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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik kühlen/heizen mit Peltierelementen


Autor: Nick N. (neikon)
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Hi

Ich muss einen kleinen halbwegs gut isolierten Raum (ca. 50*50*70cm) auf 
einer konstannten Temperatur im bereich von 20-30°C halten.
Die Umgebungstemperatur schwankt zwischen ca.10-30°C, dies aber sehr 
langsam, im Jahres-Rhythmus.
Die Temperatur muss sich nach einmaliegem erreichen nicht ändern, 
außerdem wird innerhalb des Raumes nur in sehr geringen Mengen Währme 
erzeugt, also muss hauptsächlich nur die Temperaturänderung durch die 
nicht perfekte isolierung ausgeglichen werden.
Das errechen der Temperatur, nach Inbetriebnahmen, kann ruhig längere 
Zeit in anspruch nehmen.

Meine frage ist nun, wie viele, oder wie starke Peltierelemente ich 
brauche um diese Temperaturdifferenz zu erreichen, und zu halten.

Ich hoffe, hier im Forum kann mir jemand behilflich sein

mfg nick

Autor: 2921 (Gast)
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Eins, irgendeins genuegt.

Autor: JensG (Gast)
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Soweit ich es kenne, kann man mit Peltierelementen in der Regel ein 
Delta von 60°c am element erreichen. Und wenn der Raum wirklich 
einigermaßen isoliert ist, sollte wohl auch eines oder zweie reichen mit 
5x5cm oder so. In den mobilen Kühlboxen werden ja auch solche Dinger 
eingebaut, und da scheint auch eins zu reichen.  Letztendlich mußt Du 
das aber probieren, denn es hängt einfach zu sehr von der Isolierung ab.

Autor: JensG (Gast)
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Das Peltierelement muß jedenfalls soviel wärmemenge abtransportieren 
bzw. reinbringen können, wie über die Isolierung rein/rauskommt (je 
nachdem, ob es nach innen kühlen oder heizen muß).
Problem ist allerding, daß Wärme aufsteigt, so daß es unten angebracht 
werden müsste, wenn es heizen soll. Beim kühlen ist es umgekehrt - so 
gesehen brauchste zwei (oder du kippst den Raum um, dann gehts auch mit 
einem ;-)

Autor: Tom (Gast)
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Ach, die Wärme / Kälte verteilt sich auch so, wenn genug Zeit ist. Sonst 
kann er ja noch einen kleinen Lüfter mit in die Kammer tun.

Ich stimme zu, ein kleines Peltierelement reicht dicke. Ich würde es 
sogar mit reduzierter Spannung betreiben, um es dem Regler nicht so 
schwer zumachen.

Autor: 2921 (Gast)
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Als naechstes sollte man von der thermischen Masse sprechen. Um wieviele 
cm^3 Wasser-aequivalente geht es ? Nebenbei sollte die thermische Masse, 
inklusive Kuehkkoerper, Verteilerbleche auf der passiven Seite groesser 
sein, sonst wird der Regelkreis instabil.

Autor: JensG (Gast)
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naja, da er sagte, daß es praktisch egal ist, wann die Temp. erreicht 
ist, kommt es auf die thermische Masse des "Kühlgutes" auch nicht mehr 
so an.

Ein Lüfter oder irgendwas anderes, was die Luft verquirlt (und sei es 
Eigenkonvektion) sollte man schon haben, sonst haste unterschiedlich 
warme/kalte Luftschichten. Diese gleichen sich mit Sicherheit nicht ohne 
weiteres aus, auch wenn Du Jahre wartest (zumindest wenn es einigermaßen 
genau werden soll). Denn bei einer Kühlung von unten kühlen sich die 
oberen Schichten sehr langsam ab, und da während dieser Zeit auch ein 
Temp.-Ausgleich über die Isolierung stattfindet, der um so größer ist, 
je höher die Temp.-Differenz zur Umgebung ist, kommt die Kühlung da oben 
irgendwann nicht mehr hinterher. Du wirst also grundsätzlich immer eine 
Schichtung drin haben, wenn Du nicht für eine Vermischung der Luft 
sorgst.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Ein Nachteil des Peltierelements ist, dass es einen recht guten 
Wärmeleiter darstellt. Der größte Wärmeverlust wird also über das 
Peltierelement laufen und nicht über die Wärmeisolierung. Ansonsten 
reicht in diesem Fall jedes Peltierelement, das den verlangten 
Temperaturunterschied schafft.

Das Problem mit der Schichtung der Luft erledigt sich weitgehend, wenn 
die Wandung des Thermostaten aus Kupferblech gemacht wird. Seine gute 
Wärmeleitung bildet eine Isotherme rund um das zu temperierende Volumen, 
das Heizen oder Kühlen erfolgt dann von allen Seiten aus.

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