Hallo!
Ich hätte da mal eine Frage zur Effizienz von Peltier-Elementen.
Nach dem ich mir verschiedene Datenblätter angesehen habe, ist mir
aufgefallen dass der Wirkungsgrad bei geringer Last (z.B. 25% I(max))
viel höher ist als bei der üblichen Betriebsspannung.
Als Beispiel: Wenn ich ein für den Anwendungszweck überdimensioniertes
TEC nehme, das z.B. mit max. 15V betrieben werden kann, es aber z.B. nur
mit 5V betreibe, ist der Wirkungsgrad relativ hoch.
Warum wird das kaum so gemacht?
Viele Grüße,
Maxi
Als praktisches Beispiel:
Bei niedrigerer Spannung ist auch die Temperaturdifferenz geringer. Das
heißt, es müssen Peltierelemente thermisch in Reihe verbaut werden.
Für eine Kühlbox, die es im Baumarkt mit 12V/240V Anschluss gibt, die
nur ein Peltierelement besitzt, müßten dann mindestens 6 Peltierelemente
verbaut werden. Die erste Schicht bestünde aus vier Zellen, die zweite
Schicht aus zwei Zellen und dazwischen eine gut wärmeleitende Platte.
Beide Lagen müßten über eigene DCDC-Wandler versorgt werden um im
Bereich der optimalen Arbeitspunkte zu bleiben.
Bei der Variante 9/3 lassen sich die Elemente so elektrisch
zusammenschalten, ohne dass die thermischen Verspannungen zu groß
werden, dass ein gemeinsamer DCDC-Wandler verwendet werden könnte.
Maxi93 schrieb:> Als Beispiel: Wenn ich ein für den Anwendungszweck überdimensioniertes> TEC nehme, das z.B. mit max. 15V betrieben werden kann, es aber z.B. nur> mit 5V betreibe, ist der Wirkungsgrad relativ hoch.
Peltier-Elemente werden mit Strom betrieben. Die Spannung ist für die
Bewertung der Auslastung ein schlechter Maßstab.
> Aber für bestimmte Anwendungen, bei der die Temp.Differenz nicht so groß
sein muss (z.B. 20K), wäre das doch besser, oder?
Was machst du mit 20 Grad ? Bedenke, erst man wird die ueblicherweise
warme Seite waermer. Wenn du eine Differenztemperatur von 20 Grad
vorgibst, geht dir die kalte Seite von 25 auf 20 Grad, waerend die warme
Seite von 25 auf 40 Grad geht. Die warme Seite muss also sehr gut
gekuehlt werden.
Aber ja. Im Falle einer allgemeinen Regelung laesst man das Peltier mit
reduzierter Leistung laufen.
Ein Peltierelement ist allem voran eine Heizung, die auf einer Seite
kühler wird.
Es wird ja nicht der zugeführte Strom in Kälte umgewandelt, sondern
diese zugeführte Leistung muss zusammen mit der Wärme, die von der
kühlen Seite kommt, über einen Kühlkörper entwärmt werden...
Maxi93 schrieb:> dass der Wirkungsgrad bei geringer Last (z.B. 25% I(max)) viel höher ist> als bei der üblichen Betriebsspannung.
Welcher Wirkungsgrad? Unter welchen Betriebsbedingungen wurde der
gemessen?
Lothar M. schrieb:> Welcher Wirkungsgrad? Unter welchen Betriebsbedingungen wurde der> gemessen?
Naja, so wie es halt im Datenblatt steht. Z.B. 27°C Th und 20K Delta T
(=7°C)
Wirkungsgrad im Sinne von Q/P.
Bei weniger Temperaturdifferenz hat das Platierlement auch weniger zu
tun um die Wärme von einer Seite zur anderen zu transportieren.
Je höher die nötige Temperaturdifferenz, desto höher muss der Strom (und
damit die Spannung) sein. Für den besten Wirkungsgrad ist es tatsächlich
passend den Strom entsprechend der Temperaturdifferenz zu reduzieren.
Damit nimmt aber auch nicht nur die Aufgenommene Leistung ab, sondern
auch die Kühlwirkung.
Lurchi schrieb:> Damit nimmt aber auch nicht nur die Aufgenommene Leistung ab, sondern> auch die Kühlwirkung.
Genau, das meinte ich. Ich wähle ein "stärkeres" TEC und reduziere die
Spannung, und habe somit eine die gleiche Leistung bei höherem
Wirkungsgrad.
