Kühlung mit Peltier

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Autor
Kühlung mit Peltier
Suche nach: peltier (198)

    







BID = 765050

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681
 

  


Wird beim geplanten getakteten Betrieb des Peltiers nicht die Hitze der warmen Seite sofort auf die Kalte Seite durchschlagen, sobald das Peltier von seiner Stromquelle getrennt wird?
Oder mindert die Wärmekapazität der geplanten Alu-Kühlschale diesen Effekt genügend ab?

BID = 765053

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Nun ja, die warme Seite darf ja nicht wirklich heiß werden, sonderm befindet sich so gut es eben geht auf Umgebungstemperatur und die Wärmeleitung durch die p- und n-leitenden Wismuttellurid-Würfelchen ist natürlich auch vorhanden, wenn das Peltier bestromt wird.

Im Prinzip hast du aber Recht: Die Leistungsreduktion durch eine Ein/Aus-Regelung bewirkt eine Verringerung des Wirkungsgrades, wie es auch bei der Verwendung von ungesiebtem Gleichstrom der Fall wäre.
Nur: Wenn Volllast gefordert wird, dann wird mit sauberem Gleichstrom die maximale Kälteleistung auch erzielt, während dies bei welligem Strom wegen der R*I2 proportionalen Verlustwärme im Kühlelement nicht möglich ist.

BID = 765061

herbie79

Gerade angekommen


Beiträge: 9
Wohnort: Lippstadt

Ah, ok. Bei Lüftung also am besten auf das alte Prinzip "wenig Mechanik = weniger Ausfallrisiko" bauen. Prima, kommt mir auch schon aus den anderen genannten Gründen entgegen.

Das mit dem "Rückkopplungseffekt" von warm nach kalt bei Abschaltung des Peltiers müsste man vorab mal ausprobieren wie stark sich das letztendlich auswirkt.
Denke wenn der Kühlkörper passend dimensioniert ist, dass er nicht übermäßig warm wird dann dürfte das nicht so wild sein.
Man darf auch nicht vergessen, dass am anderen Ende die kalte Alukonstruktion vom Nest hängt. Die muss auch erst mal zu einem gewissen Grad erwärmt werden bevor sich das auf die Nesttemperatur auswirkt. Und dann würde die Temperatursteuerung die Kühlung wieder hochfahren.

Apropos Dimensionierung Kühlkörper. Hat da jemand etwas Erfahrung was das angeht oder kann mit eine Formel nennen nach der man die benötigte Größe ungefähr ausrechnen kann?
Dann müsste man nicht ewig rumprobieren und hätte schon einmal ein grobe Richtung in der man dann testen kann.

@perl
Ich habe mir mal den von dir erwähnten Temperaturschalter im Link angeschaut. Scheint von allen Sachen meinen Wünschen bisher am nächsten zu kommen.
Nach meinem derzeitigen Wissen würde ich also an dem Temperaturschalter die Steuerleitung des Netzteils schalten.
Und wenn ich ein etwas stärkeres Relais haben möchte um mehr zu schalten müsste ich den Transistor mit der Bezeichnung Q1 im Bestückunsplan/Schaltplan austauschen, richtig?
Müsste ich dann nicht, aber auch ein stärkeres Relais einbauen, da das eingebaute mit 3A angegeben ist. Und müsste man dann im zwangsläufig im Folgezug nicht die halbe Schaltung größer dimensionieren? Mal so als Laie gefragt. Oder habe ich da einen Denkfehler?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: herbie79 am 12 Mai 2011  9:22 ]

BID = 765079

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Das mit dem "Rückkopplungseffekt" von warm nach kalt bei Abschaltung des Peltiers müsste man vorab mal ausprobieren wie stark sich das letztendlich auswirkt.
Der NTC sollte thermisch mit dem Blech auf der Kaltseite gekoppelt sein, dann reagiert er am schnellsten auf Temperaturänderungen.
Trotzdem reagieren derartige Regelungen ziemlich lahm und haben typischerweise Periodendauern im Minutenbereich.
Deine Tierchen interessieren die Temperaturschawnkungen des gut wärmeleitenden Aluminiumblechs aber nicht, denn darauf folgt ja erst einmal eine wärmeisolierende Schicht, welche die Temperaturschwankungen glättet.


Zitat :
Apropos Dimensionierung Kühlkörper. Hat da jemand etwas Erfahrung was das angeht oder kann mit eine Formel nennen nach der man die benötigte Größe ungefähr ausrechnen kann?
Ganz einfach: Viel hilft viel.
Der auf der Seite mit den Peltiers ebenfalls abgebildete IBM-CPU-Kühler sieht nicht schlecht aus. http://www.pollin.de/shop/dt/MjA5OT......html
Man müsste einmal nachschauen, inwiefern seine Montagefläche zu den Peltiers passt. Falls sie zu klein ist, kann man auch einen 5..10mm dicken Aluminium- oder Kupferblock zur mechanischen Anpassung zwischen Kühlkörper und Warmseite des Peltiers einfügen.
Kühlkörper stets so montieren, dass die Bleche/Rippen senkrecht stehen, damit die aufsteigende Warmluft frei zirkulieren kann.


Zitat :
Und wenn ich ein etwas stärkeres Relais haben möchte um mehr zu schalten
Darüber brauchen wir uns erst zu unterhalten, wenn du ein Netzteil aussuchst, das die bewusste Steuerleitung nicht hat.

BID = 765082

herbie79

Gerade angekommen


Beiträge: 9
Wohnort: Lippstadt


Zitat :
Deine Tierchen interessieren die Temperaturschawnkungen des gut wärmeleitenden Aluminiumblechs aber nicht, denn darauf folgt ja erst einmal eine wärmeisolierende Schicht, welche die Temperaturschwankungen glättet.

Genau deswegen habe ich auch keine großen Sorgen bei kleineren Schwankungen. Brauch das ganze ja nicht für eine technischen Anwendung wo ich immer genau eine Temperatur auf das Grad genau haben muss.


Zitat :
Der auf der Seite mit den Peltiers ebenfalls abgebildete IBM-CPU-Kühler sieht nicht schlecht aus. http://www.pollin.de/shop/dt/MjA5OT......html

Hui, netter Brummer! Ein kleines bischen kleiner hätte ich ihn schon ganz gerne.
Aber ich muss eh erst schauen was ich für ein Peltier nehme. Bevor ich mir etwas endgültiges bastel teste ich sowieso erst ein wenig rum. Werde mit den Kühlkörpern, die ich hier noch liegen habe anfangen. Falls die alle nicht zufriedenstellend sind, kann ich immer noch auf den großen Brocken umsteigen.


Zitat :
Darüber brauchen wir uns erst zu unterhalten, wenn du ein Netzteil aussuchst, das die bewusste Steuerleitung nicht hat.

War auch eher hypothetisch gemeint. Mir ist schon klar, dass die Schaltleistung für die Steuerleitung ausreicht.

Jetzt aber noch ein Frage: Wenn ich mit der Temperatursteuerung das Netzteil für das Peltier-Element schalte, woher bekommt die Temperatursteuerung ihren Saft?
Dafür bräucht ich dann auch noch ein zweites Netzteil, oder ist mir da ein Kleinigkeit entgangen?
Ok, würde zwar gehen, aber ein wenig doof finde ich das schon. Schöner wäre es natürlich wenn man ein Netzteil für beides nutzen könnte.

Wenn ich das richtig sehe, müsst ich dann ein Netzteil ohne Steuerleitung haben. Daran packe ich dann die Temperatursteuerung damit die Saft hat. Und die würde wiederum z.B. die 5 oder 12V Leitung für das Peltier-Element schalten.
Und je nach Leistung vom Peltier würde das Relais der Steuerung ausreichen oder nicht.
Habe ich das richtig gedacht oder bin ich auf dem Holzweg?

EDIT: Noch mal Danke für eure Geduld und Mühe mit mir Unwissenden. Ist in vielen Foren nicht unbedingt eine Selbstverständlichkeit, leider.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: herbie79 am 12 Mai 2011 12:19 ]

BID = 765089

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Hui, netter Brummer! Ein kleines bischen kleiner hätte ich ihn schon ganz gerne.
So groß ist das Ding doch gar nicht, und vor allem ist es leichter als ein stranggepresstes Kühlkörperprofil.
Peltierkühlkörper sind, besonders ohne Ventilator, nun einmal groß, denn sie müssen ja ausser der elektrischen Energie noch die gepumpte Wärme abführen und sollen sich trotzdem möglichst wenig erwärmen.
Das ist eine ganz andere Situation als bei der Montage von Leistungstransistoren, bei denen man im Datenblatt die höchstzulässige Chiptemperatur nachschaut z.B.175°C, und sich dann überlegt wie groß der Kühlkörper mindestens sein muß.


Zitat :
Wenn ich mit der Temperatursteuerung das Netzteil für das Peltier-Element schalte, woher bekommt die Temperatursteuerung ihren Saft?
Dafür bräucht ich dann auch noch ein zweites Netzteil, oder ist mir da ein Kleinigkeit entgangen?
Hmm, da ist etwas dran.
Nicht gerade uralte PC-Netzteile haben zwar eine +5V Standby-Leitung, die nicht abgeschaltet wird, aber die 5V reichen leider nicht zum Betrieb dieses Relais.

Also werden wir wohl doch einen "dicken" MOSFET als Leistungsschalter einsetzen.
Leider kann man da bei P.keine konkrete Empfehlung geben, da das Angebot ständig wechselt. Achte vor allem auf eine geringen Innenwiderstand. Z.Zt. ist mit der Bestellnummer 130963 ein Typ mit 18mOhm im Angebot. Leider ist dessen SMD-Gehäuse etwas schlecht zu montieren.

Weniger Widerstand ist im Hinblick auf die Verluste noch besser, aber man kann die Dinger auch einfach parallelschalten um auf geringere Werte der Verlustleistung zu kommen.
Alternativ käme natürlich auch ein passendes Relais in Frage http://www.pollin.de/shop/suchergeb.....nden= aber da stellt sich natürlich die Frage nach der Lebensdauer der Kontakte.

BID = 765101

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Es gibt Heatpipes, die nur richtig arbeiten können, wenn sie vertikal ausgerichtet sind. Ob der verlinkte KüKö so welche hat, weiß ich nicht; aber bei dem Preis würde ich es einfach ausprobieren.


Zitat :
Im Prinzip hast du aber Recht: Die Leistungsreduktion durch eine Ein/Aus-Regelung bewirkt eine Verringerung des Wirkungsgrades, wie es auch bei der Verwendung von ungesiebtem Gleichstrom der Fall wäre.
Nur: Wenn Volllast gefordert wird, dann wird mit sauberem Gleichstrom die maximale Kälteleistung auch erzielt, während dies bei welligem Strom wegen der R*I2 proportionalen Verlustwärme im Kühlelement nicht möglich ist.

Der oben von mir verlinkte Thread beschäftigt sich deswegen u.a. mit der Konzeption eines micrcontrollergesteuerten Abwärtswandlers mit möglichst geringem Rippel, um das Peltier temperaturdifferenzgesteuert (Soll- und Istwert des Nestes) fahren zu können und nicht nur ein/aus. Erhöht den Wirkungsgrad und schont das Pelztier, ist aber momentan einige Nummern zu groß für herbie.

BID = 765116

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Es gibt Heatpipes, die nur richtig arbeiten können, wenn sie vertikal ausgerichtet sind.
CE = China Export?
Normalerweise transportiert das (der ?, die ?) Wick die Flüssigkeit aufgrund von Kapillarkräften zur Warmseite, ist also lageunabhängig.

BID = 765124

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Ja, aber je nach innerer Struktur tun sie das ohne Schwerkraftunterstützung unterschiedlich gut. Hier eine Seite mit geöffneten Heatpipes:
http://www.frostytech.com/articleview.cfm?articleID=2466
Und noch eine PDF zum Thema: http://www.google.de/url?sa=t&s.....d=rja
Für weitere Informationen einfach nach "Heatpipe mesh groove" googeln. Ich selbst kenne mich leider nicht tiefer mit der Materie aus.

Herbie wird aber eh nehmen müssen, was er kriegt, und dann hoffen, dass es reicht.


Gruß, Bartho

BID = 765131

herbie79

Gerade angekommen


Beiträge: 9
Wohnort: Lippstadt


Zitat :
Also werden wir wohl doch einen "dicken" MOSFET als Leistungsschalter einsetzen.

Also das Relais gegen ein MOSFET tauschen damit ich auch mit 5V schalten kann?
Hätte natürlich einen Vorteil beim Verschleiß von beweglichen Teilen, die ein MOSFET ja im Gegensatz zum Relais nicht hat.
Mal vom Gehäuse abgesehen, kann ich das überhaupt so ohne weiteres austauschen ohne auch andere Komponenten ändern zu müssen?
Und braucht die Temperatursteuerung nicht generell ihre 12V für den Betrieb? Dann bringt mich doch die +5V Standby-Leitung von Netzteil nicht wirklich viel weiter ohne die ganze Temperatursteuerung umzumodeln.
Oder habe ich da deinen Gedankengang nicht ganz folgen können?


Zitat :
Erhöht den Wirkungsgrad und schont das Pelztier, ist aber momentan einige Nummern zu groß für herbie.

Jep, definitiv. Dafür reichen meine sehr bescheidenen Elektrokenntnisse bei weitem nicht aus.
Löten kann ich noch (das sogar relativ gut), aber beim Aufbau von Schaltung und dimensionieren der Bauteile hört es auch schon so langsam auf.


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