Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Edelstahlschale mit Peltier beheizen und kühlen. Was beachten?


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von Holger K. (holgerkraehe)


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Hallo zusammen

Ich würde gerne eine Edelstahlschale mittels eines Peltiers beheizen 
bzw. zeitweise auch kühlen.

Ein Bild der Schale ist im Anhang.
Der Durchmesser unten ca. 10cm oben ca 15-20cm.

Ziel:

Umgebungstemperatur: ~20-23°C
Zieltemperatur: ~35-40°
Danach abkühlen auf ~27°C
Danach erneutes Erwärmen auf ~28.5°C

Der Eine oder Andere weiss nun bereits, worum es geht.
Es handelt sich dabei um Schmelztemperaturen von Schokolade.
Diese muss in einem definierten Intervall mit bestimmten Temperaturen 
"beheizt" werden. Dabei ist die Einhaltung der Temperatur auf +- 
0.3-0.5°C sehr wichtig.

Ich habe nun gedacht, es wäre eventuell am einfachsten einfach ein paar, 
oder auch nur ein grosses Peltierelement, an die unterseite der Schale 
zu montieren.

Die Geschwindigkeit zum Schmelzen der Schokolade ist nicht so relevant. 
5 Minuten sind absolut in Ordnung.

Die Temperatur würde ich zwischen Peltierelement und Schale messen.
Nun die Frage an euch, was gilt es zu beachten?

Kann ich ein Peltier mittels Umpolung zum Kühlen bzw. Heizen 
umfunktionieren?
Kann ich ein Peltier mittels PWM regeln? Oder besser langsames ein und 
ausschalte? (also auch pulsen aber eher langsam, so im halb sekunden 
Bereich).
Oder besser mit geregeltem Konstantstrom?
Gibt es da bereits fertige Lösungs bzw. Schaltungsvorschläge?

Ich freue mich auf eine spannende Diskussion
Eure Krähe

: Verschoben durch Moderator
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Holger K. schrieb:
> Der Eine oder Andere weiss nun bereits, worum es geht.

Sauerteig?

Ich denke schon, dass es machbar ist. Du musst dafür sorgen, dass die 
andere Seite des Peltier Elementes einen Gegenpol mit ausreichend 
Wärmekapazität hat, oder einen grosszügig dimensionierten Kühlkörper mit 
Lüfter.

von Ich (Gast)


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0,3°C Genauigkeit kommen mir durchaus sportlich vor; V.a. in Anbetracht 
der Tatsache, dass du die Elemente nur an der Unterseite montieren 
willst.
Ich könnte mir vorstellen, dass eine gleichmäßigere Erwärmung erreicht 
werden kann, in dem man die Schale z.B. durch ein Wasserbad erhitzt.

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Holger K. schrieb:
> Dabei ist die Einhaltung der Temperatur auf +- 0.3-0.5°C sehr wichtig.

Das ist vollkommen illusorisch.

von Andre (Gast)


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Holger K. schrieb:
> Kann ich ein Peltier mittels PWM regeln

Jain, der Wirkungsgrad geht dabei noch weiter in den Keller. Die Dinger 
sind leider auch relativ gute Wärmeleiter, Pulspaket Steuerung fällt 
also auch aus. Du brauchst Konstantstrom, Maxim hat dazu gute Appnotes.

Wie bekommst du die Wärme in die Schokolade? Wenn die da bloß auf ner 
30° warmen Schale liegt wird das ewig dauern..
Ich finde die Methode von Alex, Schoko eingeschweißt ins Sous-vide 
Becken zu werfen, überzeugender.

von Holger K. (holgerkraehe)


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Ich schrieb:
> 0,3°C Genauigkeit kommen mir durchaus sportlich vor; V.a. in Anbetracht
> der Tatsache, dass du die Elemente nur an der Unterseite montieren
> willst.

Nun, solange die Peltierelemente die Temperatur auf +- 0.3-0.5°C halten, 
ist alles gut. Dass sich die Schokolade ungleichmässig Erwärmt oder 
abkkühlt ist grundsätzlich kein Problem.

Wichtig ist nur, dass die Zieltemperatur nicht unter bzw. überschritten 
wird.

von Holger K. (holgerkraehe)


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Andre schrieb:
> Wie bekommst du die Wärme in die Schokolade? Wenn die da bloß auf ner
> 30° warmen Schale liegt wird das ewig dauern..

Ich habe die Schale bisher auf die Wasseroberfläche von 30 Grad warmem 
Wasser gelegt. Ging relativ schnell. Ca. 5 Minuten.

Zudem wird ja bei deutlich höherer Temperatur (35-40°C) geschmolzen.
Das Abkühlen ist wichtiger. Da ist auch die Temperaturgenauigkeit 
wichtig.

Also von 35°C runter auf 27°C und dann nochmals hoch auf 28.5°C

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Für diese Genauigkeit benötigst Du für einen Liter einen Würfelquader 
(innen 10x10cm Boden, 15cm Höhe) mit mindestens 5mm Materialdicke von Cu 
oder Al, bereits schon so weit möglich mit Isolierung, damit die 
Temperaturdifferenz allein durch die Wärmeleitung des Tiegels nicht zu 
sehr differenziert.

von Der Andere (Gast)


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Holger K. schrieb:
> Dabei ist die Einhaltung der Temperatur auf +-
> 0.3-0.5°C sehr wichtig.

Glaub ich so nicht. Ist meines Erachtens völlig übertrieben und fast 
nicht einzuhalten
Die Lösung ist so einfach wie alt.
Du hast folgende Anforderungen:
- Guter Wärmeübergang
- hohe Wärmekapazität um schnelle Änderungen zu vermeiden
- gute Temperaturkonstanz über die gesamte Oberfläche

All das bietet dir das gute alte Wasserbad. Evt. aufgepimpt mit einem 
Temperatursensor und einer Regelung für die Heizung sowie einem Rührer.

von TestX (Gast)


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@Holger

du scheinst nicht aus der ecke messtechniker/elektroniker zu 
kommen...deine Angaben sind absolut illusorisch...selbst in einer prof. 
Konditorei sind die realen Toleranzen wesentlich höher...

Deine "normalen" Thermometer messen mit einer absoluten Genauigkeit von 
+/-1,x Grad. Dh nur weil ein Wert auf deinem Thermometer steht bedeutet 
dies nicht, dass die Temperatur stimmt...

Mit einem einfachen Peltier wird das nichts werden Aufgrund der 
Temperaturverteilung. Hier benötigt man ein paar andere Tricks (zB 
Wasserbad)

von W.S. (Gast)


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Holger K. schrieb:
> Kann ich ein Peltier mittels Umpolung zum Kühlen bzw. Heizen
> umfunktionieren?
> Kann ich ein Peltier mittels PWM regeln? Oder besser langsames ein und
> ausschalte? (also auch pulsen aber eher langsam, so im halb sekunden
> Bereich).
> Oder besser mit geregeltem Konstantstrom?

Zuerst solltest du dir eine Aluminium-Platte gönnen, die du zwischen 
dein(e) Peltier-Elemente und deine Edelstahlschale anordnest. Denn 
Edelstahl hat eine miserable Wärmeleitfähigkeit. Die Aluplatte braucht 
nicht dick zu sein, so etwa 1 bis 1.5 mm reicht aus. Sie dient zur 
lateralen Wärmeverteilung.

Dann soltest du die andere Seite deine(r) Peltier's mit einem ordentlich 
großen Kühlkörper versehen.

Ja, durch Umpolen kann man auch die Wärme-Pump-Richtung im 
Peltierelement umpolen.

Bloß kein PWM, sondern eine geregelte Konstantspannung, die sich auch 
nicht schlagartig ändert, sondern langsam. Denke dabei an etwa 10..100 
ms pro Volt Spannungsänderung. Mit schnelleen und steileren 
Spannungsänderungen machst du dir dein Peltierelement bloß kaputt.

W.S.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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W.S. schrieb:
> Zuerst solltest du dir eine Aluminium-Platte gönnen, die du zwischen
> dein(e) Peltier-Elemente und deine Edelstahlschale anordnest.

Oder gleich einen guten Topf verwenden.

von W.S. (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Oder gleich einen guten Topf verwenden.

Nee, das geht nicht: Die Schüsseln der Konditoren und Köche sind von 
hause aus dünnwandig und leicht und eigentlich für ein Wasserbad 
gedacht. Da muß man sich eben danach richten.

W.S.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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W.S. schrieb:
> Die Schüsseln der Konditoren und Köche sind von
> hause aus dünnwandig und leicht

Wir benutzen solche Schüsseln als Hundenapf. Aber was soll's, man kann 
daraus auch Kaviar löffeln und Whiskey trinken (wenn der Hund fertig 
ist). Ist reine Kopfsache.

von Phlogistonsauger (Gast)


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Und mit einer offenen Schale bekommt man eh keine vernuenftige 
Temperaturhomogenitaet.

von Kilo S. (kilo_s)


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Phlogistonsauger schrieb:
> Und mit einer offenen Schale bekommt man eh keine vernuenftige
> Temperaturhomogenitaet.

Muss er nen Handtuch drüber legen.
Kommt... das "Dekel" Problem is keins.

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