Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Heiz-/Kühlkoffer mit Peltierelement


von Xizeru (Gast)


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Huhu,

Ich würde gerne für mein Hobby einen Koffer bauen mit dem ich Kühlen und 
Heizen kann.

Ich habe mir überlegt ein Peltierelement einzubauen. Heizen und Kühlen 
kann ich ja je nach dem mit welcher Polarität ich die Spannung anlege.

Das Peltier element wird so eingebaut, dass in dem Koffer eine Trennwand 
eingebaut ist, in der das Peltierelement eingebaut ist, so dass die eine 
Seite des Peltierelemtes in die eine Seite des Koffer reinreicht und die 
andere Seite in den anderen Bereich des Koffers. Man sieht es auch auf 
dem Bild dass ich hochgeladen hab.

Ich möchte dass ich in dem Koffer die Temperatur von ca. 20 - 35°C 
regeln kann.

Jetzt ist meine Frage: Muss ich auf das Peltierelement einen Kühlkörper 
bauen damit dies nicht zu heiß wird? Hab das bei einem Kollegen gesehen 
mit Kühlkörper....Dies macht für mich aber keinen Sinn, da ich ja z.b. 
heizen will, wenn ich dann nen Kühlkörper drauf setze wirkt der der 
eigentlichen Funktion doch entgegen oder habe ich da nen Denkfehler?

Ich würde generell sagen ich kann das Peltierelement ohne Probleme ohne 
Kühlkörper betreiben wenn ich Spannung und Strom beachte oder?

Vielen Dank schonmal für Eure Hilfe!

von Achim S. (Gast)


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Xizeru schrieb:
> Jetzt ist meine Frage: Muss ich auf das Peltierelement einen Kühlkörper
> bauen damit dies nicht zu heiß wird?

Ja, und zwar auf beiden Seiten. Ansonsten bekommst du die Wärme auf der 
heißen Seite nicht abgeführt und auf der kalten Seite nicht zugeführt. 
Damit überhitzt du das Peltier und kühlst den "Kühlraum" nicht ab.

Xizeru schrieb:
> Dies macht für mich aber keinen Sinn, da ich ja z.b.
> heizen will, wenn ich dann nen Kühlkörper drauf setze wirkt der der
> eigentlichen Funktion doch entgegen oder habe ich da nen Denkfehler?

Ein Kühlkörper kühlt nicht (der Name bezieht sich nur auf die typische 
Anwendung bei Leistungshalbleitern). Er verringert nur den 
Wärmeübergangswiderstand. Und du willst ja, dass die Wärme aus dem 
Koffer möglichst gut in dein Peltier und von dort in das Wärmereservoir 
der Umgebungsluft fließt.

Xizeru schrieb:
> Ich würde generell sagen ich kann das Peltierelement ohne Probleme ohne
> Kühlkörper betreiben wenn ich Spannung und Strom beachte oder?

Nein: bei maximaler Spannung ohne Kühlkörper überhitzt du es sehr 
schnell.

von Panorama (Gast)


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Du hast einen Denkfehler ;)

Der Kühlkörper kühlt nicht, der vergrößert bloß die Oberfläche. Das 
Peltierelement arbeitet als Wärmepumpe, im Kühlbetrieb kann es die 
überschüssige Energie an die Umgebung abgeben und im Heizbetrieb die 
fehlende Energie aufnehmen. Das funktioniert umso besser je größer die 
Oberfläche oder  die Temperaturdifferenz ist.

Grundsätzlich kannst du das Element ohne Kühlkörper betreiben, es 
erreicht dann extremere Temperaturen an seiner Oberfläche. Durch die 
hohe Verlustleistung könnte es dabei überhitzen.

Du kannst auch in der Kammer einen "Kühlkörper" anbringen, oder einen 
Streifen Blech als Plattform für dein Testobjekt.

von Amateur (Gast)


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Den Ventilator auf der "Innenseite" brauchst Du schon wegen folgender 
Überlegung:
Warme Luft steigt nach oben (Beste Position unten)
Kalte Luft fällt nach unten (Beste Position oben)
... oder Du drehst, je nach "Betriebsart" den Koffer um.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Du brauchst auf alle Faelle einen Regler, der alles auch noch 
ueberwacht. Sinnvollerweise waere von Interesse, was das Ganze soll.

von Oleg A. (oga)


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Xizeru schrieb:
> ...so dass die eine
> Seite des Peltierelemtes in die eine Seite des Koffer reinreicht und die
> andere Seite in den anderen Bereich des Koffers. Man sieht es auch auf
> dem Bild dass ich hochgeladen hab.

Falls es Deine Applikation erlaubt: Es ist nicht sinnvoll, den rechten 
Bereich des Koffers von der Umgebung zu trennen.

: Bearbeitet durch User
von Xizeru (Gast)


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Oleg Ayranov schrieb:
> Xizeru schrieb:
>> ...so dass die eine
>> Seite des Peltierelemtes in die eine Seite des Koffer reinreicht und die
>> andere Seite in den anderen Bereich des Koffers. Man sieht es auch auf
>> dem Bild dass ich hochgeladen hab.
>
> Falls es Deine Applikation erlaubt: Es ist nicht sinnvoll, den rechten
> Bereich des Koffers von der Umgebung zu trennen.

wieso ist das nicht sinnvoll? wenn ich das peltierelement nicht trenne 
sondern einfach reinwerfe ist das doch eher quatsch, weil es im gleichen 
Raum heizt und kühlt?

Ja das mit der Oberflächenvergößerung hab ich mir auch schon gedacht, 
nur mein Kollege sagte letztens ihm wäre das Peltierelement 
durchgebrannt und er bräuchte jetzt nen größeren Kühlkörper, was ich als 
ziemlichen Quatsch empfunden hab :D

Lüfter auf der Innenseite muss nicht, da der Koffer sehr Flach wird, 
vielleicht 60 mm hoch und ne Differenz von oben nach unten von 1°C 
absolut nicht schlimm sind....so präzise muss es dann doch nicht sein :D

von Oleg A. (oga)


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Xizeru schrieb:
>> Falls es Deine Applikation erlaubt: Es ist nicht sinnvoll, den rechten
>> Bereich des Koffers von der Umgebung zu trennen.
>
> wieso ist das nicht sinnvoll? wenn ich das peltierelement nicht trenne
> sondern einfach reinwerfe ist das doch eher quatsch, weil es im gleichen
> Raum heizt und kühlt?

Sorry, ich habe links und rechts verwechselt.
Auf Deiner Zeichnung sind im Koffer zwei Räume gezeichnet. Der genutzte 
muss natürlich von der Umgebubg getrennt werden. Der nicht genutzte muss 
es aber nicht sein.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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> Lüfter auf der Innenseite muss nicht, da der Koffer sehr Flach wird,
vielleicht 60 mm hoch und ne Differenz von oben nach unten von 1°C
absolut nicht schlimm sind....so präzise muss es dann doch nicht sein

Doch. ein Luefter auf der Innenseite muss sein. Die 
Temperaturdifferenzen koennen sehr viel groesser sein. Reservier doch 
einfach mal den Platz und beruecksichtige ihn im Design, kannst dann 
immer noch nachruesten, falls ich recht habe. Und der Kuehlkoerper 
sollte auch maximal gross sein. Dann muss der Luefter weniger gross 
sein. Der Luefter braucht Strom und muss mitgekuehlt werden, der 
Kuehlkoerper braucht zumindest keinen Strom.

Und die Isolation des Innenraumes muss eben auch sein, Denn die 
Innentemperatur soll von der Umgebungstemperatur abweichen. Je besser 
diese Isolation, desto besser fuer das System. Eigentlich kann die 
Isolation nicht zu gut sein.

von Xizeru (Gast)


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Oleg Ayranov schrieb:
> Xizeru schrieb:
>>> Falls es Deine Applikation erlaubt: Es ist nicht sinnvoll, den rechten
>>> Bereich des Koffers von der Umgebung zu trennen.
>>
>> wieso ist das nicht sinnvoll? wenn ich das peltierelement nicht trenne
>> sondern einfach reinwerfe ist das doch eher quatsch, weil es im gleichen
>> Raum heizt und kühlt?
>
> Sorry, ich habe links und rechts verwechselt.
> Auf Deiner Zeichnung sind im Koffer zwei Räume gezeichnet. Der genutzte
> muss natürlich von der Umgebubg getrennt werden. Der nicht genutzte muss
> es aber nicht sein.

Da der Koffer Draußen eingesetzt wird ist das leider nicht möglich, 
sonst hätte ich das Peltierelement auch in die Außenwand des Koffers 
eingebaut.

Bezüglich regler: Klar kommt da einer rein...ich stell da keinen Japaner 
neben der die Ganze zeit am poti dreht und die Temperatur misst bis es 
passt :D

Mir ging es hier auch eigentlich nur um das Peltierelement, die antwort 
hab ich jetzt auch :D

von Matthias (Gast)


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Hast Du dir schon Gedanken gemacht, wie Du das Peltier-Element mit Strom 
versorgen willst?

Nur so zur Info, die Teile ziehen je nach Leistungs-Typ einige Ampere
bei 12..40V (Typabhängig).
Oder kommt noch ein zweiter Koffer daneben, mit einem Akku ?

von Gerald B. (gerald_b)


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Das zweite Abteil ist weniger sinnvoll. Da ist eine Verbindung zur 
Außenwelt die bessere Wahl. Kühlboxen fürs Auso werden schon seit Jahren 
so gebaut und das nicht aus purem Zufall. Die 2. Kammer wird, wenn die 
erste Kammer um 10° gekühlt wird, nicht nur um 10° erwärmt, da die 
"Pelztierelemente" weit entfernt sind von 100% Wirkungsgrad. Daher 
gehört der 2. KK als großes Blech, oder wie auch immer gelöst, nach 
außen ;-)

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die Kuehlboxen fuer's Auto sind leider kompletter Quatsch. Schlampige 
Isolation, mangelhafte Leistung. Billiger als Billigst bei einem stolzen 
Preis. Das Interessante : ich welche mit A++ Effizienzrating gesehen, 
weil die Leistungsaufnahme gering ist... was sagt man da ? So kann man's 
auch machen.

Der Kuehlkoerper fuer die Aussenbedingungen, dh Warmseite, muss 
natuerlich in einem Kanal sein, sonst kann man ihn nichts 
zwangsbelueften.

: Bearbeitet durch User
von Klaus W. (mfgkw)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Die Kuehlboxen fuer's Auto sind leider kompletter Quatsch.

Stimmt weitgehend, sofern man nur die billigen mit Peltier anschaut.
Ich habe welche von Engel (mit Linearkompressor), die sind erschreckend 
effizient. Allerdings kosten die auch ein paar Euronen mehr.

Ich werfe das deshalb ein, weil m.W. hier noch niemand erwähnt hat, daß 
Peltier zum Kühlen in 99.5% der Fälle ausgemachter Humbug ist, weil es 
einfach zuviel Strom frisst für zuwenig Kühlleistung.
Es ist halt billig...

Ob es in diesem Fall auch Humbug ist, wage ich nicht zu postulieren - 
vermute es aber.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Eben, deshalb meine erste Frage : Was soll das Ganze?

von Gealtertes Bastelkind (Gast)


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Habe ich mit 14 Jahren auch mal bauen wollen. In den 80gern gab es da in 
den einschlägigen Elektronikzeitschriften Bauanleitungen .

Meinem Peltierelement (hat ein Monatstaschengeld gekostet) ist beim 
Experimentieren durch Verpolung gestorben. Die Dinger sind insofern 
empfindlich- wenn sich eine entsprechenede Temperaturdifferenz 
eingestellt hat - und man das gute Stück dann im Betrieb - oder kurz 
danach von Kühlen auf Heizen umstellt... .

Habe mir dann mit etwa 18 danach einfach was fertiges gekauft...

von Xizeru (Gast)


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Gealtertes Bastelkind schrieb:
> Habe ich mit 14 Jahren auch mal bauen wollen. In den 80gern gab es
> da in
> den einschlägigen Elektronikzeitschriften Bauanleitungen .
>
> Meinem Peltierelement (hat ein Monatstaschengeld gekostet) ist beim
> Experimentieren durch Verpolung gestorben. Die Dinger sind insofern
> empfindlich- wenn sich eine entsprechenede Temperaturdifferenz
> eingestellt hat - und man das gute Stück dann im Betrieb - oder kurz
> danach von Kühlen auf Heizen umstellt... .
>
> Habe mir dann mit etwa 18 danach einfach was fertiges gekauft...

Das stimmt, Allerings nur wenn man es dauernd ändert....da ich das 
draußen brauche, werde ich an einem Tag immer nur entweder kühlen oder 
heizen und nie wechseln....im Sommer kühlen, im Winter heizen....

Akku wird extern dran gebaut und sooo viel zieht das Ding nicht, gut 
abgedichtet ist die Hysterese bis die Steuerung wieder 
einschaltet....habs jetzt laufen lassen....einmal auf höchste Temperatur 
heizen und einmal bis auf niedrigste Temperatur kühlen....da wir gerade 
um die 20°C haben hab ich diese einfach mal auf 5°C gestellt und wenn 
man ihn erst an Netzspannung lässt bis er die wunschtemperatur erreicht 
hat und ihn dann abstöpselt und auf akkubetrieb umschaltet erreiche ich 
wenn ich mich voll verrechnet hab so ca 9- 10 stunden und das reicht 
Dicke...aber danke für die Hilfe mit dem Kühlkörper, das ist wirklich 
besser

von Xizeru (Gast)


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Ich meinte natürlich wenn ich mich NICHT voll verrechnet hab :D

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