Klimaschrank mit Peltier-Elementen bauen

[Frankstar]

@Frost1989
Ich frage mich, warum die dir solch eine Aufgabe stellen, wenn dir keiner vor Ort helfen kann. Oder machst du das für dich alleine?

Ich hatte so etwas auch schon mal geplant und wollte damit eine optimale Umgebunstemperatur für einen 3D-Drucker schaffen.

Die Berechnungen vorab kannste vergessen. Die ideale Isolation und Wärmeverteilung bekommst du eh nicht hin.
Ich kann mich zwar nur noch dunkel erinnern, aber zum Kühlen waren bei mir, ebenso ca. 60l, über 100W nötig, auch wegen fehlender Isolation und dem resultierenden Energieverlust.

Peltier Elemente sind einfach sowas von ineffizient, dass sie sich im Dauerbetrieb nicht lohnen. Dann lieber eine elektrische Heizung und einen teuren Kondensator, wie bei einem Kühlschrank/Klimaanlage verwenden.

Ich nehme mal an, dass du einen Breader nachbauen willst. Einen 25L Schrank bekommst du ab 130€. Zum Kühlen sind dort für 25L 60W erforderlich. Ob sich dafür ein Nachbau lohnt?

Ansonsten bekommst ein fertiges Peltier Elemente mit Kühlkörpern für unter 20€ und einen Temperaturregler für unter 10€, wie einen STC-1000 zB.

Wichtig ist auch die Art der Isolation, ob Luft oder Dämmstoffe und das Kondensat, was du abführen oder verdampfen musst.

Viel Erfolg

[Frost1989]

@Frost1989
Ich frage mich, warum die dir solch eine Aufgabe stellen, wenn dir keiner vor Ort helfen kann. Oder machst du das für dich alleine?


Viel Erfolg

Ich mache das jetzt im Rahmen meiner BAchelor Abschluss Arbeit. Habe mal das Expose für die Aufgabenstellung beigefügt. Mein Chef ist Maschinenbauer (auch mein Betreuer), somit bin ich was die theoretischen Fragestellungen/Dimensionierung der Kühlleistung auf mich alleine gestellt.

HAst du evnt. noch Unterlagen die ich benutzen könnte?

[Manf]

Bei der Aufgabenstellung drängt es sich ja auf, ein bis zwei Mini Peltier Kühlschränke zu besorgen und zu zerlegen, um zu sehen wie andere das gemacht haben und mit welchem Erfolg, (das Testen dann eher vor dem vollständigen Zerlegen).
Besser als mit einer Referenz zum rechtzeitigen Durchmessen und Optimieren (Unterstützung durch Ventilatoren und Anpassung der Elemente Leistung)) wird man nicht Zeit sparen können.
Ich denke, dass man so schnell die erforderliche Kühlleistung ermitteln kann, um die Daten mit Berechnungen zu verifizieren.
Und man kann sich mehr darauf konzentrieren eine bessere Regelung zu konstruieren als die für die üblichen Getränkekühler.
(nur mal so als Vorschlag)

[Moppi]

Finde ich merkwürdig. Wieso nehme ich für eine wichtige Abschlussarbeit (Maschinenbauer s.o.) eine fachfremde Aufgabenstellung?
Das ist was für Kälteanlagenbauer, die können so was ausrechnen und auch aufbauen. Aber nicht für Maschinenbau.

"BAchelor Abschluss" - Welche Fachrichtung ist das denn?


MfG

[Frost1989]

Ich studiere Etechnik, mit Schwerpunkt Energietechnik.

- - - Aktualisiert - - -

Bei der Aufgabenstellung drängt es sich ja auf, ein bis zwei Mini Peltier Kühlschränke zu besorgen und zu zerlegen, um zu sehen wie andere das gemacht haben und mit welchem Erfolg, (das Testen dann eher vor dem vollständigen Zerlegen).
Besser als mit einer Referenz zum rechtzeitigen Durchmessen und Optimieren (Unterstützung durch Ventilatoren und Anpassung der Elemente Leistung)) wird man nicht Zeit sparen können.
Ich denke, dass man so schnell die erforderliche Kühlleistung ermitteln kann, um die Daten mit Berechnungen zu verifizieren.
Und man kann sich mehr darauf konzentrieren eine bessere Regelung zu konstruieren als die für die üblichen Getränkekühler.
(nur mal so als Vorschlag)

Wir haben schon diesen hier besorgt. und wollten den dann umbauen.

https://www.amazon.de/dp/B07SLK5Y9T/...v_ov_lig_dp_it

Allerdings weiß ich noch nicht so genau, wie ich die erforderliche Kühlleistung rechnerisch ermitteln soll.

Im Prinzip hängt dass doch von dem Material ab dass ich abkühlen möchte ab?

Wir wollen eig. nur Proben mit max. 2x 100ml abkühlen.

Wenn man das eigentliche Messequipment schon vorher abkühlt.

https://www.ultratest.de/produkte-le...en/bp-700-pro/

Auf dem BIld oben, die blaue Silikonform, die 2 Edelstahlrohre und der Inhalt in der Form (100ml) müsste z.B auf 5 Grad abgekühlt werden können.

[Manf]

Es kommt auf die Aufgabenstellung im Einzelnen an.
Zum schnellen Erreichen einer beliebigen Temperatur soll der Schrank sicher eine gute Isolation und eine geringe Wärmekapazität haben.
Wenn es darum geht ein bestimmtes Teil schnell zu kühlen dann kann man den Kühlschrank mit großer Wärmekapazität austatten und vorkühlen und dann das Teil hineintun.
Den Wärmewiderstand des Schranks kann man auch messen indem man seine Tempraturänderung bei unterschiedlicher Wärmekapazität misst.
Es gibt bei der Optimierung des Schranks sicher eine Reihe von Messaufgaben.

[Moppi]

Allerdings weiß ich noch nicht so genau, wie ich die erforderliche Kühlleistung rechnerisch ermitteln soll.

Ich vermute, ihr habt das auch nicht gelernt. Oder doch? Wie ich schon sagte, ist das Fach von Kältenlagenbauern, nicht von Elektrotechnikern, nicht von Maschinenbauern. Die Kälteanlagenbauer müssen Elektrik mit lernen, weil die das brauchen, aber umgekehrt ist das eher nicht so. Schwerpunkt Energietechnik, ist nicht Kälteanlagenbau, ich vermute dass das nicht vorkommt. Kälteanlagenbau: Elektrotechnik, Wärmelastberechnungen noch und nöcher, Berechnungen mit Kältemitteln etc., Ausrechnen der elektrischen Leistung eines Kompressors in Anbetracht des Kältemittels und der Wärmelast, Berechnen von Dämmung, Berechnen der Leistung von Klimaanlagen ...

Wenn man danach sucht, findet man auch was:

Hier mal eine Formelsammlung dazu: http://www.andreasjahnke.de/index_ht...o%201.0_AJ.pdf

Wenn ich mich recht entsinne war das was mit: Wärmemenge berechnen, die über eine bestimmte Zeit einströmt (kann auch durch Menschen erzeugt werden - Konzertsäle z.b.),; berechnen, wie schnell die Wärme draußen durch das Mauerwerk eindringt oder eben in was anderes (dazu braucht man die Wärmeleitdings von Mauern, Ziegeln, einem anderen Stoff - ist alles viel zu lange her bei mir - habs gefunden: Wärmedurchgangskoeffizient), siehe verlinkte Formelsammlung Seite 2 und 3 von 23.


MfG

[Frost1989]

Ich vermute, ihr habt das auch nicht gelernt. Oder doch? Wie ich schon sagte, ist das Fach von Kältenlagenbauern, nicht von Elektrotechnikern, nicht von Maschinenbauern. Die Kälteanlagenbauer müssen Elektrik mit lernen, weil die das brauchen, aber umgekehrt ist das eher nicht so. Schwerpunkt Energietechnik, ist nicht Kälteanlagenbau, ich vermute dass das nicht vorkommt. Kälteanlagenbau: Elektrotechnik, Wärmelastberechnungen noch und nöcher, Berechnungen mit Kältemitteln etc., Ausrechnen der elektrischen Leistung eines Kompressors in Anbetracht des Kältemittels und der Wärmelast, Berechnen von Dämmung, Berechnen der Leistung von Klimaanlagen ...

Wenn man danach sucht, findet man auch was:

Hier mal eine Formelsammlung dazu: http://www.andreasjahnke.de/index_ht...o%201.0_AJ.pdf


MfG

Ich danke dir!

[White_Fox]

Ich vermute, ihr habt das auch nicht gelernt. Oder doch? Wie ich schon sagte, ist das Fach von Kältenlagenbauern, nicht von Elektrotechnikern, nicht von Maschinenbauern. Die Kälteanlagenbauer müssen Elektrik mit lernen, weil die das brauchen, aber umgekehrt ist das eher nicht so.

Von einem Elektroingenieur muß man schon erwarten können, auch mit etwas Thermodynamik umgehen zu können. Auch Elektrotechniker müssen z.B. mal einen Kühlkörper auslegen.
Selbst wenn es in keiner Vorlesung explizit dran war, so muß man von einem Ingenieur schon verlangen können sich dieses Thema selbständig aneignen zu können. Die mathematischen Zusammenhänge sind ja die gleichen wie beim el. Grundstromkreis, dem ohmschen Gesetz und simpler RC-Kombinationen.

Zugegeben, man wird dann auch bald mit Problemen konfrontiert die es in der E-Technik so nicht gibt. Da haben entsprechende Experten dann ihre Daseinsberechtigung.

@Frost:
Die Kühlkörper solltest du im inneren des Schranks nicht zu klein auslegen. Du wirst zwar schnell eiskalte Kühlkörper im Inneren haben, aber dadurch wird es nicht unbedingt schneller kalt. Du willst keine großen Temperaturdifferenzen, sondern möglichst schnell viel Wärme rausbringen. Ich würde dir empfehlen, die Temperaturdifferenz über deinen Peltierelementen auch deshalb möglichst gering zu wählen, damit du den sowieso schon lausigen Wirkungsgrad nicht noch weiter in den Keller treibst.

Außerdem solltest du dir mal Dinge wie z.B. die Feuchtekapazität von Luft anschauen, Stichwort hx-Diagramm.

Alles was du beschreibst deutet auf einen einfachen Kühlschrank hin. In deiner Überschift steht aber etwas von einem Klimaschrank. Beides ist nicht dasselbe und es hat schon seinen Grund, warum man Kühlschränke für relativ wenig Geld in jedem Elektromarkt kaufen kann, Klimaschränke aber eher selten sind, meistens in der Industrie verwendet werden und deutlich teurer sind.