen
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Wozu das Ganze?
Hallo, das Ganze soll ein ganz kleiner Kühlschrank werden, um Medikamente zu transportieren. Nach der Kältebedarfsrechnung liegt die benötigte Kälteleistung bei ca. 100 mWatt.
Hallo, das Ganze soll ein ganz kleiner Kühlschrank werden, um
Medikamente zu transportieren. Nach der Kältebedarfsrechnung
liegt die benötigte Kälteleistung bei ca. 100 mWatt.
Hallo,
das muss falsch sein irgendwo.
100mWatt ist halt echt absolut nix.
Unter 100 Watt brauchst für so etwas absolut gar nicht anfangen.
Im übrigen gibt es diese glaub von Baxter oder Dade schon fertig.
Grüsse
Aber frage,
warum zahlst nicht einfach bissel Handgeld und lässt es dir Konstruiren?
Können da gerne mal ins gespräch kommen, einen Mess/testaufbau und die besten Sachen wie Kleber, Peltiers, Lüfter, dichtungen, Headpipes, und Kühlkörper habe ich.
Ich bin übrigens auch gerade an einer tollen Erfindung mit Peltiers dran *fg*
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Hallo,
ja, es soll ja fast nix sein. Er soll aus 92-93% Isolierung bestehen. Mein großer Kühlschrank in der Küche hat 90 Watt lt. Typenschild, und ich schätze mal, er läuft 20 % der Zeit, also braucht der gerade mal 20 Watt.
Zum einem habe ich den Bedarf nach einer Wärmebedarfsrechnung berechnet, so wie man das mit Gebäuden macht, zum anderen habe ich ihn noch zweimal überschlagen. Allerdings bin ich in allen Fällen von der Innenfläche ausgegangen.
Danke für dein Angebot, ein Peltier suche ich noch, es soll Vmax größer als 6 Volt und Imax kleiner als 1 Volt, am besten so ca. 0,5 Volt sein.
Ist es geheim, an welcher Erfindung Du dran bist?
Viele Grüße
Jürgen
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Danke an allen, die sich so rege beteiligt haben!
Danke an allen, die sich so rege beteiligt haben! Jürgen
Hllo Jürgen,
du hast hier einen kleinen, aber wichtigen Denkfehler.
…Mein großer Kühlschrank in der Küche hat 90 Watt lt.
Typenschild, und ich schätze mal, er läuft 20 % der Zeit, also
braucht der gerade mal 20 Watt…
Die 90 Watt hat er immer, wenn er läuft. D.h. diese Leistung kann er bringen, wenn der Kühlschrank „anspringt“.
Wenn er dann ununterbrochen eine Stunde gelaufen ist (weil du gerade versuchst, die warme Suppe abzukühlen), dann hat er eine Arbeit von 90Wh oder 0,09kWh vollbracht. (Mögliche) Leistung und (vollbrachte) Arbeit wird immer wieder gerne verwechselt, auch von Fachleuten.
Wieviel Arbeit dein Kühlschrank nun tatsächlich braucht, um ein bestimmtes Produkt um einen gewissen Betrag abzukühlen, kannst du also mit der Zeit feststellen, die er dafür benötigt. Auf die Leistung hast du ja keinen Einfluß, die hat der Hersteller schon festgelegt. Wenn du allerdings meinst: durchschnittlich 20 Watt, dann hättest du recht.
MfG Bernd