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Thema: Peltier-Element .. Leistung drosseln ?

  1. #1
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    Peltier-Element .. Leistung drosseln ?

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    Hallo und danke fürs Lesen:

    ich möchte ein bisschen mit Peltier-Elementen experimentieren.
    Ziel soll eine Kühlung oder leichte Erwärmung von Getränken sein.
    Brauche also ein delta T von vielleicht 20-30 K.

    habe bei Reichelt folgenden gefunden:
    TECB 1

    techn. Daten:
    Spannung DC max. 15,4 V=
    Strom max. 6,0 A
    Leistung max. 51,4 W

    Zur Verfügung habe ich einen Halogentrafo 11,5 V AC 16A , momentan hängt daran ein Gleichrichter (maximal 8A) mit Glättungskondensator, der bereits einige Geräte mit ~13,2V DC versorgt.


    Das angegebene Peltier-Element kann ein delta T von maximal 67 K
    herbeiführen.. das ist mir aber ein wenig zu viel.

    Wenn ich das Element an meine 13,2V Versorgung anschliesse, wird es ja gleich knapp 6A aufnehmen..
    um den Strom zu begrenzen müsste ich also die Spannung herunterfahren. Wie mache ich das ? Poti scheidet denk ich mal aus, wegen der Höhe des Stromes und der Verlustleistung.

    Kann ich mit Widerständen was erreichen ?? bei LEDs war´s ja einfach zu lösen, weil kaum Strom durch den Widerstand floss. nun rechne ich aber im BEtriebszustand mit 3-4 A !

  2. #2
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    Hallo zu aller erst musst du zu sehen, das du eine Gleichspannung herbeiführst. anschließend würde ich evtl. einen P bzw. N Mosfet nehmen um die Leistung zu verringern.
    Ich würde dann anfangen zu pulsen, bis du die richtige temperatur findest, die Pulse kannst du dann mit einem Poti regeln.
    Ich würde auch den Strom nicht komplett abschalten sondern immer künstlich einen leckstrom halten.

  3. #3
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    Gleichspannung ist vorhanden. (Gleichrichter mit Glättungskondensator)

  4. #4
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    ahh ok also wie gesagt ich würde es ganz normal pulsen. einfach über Widerstände den Strom zu droßeln, wäre sehr sehr Ungünstig.
    Das sollte eigentlich den entsprechenden Erfolg bringen.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Peltierelemente arbeiten nicht so gut mit gepulstem Strom. Da wäre die Lösung mit dem Widerstand eventuell sogar gar nicht so schlecht. Etwas besser wäre ein Transistor oder FET um einen Konstanten Strom zu regeln. Der Transistor/Fet wäre leichter einzustellen als ein Leistungswiderstand, und der Strom wäre wirklich konstant hinzukriegen, auch ohne die Restwelligkeit des Gleichrichter/Elkos. Am einfachsten wohl mit einem FET und Poti am Gate.
    Die edle Lösung wäre ein Schaltregler, auch wenns nur ein einfacher ist.

  6. #6
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    mhhh FET und Poti. dann also einen "Steuerstromkreis" und einen "Leistungskreis" . Werd mich mal umsehen, was man da so bekommen könnte.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Der BjoernC hat das Pulsen wahrscheinlich als Unterbrechen gemeint. Wenn man der Gleichstromm z.B. für 10 Minuten einschaltet und für 10 Minuten auschaltet, bekommt man 50% Leistung und das Peltierelement wird damit zufrieden. So ein Pulsen kann man ganz einfach ohne Verluste mit Relais realisieren.

    MfG

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo!

    Zitat Zitat von PICture
    Wenn man der Gleichstromm z.B. für 10 Minuten einschaltet und für 10 Minuten auschaltet, bekommt man 50% Leistung und das Peltierelement wird damit zufrieden. So ein Pulsen kann man ganz einfach ohne Verluste mit Relais realisieren.
    Das ist grundsätzlich richtig. Allerdings hat das Peltierelement einen besseren Wirkungsgrad, wenn ein niedrigerer Strom ohne Unterbrechungen fliesst.

    Für die angegebene Anwendung (Kühlung von Getränken) wäre eine einfache Temperaturregelung sinnvoll. Zum Abkühlen wird eine hohe Leistung benötigt. Wenn einmal die gewünschte Temperatur erreicht ist, kann die Leistung deutlich gesenkt werden.

    Wichtig ist auch, dass das Peltierelement gut gekühlt wird. Bei diesem Peltierelement kann eine Wärmeleistung von ca. 140 Watt entstehen (Elektrische Eingangsleistung + transportierte Wärme). Da die transportierte Wärmeleistung (und damit der Wirkungsgrad) bei höherer Temperaturdifferenz stark sinkt, muss die heisse Seite des Peltierelements möglichst gut gekühlt werden.

    Gruss
    Jakob

  9. #9
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    vielen dank für die vielen Antworten. Die Version mit dem Relais scheint einfach zu sein, allerdings sollte beachtet werden das die Schaltzyklen der Peltierelemente ein wenig begrenzt ist. Hersteller gibt >120.000 Schaltzyklen an. Da das ganze nur zum Experimentieren ist, wäre es also nicht so schlimm.

    Ich denke für Versuchen werde ich das Peltier-Element auch erstmal "nackt" , also direkt ohne Leistungsminderung anschliessen.
    Für Kühlung werde ich mit einem Lüfter sorgen.

    Aber vielleicht fällt euch noch etwas zur einfachen Regelung ein.

  10. #10
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    also wenn du richtig regeln möchtest, dann würde ich dir einen OP-Amp empfehlen, der dann wiederum einen FET ansteuert, mit einem temperatur Sensor am peltier Element und dann einen temperatur Sensor der die Umgebung als referenz nimmt, somit würdest du in abhängikeit der Umgebungs temperatur kühlen. (Bei der Leistung würde ich den FET auf ein Kühlkörper setzen).
    Zu dem OP AMP, diesen würde ich als differenzierer beschalten, da schnelle Schwankungen an den Sensoren das System immer schwanken lassen, dies ist aber nicht nötig da sich die temperatur idR. nur langsam ändert.
    Aber cih denke mal da gibt es leichtere möglichkeiten oder? bin mir da nichtmehr Sicher so sicher...

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