Kuehlbox mit Peltier-Element...

Am 22.08.23 um 22:42 schrieb Rolf Bombach:
Gerald Oppen schrieb:
Am 17.08.23 um 11:46 schrieb Rolf Bombach:

Auch das ist anders als wie mit dem Kompressor. Bei der angepeilten
Temperatursituation von 5 °C zu 40 °C oder gar noch mehr wird das
der Knackpunkt werden. Da bleibt kaum Spielraum. Irgendwann drängt
sich ein zweistufiges Element auf.

Macht in den allerwenigsten Fällen Sinn da die nachgeschaltete Stufe
auch die zugeführte elektrische Energie der ersten Stufe mit abführen
muss.

Ja, klar, die zweite Stufe ist wesentlich kleiner als die erste.
Gibt durchaus auch dreistufige Peltierkühler. Ist aber idR für
Detektoren (IR) und dort ein Segen im Vergleich zu LN2, Giffort-
McMahon usw, falls delta-T ausreicht.

Auch für messbare Kälteleistungen gibt es so was:

https://lairdthermal.com/products/thermoelectric-cooler-modules/peltier-multistage-series

delta_T > 120 K halte ich jetzt schon für eine Ansage. Kälteleistung
dann natürlich Null.

Ja die Anwendungen gibt es, nur gehören da Medikamentenkühlboxen ehr
nicht dazu.

Gerald
 
Am 19.08.23 um 09:18 schrieb Marte Schwarz:

2. Im Zweifelsfall mehrere Peltierelemente thermisch in Reihe schalten,
damit das einzelne Peltier nicht gegen einen zu hohen
Temperaturgradienten arbeiten muss.

Nicht in der Anwendung.
Das macht nur Sinn wenn dTmax vom einstufigen Peltier überschritten bzw.
fast erreicht wird. Ansonsten thermisch parallel schalten bringt in der
Regel deutlich mehr.

3. Leistungsreduzierung mit Regelung der Spannung / Strom, kein PWM
verwenden.
Strom regeln, die Spannung stellt sich alleine ein - abgesehen dass es
eine Begrenzung geben sollte dass keine Maximalspannungen überschritten
werden können.
4. Den Abschaltpunkt der Regelung herausfinden. Seitens des Peltiers
darfst Du schon mit wenig Strom betreiben, dann werden aber die passiven
Rückstromverluste den besseren elektrischen Wirkungsgrad auffressen ;-)
Mit guter Verhinderung einer passiven Konvektion, ist also ein
getakteter Betrieb sinnnvoller, als eine analoge Regelung auf zu tiefem
Niveau. Wo der optimale Arbeitspunkt liegt, wird theoretisch schwer zu
ermitteln sein. Er wird auch von der Aussentemperatur abhängen :-(

Sorry, nein.
Schaltregler die auf Strom regeln sind erfunden und lösen diese
Problematik vollständig.

Gerald
 
Am 26.08.23 um 14:35 schrieb Helmut Schellong:
Am 26.08.2023 um 13:23 schrieb Gerald Oppen:
Am 24.08.23 um 14:06 schrieb Helmut Schellong:
Am 23.08.2023 um 21:16 schrieb Rolf Bombach:
Thomas Prufer schrieb:

Überhaupt keine PWM, egal ob schnell oder langsam. Sobald der
RMS-Wert etwas
über dem arithmetischen Mittelwert zu liegen kommt, gibt es mehr
Verluste.
Schnelle PWM hat gleichen Faktor von RMS zu AVG wie langsame.

PWM hat ja per Definition eine feste Frequenz.
Streng gesehen beabsichtige ich daher keine PWM-Regelung, sondern
eine Zweipunktregelung.

Wenn die Temperatur an der Aluplatte 1°C erreicht hat, schalte ich
das Peltier aus.
Sobald die Temperatur 1,2°C erreicht hat, schalte ich das Peltier
wieder ein.
Die Frequenz hängt ab: von der Stromstärke bei EIN, von der
Hysterese, von den Wärmekapazitäten.

Das mag ein Peltier noch weniger als PWM.
Glatter Gleichtrom der nur in flachen Rampen zur Regelung angesteuert
wird!

Meine Texte hier habe ich vor Tagen gepostet.
Vor mindestens einem Tag habe ich ausgiebig erklärt, warum die Aussage, daß
Zweipunktregelung schadet, nicht stimmt - gar nicht stimmen kann.

Deine Erklärung beruht auf falschen Annahmen deinerseits.
Bei der Zyklenfestigkeit geht es um langsam geregelte
Temperaturänderungen. Nicht um die thermische \"Resonanzfrequenz\" die ein
Peltier hat. Abgesehen davon dass Dir eine Zweipunktregelung mit einer
0,2K Hysterese am Peltier schon messtechnisch schwer fallen wird.

Ein genügend einstellbares Schaltnetzteil kann statt einem AUS=0% und
EIN=100%
ein AUS=min% und EIN=100% erlauben.

Der MOSFET wird nicht steilflankig geschaltet.

Effizienz ist nicht DAS Wichtigste!
Nun ja, man kann sich auch ein 200PS Auto kaufen un mit angezogene
Handbremse fahren weil man eigentlich nur ein 100PS Auto wollte...
Hauptsache, es kann 2°C .. 8°C bei bis zu Ta=50°C realisiert werden.

Das 200PS-Auto entspricht der vorstehenden Eigenschaft, der
Haupteigenschaft.
Ich wollte mit dem Beispiel darauf hinaus dass Du die Leistung statt mit
der Anpassung der Motorleistungmit der Dosierung der Bremsleistung
versuchst zu regeln...

Über den Wirkungsgrad vom Netzteil braucht man gar nicht diskutieren
wenn man den vom Peltier völlig ausser acht lässt weil man mit PWM
regeln will.

Gerald
 
\"Gerald Oppen\" schrieb:
Am 25.08.23 um 21:59 schrieb Frank Müller:

Meine Module sollten von -20°C bis +120°C aushalten,
da geht bei -5°C noch nichts kaputt.

Die gehen nicht an den -5Ĉ kaputt, sondern an der dreistelligen Temperatur
auf der Warmseite wenn Du nicht mit einem Kühlkörper dafür sorgst dass
Deine +120°C nicht überschritten werden.

Das mit den -5°C dauert nur wenige Sekunden, so schnell ist
der Kühlkörper auf der anderen Seite noch nicht warm.

Dazu darf die Temperaturänderung nur sehr langsam erfolgen!
Einfach mal schnell den vollen Strom drauf geben mögen die Peltiers
überhaupt nicht.

Den Effekt hat man, selbst bei kommerziellen Kühlboxen,
sobald man sie einschaltet. Bei den einfachen ist meist
nicht mal eine Regelung drin, das Peltier-Element hängt
direkt am 12V-Kabel für den Zigarettenanzünder.

Frank
 
Am 27.08.23 um 10:45 schrieb Frank Müller:
\"Gerald Oppen\" schrieb:
Am 25.08.23 um 21:59 schrieb Frank Müller:

Meine Module sollten von -20°C bis +120°C aushalten,
da geht bei -5°C noch nichts kaputt.

Die gehen nicht an den -5Ĉ kaputt, sondern an der dreistelligen
Temperatur auf der Warmseite wenn Du nicht mit einem Kühlkörper dafür
sorgst dass Deine +120°C nicht überschritten werden.

Das mit den -5°C dauert nur wenige Sekunden, so schnell ist
der Kühlkörper auf der anderen Seite noch nicht warm.
Wenn ein Kühlkörper dranhängt.
Ansonsten geht es auch recht schnell.


Dazu darf die Temperaturänderung nur sehr langsam erfolgen!
Einfach mal schnell den vollen Strom drauf geben mögen die Peltiers
überhaupt nicht.

Den Effekt hat man, selbst bei kommerziellen Kühlboxen,
sobald man sie einschaltet. Bei den einfachen ist meist
nicht mal eine Regelung drin, das Peltier-Element hängt
direkt am 12V-Kabel für den Zigarettenanzünder.

Fällt da wahrscheinlich nicht so schnell auf da vergleichsweise selten
im Einsatz. An der Zuleitung fällt wahrscheinlich auch schon einiges an
Spannung ab so dass die Leistung dann doch schon etwas reduziert ist.

Gerald
 
On 2023-08-15, Martin Klaiber <usenet.martinkl@gmx.de> wrote:
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):

Ich hänge das hier nochmal als Antwort an die Originalfrage, da der Thread
langsam unübersichtlich wird.

Konventionelle Kühlschränke liegen problemlos unter 150kWh/Jahr, der hier:

https://www.bomann.de/bomann-vollraumkuhlschrank-vs-2195-weiss.html

ist mit 72kWh/y angegeben, macht also gut 8W Mittelwert.

Ich habe starke Zweifel, daß Du das mit einer Eigenbau-Peltier-Kombination
auch nur näherungsweise erreichen kannst. Dazu kommt das bessere
Überbrückungsverhalten bei Stromausfall.

https://www.stromverbrauchinfo.de/stromverbrauch-kuehlschraenke.php hat eine
brauchbare Übersicht, die nach absolutem Verbrauch sortiert ist.

cu
Michael
--
Some people have no respect of age unless it is bottled.
 
Am 27.08.23 um 11:26 schrieb Michael Schwingen:

Ich hänge das hier nochmal als Antwort an die Originalfrage, da der Thread
langsam unübersichtlich wird.

Konventionelle Kühlschränke liegen problemlos unter 150kWh/Jahr, der hier:

https://www.bomann.de/bomann-vollraumkuhlschrank-vs-2195-weiss.html

ist mit 72kWh/y angegeben, macht also gut 8W Mittelwert.

Ich habe starke Zweifel, daß Du das mit einer Eigenbau-Peltier-Kombination
auch nur näherungsweise erreichen kannst. Dazu kommt das bessere
Überbrückungsverhalten bei Stromausfall.

https://www.stromverbrauchinfo.de/stromverbrauch-kuehlschraenke.php hat eine
brauchbare Übersicht, die nach absolutem Verbrauch sortiert ist.

Danke für das Zusammenfassen und den Link.
Ein Kühlschrank sollte in keiner Wohnung fehlen, nur der Mobileinsatz
ist nicht abgedeckt.
Dafür ist der Selbstbau eine größere Herausforderung, insbesondere wenn
sie nicht ausfallen darf. Da sind die käuflichen Insulin-Kühlboxen
wahrscheinlich zielführender.

Gerald
 
Am 27.08.2023 um 00:27 schrieb Gerald Oppen:
Am 26.08.23 um 19:18 schrieb Helmut Schellong:
Am 26.08.2023 um 13:15 schrieb Helmut Schellong:
Am 25.08.2023 um 23:59 schrieb Rolf Bombach:
Helmut Schellong schrieb:

Ein doppeltes Peltier ist doch nicht notwendig:
Wenn man ein Peltier nimmt, das deutlich über 100 Watt Qc liegt, und eine
Ta=50°C annimmt, ist die maximale Tdiff >= 80K, 10K mehr als bei Ta=25°C.
Insbesondere ist Qc noch 20W bei Thot=65°C und bei 0,8Imax.

Hast du einen Link zum Datenblatt?

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-127-2.0-15.0-Datenblatt.pdf

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-241-1.4-8.5-Datenblatt.pdf

Vorstehend ein noch etwas besseres Peltier, für nom. 24 V; 54x57mm².

Die geben sich nicht viel.

Ja, das schrieb ich.
Beispielsweise 25W statt 20W ist jedoch nicht nichts.

Der größte Unterschied /Vorteil liegt darin, dass bei 24V-Typen sich gegenüber den 12V Typen der
Strom halbiert.

Es gibt noch einen Vorteil:
Schaltnetzteile arbeiten effizienter bei höheren Ausgangsspannungen.
Aus der selben Familie: Ein Schaltnetzteil 24V hat 94%, bei 12V sind es 93%.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong
 
On Sun, 27 Aug 2023 11:45:28 +0200, Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> wrote:

Dafür ist der Selbstbau eine größere Herausforderung, insbesondere wenn
sie nicht ausfallen darf. Da sind die käuflichen Insulin-Kühlboxen
wahrscheinlich zielführender.

Ich hab mal bei Amazon die Kühlboxen angeschaut: Ich hab da keine Angaben zur
Leistungaufnahme gefunden.

Für kleine Kühlschränke, thermoelektrisch, waren so einige im 50-Watt-Bereich
dabei.

Zuverlässigkeit ist so beim Querlesen der Rezensionen grausam schlecht, sowohl
bei den Insulinboxen als auch den Dosenkühlern.

Mit einem \"echten\" Kühlschrank bekommt man doch eine vernünftige
Überbrückungszeit hin, wenn man den mit irgendwas thermisch trägem vollpackt:
Bierflaschen? Wasserkanister?

Temperaturlogger gibt es bei eBay zuhauf, Nubbel mit USB dran, Kosten um die 15€
inkl. Porto. Wär ja vielleicht wichtig zu wissen das es eine Überschreitung gab,
und wie lange und um wieviel.


Thomas Prufer
 
Am 27.08.2023 um 00:16 schrieb Gerald Oppen:
Am 26.08.23 um 14:19 schrieb Helmut Schellong:
Am 26.08.2023 um 13:05 schrieb Gerald Oppen:
Am 24.08.23 um 19:34 schrieb Helmut Schellong:
Am 24.08.2023 um 14:06 schrieb Helmut Schellong:
Am 23.08.2023 um 21:16 schrieb Rolf Bombach:
[...]
Überhaupt keine PWM, egal ob schnell oder langsam. Sobald der
 RMS-Wert etwas über dem arithmetischen Mittelwert zu liegen
kommt, gibt es mehr Verluste. Schnelle PWM hat gleichen
Faktor von RMS zu AVG wie langsame.

PWM hat ja per Definition eine feste Frequenz. Streng gesehen
beabsichtige ich daher keine PWM-Regelung, sondern eine
Zweipunktregelung.

Wenn die Temperatur an der Aluplatte 1°C erreicht hat, schalte
ich das Peltier aus. Sobald die Temperatur 1,2°C erreicht hat,
schalte ich das Peltier wieder ein. Die Frequenz hängt ab: von
der Stromstärke bei EIN, von der Hysterese, von den
Wärmekapazitäten.

Ein genügend einstellbares Schaltnetzteil kann statt einem
AUS=0% und EIN=100% ein AUS=min% und EIN=100% erlauben.

Der MOSFET wird nicht steilflankig geschaltet.

Effizienz ist nicht DAS Wichtigste! Hauptsache, es kann 2°C ..
8°C bei bis zu Ta=50°C realisiert werden. Ein Doppel-Peltier
ist da sowieso notwendig.

Ein doppeltes Peltier ist doch nicht notwendig:
... und nur bei ganz wenigen Anwendungsfällen sinnvoll umsetzbar
bei denen es nur auf eine niedrige Temperatur ankommt, aber so gut
wie keine Wärmeleistung vom zu temperierenden Objekt abgeführt
werden muss!

Dieser Anwendungsfall liegt hier vor.

Siehe mein anderes Posting in Bezug auf Dein verlinktes Datenblatt mit
220W abzuführende Wärmeleistung.

Ich komme auf andere Werte.
Vor Tagen postete ich, daß ich von Thot=50°C ausgehe -> andere Diagramme.
Und ich arbeite mit 0,8*Imax = 12A, wie ich postete.
Mit 12V kann ich keine 15A erreichen.

Ich schrieb auch, daß ich 2°C im Kühler bei mindestens Ta=40°C erreichen will.

12,5V * 12A = 150W, nicht 220W.
Bei ΔT=50K sehe ich Qc=47W (Kälteleistung).
Ich habe als Endresultat folglich einen Verlust von 150W-47W ≈ 100W.
Bei ΔT=30K ein Verlust von 150W-80W ≈ 70W.

Jetzt nimm mal gedanklich das ganze zweistufig:
70K = 2x 35K
35K @ 20W Kühlleistung = 6,3A @ 7 V =  44,1W

Zweite Stufe muss dann kühlen mit der Leistung: 20W + 44,1W = 64,1W

64W @ 35K  - da bist Du wieder grob bei der 15,5A Kennlinie
-> 15,5A * 14V = 217W el Leistung.
D.h. Du musst jetzt abführen:
64W thermische Leistung + 217W el. Leistung
= 280W (gegenüber einer Stufe mit 220W).

Dafür brauchst Du zwei getrennte Netzteile und musst 44W + 217W = 261W
el. Leistung den Peltiers zuführen.
Nicht berücksichtigt ist der Einfluss des zusätzlichen Wärmeübergangs
zwischen den beiden Peltiers.

Ungefähr deshalb habe ich auch Abstand vom Doppel-Peltier genommen.
Die Auswahl wird auch viel geringer, die Preise höher.

Wenn man ein Peltier nimmt, das deutlich über 100 Watt Qc liegt,
und eine Ta=50°C annimmt, ist die maximale Tdiff >= 80K, 10K mehr
als bei Ta=25°C.

Bei Tdiff >= 80K ist Qc = 0! D.h. so eine Tdiff ist nur
theroretisch im Leerlauf (kein \"Gefriegut\", ideale, verlustfreie
Isolierung) zu erreichen.

Es kommt auf die _Erhöhung_ der ΔTmax von 70K auf 80K an. Dadurch
rutscht Qc=0 auf Qc>0.
Große Sprünge machst Du damit auch nicht. Größeres dT heisst auch dass
Deine Verluste an der (nicht idealen) Isolierung größer werden.

Die thermische Isolierung muß umso besser sein, je weniger Qc bereitsteht,
in Abhängigkeit von ΔT.
Zu Beginn im Thread schätzte doch jemand eine Qc von etwa 10..20W.
47W sind ja nun beträchtlich mehr.

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-127-2.0-15.0-Datenblatt.pdf

Kann vorstehend nachgelesen werden.

Problem bleibt dass man ziemlich viel Energie reinstecken muss und noch mehr Wärmeenergie abführen
muss.
Billig wird die Lösung auch nicht, zumal man das ganze als Einzelstück nicht mal ebenso schnell
hingebastelt bekommt.
Die Themen Dauerbetriebsfest und Sicherheit gibt es dann auch noch.
Wenn bei voller Kühlleistung z.B. der Strom ausfällt heizt der kleine Kühlraum auch mal schnell auf
50°C vom Kühlkörper auf.
Fragt sich was die Medikamente dazu meinen die auf 2°C - 8°C gekühlt sein wollen...

Dauerhafte Betriebsfestigkeit und Sicherheit sind kein Problem bei meinen Entwicklungen.
Ich hatte doch von einer dicken Aluplatte zwecks zusätzlicher thermischer Trägheit gesprochen.
Die kann 12cm x 8cm x 15mm gewählt werden.
Man erhält dadurch zudem einen Belüftungs-Freiraum hinter dem Kühlkörper.

--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong
 
Am 27.08.23 um 12:03 schrieb Thomas Prufer:
On Sun, 27 Aug 2023 11:45:28 +0200, Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> wrote:

Dafür ist der Selbstbau eine größere Herausforderung, insbesondere wenn
sie nicht ausfallen darf. Da sind die käuflichen Insulin-Kühlboxen
wahrscheinlich zielführender.

Ich hab mal bei Amazon die Kühlboxen angeschaut: Ich hab da keine Angaben zur
Leistungaufnahme gefunden.

Für kleine Kühlschränke, thermoelektrisch, waren so einige im 50-Watt-Bereich
dabei.

Zuverlässigkeit ist so beim Querlesen der Rezensionen grausam schlecht, sowohl
bei den Insulinboxen als auch den Dosenkühlern.

Mit einem \"echten\" Kühlschrank bekommt man doch eine vernünftige
Überbrückungszeit hin, wenn man den mit irgendwas thermisch trägem vollpackt:
Bierflaschen? Wasserkanister?

Ich bezog mich hier im Kontext bei Selbstbau auf den mobilen Einsatz,
das wird sportlich mit einem \"echten\" Kühlschrank ;-)

Gerald
 
Am 27.08.23 um 11:53 schrieb Helmut Schellong:
Am 27.08.2023 um 00:27 schrieb Gerald Oppen:
Am 26.08.23 um 19:18 schrieb Helmut Schellong:
Am 26.08.2023 um 13:15 schrieb Helmut Schellong:
Am 25.08.2023 um 23:59 schrieb Rolf Bombach:
Helmut Schellong schrieb:

Ein doppeltes Peltier ist doch nicht notwendig:
Wenn man ein Peltier nimmt, das deutlich über 100 Watt Qc liegt,
und eine
Ta=50°C annimmt, ist die maximale Tdiff >= 80K, 10K mehr als bei
Ta=25°C.
Insbesondere ist Qc noch 20W bei Thot=65°C und bei 0,8Imax.

Hast du einen Link zum Datenblatt?

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-127-2.0-15.0-Datenblatt.pdf

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-241-1.4-8.5-Datenblatt.pdf

Vorstehend ein noch etwas besseres Peltier, für nom. 24 V; 54x57mm².

Die geben sich nicht viel.

Ja, das schrieb ich.
Beispielsweise 25W statt 20W ist jedoch nicht nichts.

Weiss jetzt nicht auf was Du geschaut hast - auf die schnelle sehe ich
bei der 50°C Th-Angabe bei 70K ehr einen Unterschied zwischen 18W und
20W, also nur 2W bessere Kühlleistung bei der blauen Linie.

Der größte Unterschied /Vorteil liegt darin, dass bei 24V-Typen sich
gegenüber den 12V Typen der Strom halbiert.

Es gibt noch einen Vorteil:
Schaltnetzteile arbeiten effizienter bei höheren Ausgangsspannungen.
Aus der selben Familie: Ein Schaltnetzteil 24V hat 94%, bei 12V sind es
93%.

Das dürft hauptsächlich die Folge vom halben Strom sein.
Und Achtung! Die Peltier-Modulspannung steigt auf über 30V an bei Imax!
Das schaffen die meisten 24V-Netzteile nicht über die Adjust-Funktion
insofern vorhanden. Da rennst Du also gleich in das nächste zu lösende
Problem...

Gerald
 
Am 27.08.23 um 12:39 schrieb Helmut Schellong:
Am 27.08.2023 um 00:16 schrieb Gerald Oppen:
Am 26.08.23 um 14:19 schrieb Helmut Schellong:

Dieser Anwendungsfall liegt hier vor.

Siehe mein anderes Posting in Bezug auf Dein verlinktes Datenblatt mit
220W abzuführende Wärmeleistung.

Ich komme auf andere Werte.
Vor Tagen postete ich, daß ich von Thot=50°C ausgehe -> andere Diagramme.
Und ich arbeite mit 0,8*Imax = 12A, wie ich postete.
Mit 12V kann ich keine 15A erreichen.

Ich schrieb auch, daß ich 2°C im Kühler bei mindestens Ta=40°C erreichen
will.

12,5V * 12A = 150W, nicht 220W.

Bei ΔT=50K sehe ich Qc=47W (Kälteleistung).
OK, gehen wir mal von den 150W el Leistung und 47W Kühlleistung aus...

Ich habe als Endresultat folglich einen Verlust von 150W-47W ≈ 100W.
Bei ΔT=30K ein Verlust von 150W-80W ≈ 70W.
...dann ist mir aber nicht klar warum Du die Kühlleistung abziehen
willst. Die musst Du zusätzlich zur elektrischen Leistung \"entsorgen\".
Also 197W @ dT= 50K bzw. 230W @ dT = 30K die Du an die Umwelt abgeben
musst. Das ist eine nicht zu unterschätzende Herausforderung diese so
abzuführen dass Du die Peltier-Warmseite bei 40°C Umgebungstemperatur
auf <= 50°C halten kannst.


Es kommt auf die _Erhöhung_ der ΔTmax von 70K auf 80K an. Dadurch
rutscht Qc=0 auf Qc>0.
Große Sprünge machst Du damit auch nicht. Größeres dT heisst auch dass
Deine Verluste an der (nicht idealen) Isolierung größer werden.

Die thermische Isolierung muß umso besser sein, je weniger Qc bereitsteht,
in Abhängigkeit von ΔT.
Zu Beginn im Thread schätzte doch jemand eine Qc von etwa 10..20W.
47W sind ja nun beträchtlich mehr.

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-127-2.0-15.0-Datenblatt.pdf

Kann vorstehend nachgelesen werden.

Problem bleibt dass man ziemlich viel Energie reinstecken muss und
noch mehr Wärmeenergie abführen muss.
Billig wird die Lösung auch nicht, zumal man das ganze als Einzelstück
nicht mal ebenso schnell hingebastelt bekommt.
Die Themen Dauerbetriebsfest und Sicherheit gibt es dann auch noch.
Wenn bei voller Kühlleistung z.B. der Strom ausfällt heizt der kleine
Kühlraum auch mal schnell auf 50°C vom Kühlkörper auf.
Fragt sich was die Medikamente dazu meinen die auf 2°C - 8°C gekühlt
sein wollen...

Dauerhafte Betriebsfestigkeit und Sicherheit sind kein Problem bei
meinen Entwicklungen.
Ich hatte doch von einer dicken Aluplatte zwecks zusätzlicher
thermischer Trägheit gesprochen.
Die kann  12cm x 8cm x 15mm  gewählt werden.
Auf der Warmseite wirst Du wesentlich mehr Alu in Form eines Kühlkörpers
benötigen um die Wärme weg zu bekommen.
Man erhält dadurch zudem einen Belüftungs-Freiraum hinter dem Kühlkörper.
Du meinst den Kühlraum selbst?

Gerald
 
Am 27.08.2023 um 01:18 schrieb Gerald Oppen:
Am 25.08.23 um 14:17 schrieb Helmut Schellong:
Am 25.08.2023 um 10:23 schrieb Frank Müller:
\"Helmut Schellong\" schrieb:

Wenn die Temperatur an der Aluplatte 1°C erreicht hat, schalte
ich das Peltier aus. Sobald die Temperatur 1,2°C erreicht hat,
schalte ich das Peltier wieder ein.

Effizienz ist nicht DAS Wichtigste!

Effizient ist das was du hier machen willst nicht.

Richtig, es hat _generell_ ein Eta von etwa 5%.

Wenn man ein Peltier ausschaltet dann leitet das die Wärme der
warmen Seite zur kalten Seite. Wird also dann sehr schnell auf der
kalten Seite warm.

Besser ist da eine Ansteuerung bei der man die Spannung analog regelt so daß immer ein kleiner
Strom durch das Modul fließt.

Wirklich? Ich meine, es ist anders herum. Ein linearer Stromregler
hat eine immense Verlustleistung.

Darum einen Schaltregler nehmen, aber keine Zweipunktregelung...

Diese beiden Komponenten haben in dem Zusammenhang nichts miteinander zu tun.
Der Schaltregler wandelt von 230Vac auf 24Vdc, mit 94% Wirkungsgrad.
Der Zweipunktregler regelt mit 99,5% Wirkungsgrad die mittlere Zieltemperatur.

Ein Zweipunktregler hat vergleichsweise gar keine Verlustleistung.

Der Regler nicht, aber in Kombination mit Peltiers kommt dann die
Verlustleistung.

Dies ist der dritte Peltier-Mythos, der gekippt werden wird.

Ich will ja absichtlich, daß die Kaltseite periodisch wärmer und die
Warmseite kälter wird (Hysterese). Die Temperaturdifferenz wird
geringer, was positiv ist. Die Leistung von  12V * 15A = 180 W
verschwindet komplett während der Abschaltung.

Der Mittelwert ist stromseitig der gleiche wie wenn Du gleiche auf einen
entsprechenden konstanten Strom-Mittelwert regelst und Du umgehst die Probleme die ein Peltier mit
gepulsten Strömen hat.

Ein Peltier hat keine Probleme mit gepulsten Strömen, wenn man es richtig macht.

Es kann auch sein, daß nun ein dritter Peltier-/Mythos/
verschwindet.

Schaltnetzteile haben heute z.B. 93% Wirkungsgrad. Wenn die Last
wegfällt, 0,5 W Verbrauch.

Wäre noch die Frage über welche Zeit betrachtet.
Kann mir vorstellen dass das nicht gilt wenn man mit >0,1 Hz das Netzteil ein/ausschaltet.

Das Netzteil wird nicht ein-/ausgeschaltet.
Was die Zeit angeht: jeweils dauerhaft.

Das Peltier wird ein-/ausgeschaltet.

Übrigens: So was gibt\'s auch unter den Namen \"Insulin-Kühlbox\" fertig zu kaufen.



Wurde schon bekanntgegeben. Ein Preis und Daten wurden bisher nicht
bekanntgegeben.

Auf die schnelle gefunden: bei dT von rund 23K.. für die 2°Ĉ - 8Ĉ
Sprich in mehr oder weniger klimatisierten Räumen, aber keinesfalls bei dT >60K

Inzwischen bekannt - und völlig unzureichende Daten, wie die Minikühlschränke.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong
 
Am 27.08.2023 um 01:30 schrieb Gerald Oppen:
Am 25.08.23 um 21:59 schrieb Frank Müller:
\"Helmut Schellong\" schrieb:
Am 25.08.2023 um 15:52 schrieb Frank Müller:
\"Helmut Schellong\" schrieb:
Am 25.08.2023 um 10:23 schrieb Frank Müller:
[...]
Meine Module sollten von -20°C bis +120°C aushalten,
da geht bei -5°C noch nichts kaputt.

Die gehen nicht an den -5Ĉ kaputt, sondern an der dreistelligen Temperatur auf der Warmseite wenn
Du nicht mit einem Kühlkörper dafür sorgst dass Deine +120°C nicht überschritten werden.
Dazu darf die Temperaturänderung nur sehr langsam erfolgen!
Einfach mal schnell den vollen Strom drauf geben mögen die Peltiers überhaupt nicht.

Die Peltiers altern durch starke Temperaturwechsel, nicht durch starke Stromwechsel.
ΔT=140K altert rapide, ΔT=1K altert nicht, Strom dabei egal.
Ich hatte vor Tagen die entsprechende Testprozedur eines Herstellers gepostet.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong
 
Am 27.08.2023 um 02:01 schrieb Gerald Oppen:
Am 25.08.23 um 13:40 schrieb Helmut Schellong:

Ich habe das gründlich durchdacht.
Es gibt eine Zyklenfestigkeit bei Peltier.
Die liegt ungefähr bei 20000 oder bei 800000.
Damit sind allerdings _volle_ Zyklen gemeint.

Wenn ein Zyklus darin besteht, daß die Temperatur sich um nur 0,2K ändert,
sehe ich keine Gefahr, daß die Thermosäulen sich /verbrauchen/.
Erst recht nicht bei großer thermischer Trägheit.

Bei einem Zyklentest wird die Kaltseite abwechselnd beispielsweise
auf -20°C, +120°C, -20°C, ... gebracht.
Jetzt vergleiche mal das deltaT = 140K mit meinem deltaT = 0,2K.
Mein deltaT ist folglich völlig vernachlässigbar.

Es sind bisher mindestens 2 Peltier-/Mythen/ durch mich entkräftet worden.

Du hast eine Kleinigkeit übersehen...
Es geht hier nur um die Temperaturbetrachtung:

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiQ98b3vfuAAxWjQfEDHTGqDigQFnoECBEQAQ&url=https%3A%2F%2Fquickcool-shop.de%2Fpdf%2Fbibliothek%2Fpeltierelement%2Falterung-von-peltierelementen.pdf&usg=AOvVaw0KiCQ0RVqBOf9hLsRLVWpb&opi=89978449

https://quickcool-shop.de/pdf/bibliothek/peltierelement/alterung-von-peltierelementen.pdf>
Die Hot-Side Temperatur wurde auf 25°C \"festgenagelt\" und die Randparameter Strom und
Wärmekapazität auf der Kaltseite sind so konfiguriert, dass man diese jeweils dargestellten
Zyklenzeiten erreicht.

Bei der Zyklenfestigkeit geht es um Rampen die man fährt um Temperaturen zu ändern, nicht um den
Betrieb PWM/Zweipunktregelung.

Die Zyklenfestigkeit der Peltier, überall bei dem Hersteller, bezieht sich _nur_ auf
extrem starke Temperaturwechsel in kurzer Zeit.
Andere (signifikante) Alterungsarten gibt es nicht.

Beim Zweipunktregler beträgt ΔT beider Seiten zusammen vielleicht 1K.
Das ist garantiert völlig vernachlässigbar.

> 10.000 Zyklen wären da übrigens nur rund 7 Tage Dauerbetrieb.

Wie wird die Lebensdauer (1000 Jahre) einer Mdisc getestet?


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong
 
Am 27.08.23 um 20:40 schrieb Helmut Schellong:
Am 27.08.2023 um 01:30 schrieb Gerald Oppen:
Am 25.08.23 um 21:59 schrieb Frank Müller:
\"Helmut Schellong\" schrieb:
Am 25.08.2023 um 15:52 schrieb Frank Müller:
\"Helmut Schellong\" schrieb:
Am 25.08.2023 um 10:23 schrieb Frank Müller:
[...]
Meine Module sollten von -20°C bis +120°C aushalten,
da geht bei -5°C noch nichts kaputt.

Die gehen nicht an den -5Ĉ kaputt, sondern an der dreistelligen
Temperatur auf der Warmseite wenn Du nicht mit einem Kühlkörper dafür
sorgst dass Deine +120°C nicht überschritten werden.
Dazu darf die Temperaturänderung nur sehr langsam erfolgen!
Einfach mal schnell den vollen Strom drauf geben mögen die Peltiers
überhaupt nicht.

Die Peltiers altern durch starke Temperaturwechsel, nicht durch starke
Stromwechsel.
ΔT=140K altert rapide, ΔT=1K altert nicht, Strom dabei egal.
Ich hatte vor Tagen die entsprechende Testprozedur eines Herstellers
gepostet.

In die Du weiterhin mehr hineininterpretierst als sie hergibt.
Der Test erfolgte in einem definierten Testaufbau den der Hersteller
dort nicht veröffentlicht hat. Auch hat er keinerlei Angaben zum
zeitlichen Verlauf des Stromes / Flankensteilheit gemacht, lediglich zu
Zyklenlänge und Temperaturverlauf.

Gerald
 
Helmut Schellong schrieb:
Am 26.08.2023 um 13:15 schrieb Helmut Schellong:
Am 25.08.2023 um 23:59 schrieb Rolf Bombach:
Helmut Schellong schrieb:

Ein doppeltes Peltier ist doch nicht notwendig:
Wenn man ein Peltier nimmt, das deutlich über 100 Watt Qc liegt, und eine
Ta=50°C annimmt, ist die maximale Tdiff >= 80K, 10K mehr als bei Ta=25°C.
Insbesondere ist Qc noch 20W bei Thot=65°C und bei 0,8Imax.

Hast du einen Link zum Datenblatt?

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-127-2.0-15.0-Datenblatt.pdf

https://quickcool-shop.de/pdf/peltier-element/QC-241-1.4-8.5-Datenblatt.pdf

Vorstehend ein noch etwas besseres Peltier, für nom. 24 V; 54x57mm².

Danke! Das Teil schafft wirklich erstaunliches Delta-T. Hätte mir
vor 10 Jahren geholfen :-(

--
mfg Rolf Bombach
 
Gerald Oppen schrieb:
Siehe mein anderes Posting in Bezug auf Dein verlinktes Datenblatt mit
220W abzuführende Wärmeleistung.

Jetzt nimm mal gedanklich das ganze zweistufig:
70K = 2x 35K
35K @ 20W Kühlleistung = 6,3A @ 7 V =  44,1W

Zweite Stufe muss dann kühlen mit der Leistung: 20W + 44,1W = 64,1W

64W @ 35K  - da bist Du wieder grob bei der 15,5A Kennlinie
-> 15,5A * 14V = 217W el Leistung.
D.h. Du musst jetzt abführen:
64W thermische Leistung + 217W el. Leistung
= 280W (gegenüber einer Stufe mit 220W).

Dafür brauchst Du zwei getrennte Netzteile und musst 44W + 217W = 261W
el. Leistung den Peltiers zuführen.
Nicht berücksichtigt ist der Einfluss des zusätzlichen Wärmeübergangs
zwischen den beiden Peltiers.

https://lairdthermal.com/products/thermoelectric-cooler-modules/peltier-multistage-series

Hatte ich ja erwähnt. Das sind fertige Module, die nur mit
einer Spannungsquelle betrieben werden.

--
mfg Rolf Bombach
 
Am 27.08.2023 um 02:14 schrieb Gerald Oppen:
Am 23.08.23 um 14:14 schrieb Helmut Schellong:
Am 23.08.2023 um 09:53 schrieb olaf:
Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> wrote:


  >> Wenn die PWM-Frequenz 0,2 Hz beträgt, ist das jedoch überlegenswert.
 
  >Müsste man mal rechnen oder simulieren, ob das was bringt im Vergleich
  >zur Stromreduktion. Ohne Strom greift halt die recht hohe Wärmeleitung

Da braucht man nix simulieren. Sobald die PWM in der Offzeit ist
wird Waerme ueber das Peltier zurueckfliessen und muss danach
in der On-Zeit wieder mit beknacktem Wirkungsgrad zurgebracht
werden. Alles was von bluetenreiner Gleichspannung abweicht
faehrt den Wirkungsgrad gegen die Wand.

Es ist klar, daß Wärme zurück fließt.
Andererseits braucht die Power nur geschaltet zu werden.

Und ich nannte 0,2 Hz, was auf Temperaturträgheit hindeutet.
Diese Trägheit kann in weiten Grenzen erhöht werden.
Ich würde z.B. eine Aluplatte 8x8x1 cm^3 auf der Kaltseite verwenden.
Das Innengehäuse (2L) aus gebogenem Kupferblech 1,5mm dick.
Beschickungsöffnung oben.
Wärmeisolation mit Umzugsdeckenstoff.

Die Aluplatte auf der Kaltseite wird nach Abschalten des Peltier langsam wärmer.
Der Alukühlkörper auf der Warmseite wird kälter.
Das ist vorteilhaft für das kommende Wiedereinschalten.

Nein.

Doch - selbstverständlich.
Eine Reduzierung der ΔT ist grundsätzlich vorteilhaft, weil dadurch Qc steigt.

Du musst jedes mal die in der Pause \"zurückgeflossene\" Wärme erneut zusätzlich zur eigentlichen
Kühlleistung aus Deinem Kühlraum pumpen.
Das ist wie ein löchriges Boot mit einem löchrigen Eimer leer schöpfen zu wollen. Dabei ist das
Loch im Eimer so groß dass ein nennenswerter Anteil des Wasser gar nicht erst über die Boardwand
kommt.

Diese Betrachtungen, mittels blumiger Formulierungen vorgebracht, sind aus meiner Sicht falsch.
Sie berücksichtigen nicht die wahrlich winzigen Temperaturveränderungen bei Zweipunktregelung.
Sondern es soll einfach der Mythos fortgeschrieben werden.
Der thermische Energie-Zustand der technischen Anordnung ändert sich praktisch nicht
durch die beiden Phasen der Zweipunktregelung.
Ein ΔT von 0,2K oder 0,8K ist schlicht /nichts/.

Die Formulierung \"erneut zusätzlich zur eigentlichen Kühlleistung\" ist falsch.
Es gibt da keine Zusätzlichkeit.
Es muß lediglich ein winziger Anstieg von 0,2K wegen der Pause wieder ausgeglichen werden.
Während der Pause nimmt das Peltier 0 W vom Netzteil auf.
Es pendelt zwischen 0 und 150 W.

--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong
 

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