Am 15.08.2023 um 18:00 schrieb Martin Klaiber:
> ich möchte mir mit Hilfe von Peltier-Elementen eine kleine Kühlbox
> bauen, die die Temperatur auf etwa 5°C halten soll. Es geht um die
> Kühlung von Medikamenten (Lagertemperatur 2-8°C).
>
> Die Box soll relativ klein sein, ca. 15x10x5 cm innen.
>
> Bei Peltier-Elementen ist üblicherweise eine Leistung angegeben, z.B.
> bei diesem Modell von Segor 135 Watt (ich hoffe, der Link
> funktioniert):
Diese Leistung will auch weggekühlt sein! Brauchst also einen
entsprechend großen Kühler. Die Kühlleistung selbst muss auch noch über
diesen Kühler fließen. Brauchst also eine Kühlleistung von 135 Watt +
vielleicht nochmal 10%. Also 135+13,5=148,5 Watt. Also rund 150 Watt.
Dafür solltest du die maximale Umgebungstemperatur kennen.
> Wie kann man denn ausrechnen, welche Leistung das Element braucht?
Die elektrische Leistung ist mit 135 Watt ja bereits angegeben.
> Oder ermittelt man das üblicherweise experimentell?
Kann man natürlich auch machen.
> Die beiden Seiten müssen ja temperaturtechnisch getrennt werden.
Das ist mit diesen Elementen die eigentliche Krux. Elektrische
Leitfähigkeit ist zwingend nötig. Sie geht aber halt auch mit der
thermischen Leitfähigkeit einher. Das sorgt dann unter dem Strich für
schlechte Wirkungsgrade. Deshalb wird man sowas in größeren Kühlanlagen
kaum finden. Für deine kleine Mini-Anwendung sollte das Ganze aber doch
passen.
> Wie macht man das am Besten? Wäre es z.B. eine gute Idee, das Element
> mit der warmen Seite auf einen Kühlkörper zu kleben,
auf jeden Fall!
> der gleichzeitig eine Seitenwand (oder einen Teil der Seitenwand) der
> Box darstellt?
Muss dann aber auch gut belüftet sein. Denn irgendwohin muss die Wärme
ja gehen. Elektrowärme hat das grundsätzliche Problem, dass die
Temperatur steigt, so lange die Wärme nicht abgeführt wird. Das geht so
lang, bis irgendwas nachgibt. Also kaputt geht.
> Womit klebt man das Peltier-Element am Besten auf den Kühlkörper?
Wichtig ist vor allem ein guter Wärmeübergang. 135...150 Watt auf wenig
Fläche können ganz schön Schaden anrichten. Also dünn (!) Wärmeleitpaste
auftragen. Peltierelement drauf und hin und her schieben, bis es schwer
geht. Anschließend das Ganze möglichst federnd fixieren, damit der gute
Wärmekontakt erhalten bleibt. Kühlkörper und Peltier müssen stets
aufeinandergepresst sein.
Sowas nimmt man, wenn man unebene Flächen hat. Die Peltierelemente sind
aber üblicherweise sehr eben. Die Hersteller wissen schon, worauf es
ankommt. Kühlkörper werden i.d.R. ebenfalls auf der Montageseite
möglichst eben produziert, so dass ich eine dünne Wärmeleitpaste
bevorzugen würde.
Man darf nicht täuschen lassen. Wärmeleitpasten und -pads haben im
Vergleich zu Metall oder der hier verwendeten Keramik einen sehr hohen
Wärmewiderstand. DESHALB müssen diese so dünn wie möglich aufgetragen
werden. Idealerweise müssen grade mal eben die Rauheiten damit
ausgefüllt werden, um den Wärmekontakt wirklich flächig herzustellen.
> Braucht man im Inneren einen Lüfter? Bei der geringen Größe
> vermutlich nicht, oder?
Der Kühlraum muss vor allem recht gut thermisch isoliert sein, damit man
mit dem bisschen Wärmeleistung auch die gewünschten Temperaturen
bekommt. Idealerweise sollte es eine Temperaturregelung geben, damit
nicht ständig die Kühlung läuft und die Medikamente eingefroren werden.
Wenn's dumm läuft, platzen sonst die Ampullen wg. gefrorenem Wasser(anteil).
> Sind Peltier-Elemente für Dauerbetrieb geeignet?
Da sehe ich jetzt keine Probleme. Im Stromkonsum schon eher. Meine
Vermutung: Es handelt sich um eine Kühlbox für's Auto. Mit 135 Watt ist
der normale Autoakku schnell am Ende. Der Akku von E-Autos hält
natürlich etwas länger.
> Ich frage deshalb, weil bei vielen Mini-Kühlschränken auf Basis von
> Peltier-Elementen (z.B. für Camping) dabei steht, dass sie nicht für
> Dauerbetrieb geeignet sind.
Schreiben sie vermutlich deshalb, weil der Akku damit relativ schnell
leer ist.
> Kann man Peltier-Elemente mit Schaltnetzteilen betreiben?
Ja.
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Servus
Christoph Müller
www.astrail.de