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Thema: Peltier-Getränkekühler [Planung] (Gelesen 27237 mal)
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mak
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Ich möchte mir einen Peltier-Getränkekühler machen, welcher auf dem Casedeckel zu liegen kommt und den Inhalt eines selbst konstruierten Bechers kühlt . Jedoch führen bekanntlich viele Wege zum Ziel. Ich möchte daher noch erst ein paar konstruktive Meinungen lesen.
Peltier
Ich schwanke zwischen den folgende Peltiers von conrad:
- Art-Nr. 193593 - 62, 8.5 V, 4.6 A, 27 W, 3x3cm, ~21 Euro
- Art-Nr. 193569 - 62, 15.4 V, 4.6 A, 41 W, 4x4cm, ~30 Euro
Reicht die Leistung des ersten Peltiers (welches ich persönlich bevorzugen würde)? Der Inhalt kann auch mal raumwarm sein, sollte aber innert nützlicher Frist kühler werden. Wie erzeuge ich am besten (und effizientisten) 8.5 bzw. 15.4 V? Ich nehme Peltiers als ohmsche (und somit "dimmbare") Last an, stimmt das?
Die Auflagefläche ist sekundär, siehe Becher (Kupferfuss).
Kühlung
- Ein solcher Lüfter pustet auf einen umgekehrten Kühlkörper (Kupfer? Alu?) mit parallelen Rippen, auf dessen glatter Seite (also oben) das Peltier sitzt. Ergibt eine längliche Konstruktion.
- Ein normaler Lüfter kommt in den Casedeckel und pustet einen Kühlkörper mit radialen Kühlrippen von unten an. Ergibbt eine quadratische Kontruktion.
Becher
Mir schwebt sowas wie ein Plexirohr mit Kupferfuss (gegen innen ev. mit Rippen) vor. Plexi ev. beleuchtet durch LEDs. Durchsichtig oder matt?
Stromversorgung
Was spricht dagegen, das PC-Netztel zu verwenden?
Ich weiss, das Peltiers ineffizient sind, doch läuft das Ding ja nicht immer. Also nicht auf den Peltiers rumhacken, bitte! 
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« Letzte Änderung: August 11, 2007, 01:00:14 von mak »
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TzA
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Also ich würde bei sowas ja einfach mal ein bisschen rechnen:
Sagen wir mal, dein Becher hat 300ml (sonst ist er immer gleich wieder leer) und ist näherungsweise mit Wasser gefüllt (höherer Alkoholgehalt würde das Abkühlen btw vereinfachen ). Der Becherinhalt startet bei Raumtemperatur (22°C) und soll auf 10 °C gebracht werden (da dürfte er schon kühl sein).
Die Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,2 J/(g*K), wir haben 300g Wasser und eine Temperaturdifferenz von 12 K, also muss man 15120 J (pauschal 16kJ, paar Verluste gibts auch noch) aufwenden. Wenn man eine "nützliche Frist" mal als 5 min festlegt, muss das Peltier also 16kJ/300s=53,3W Kühlleistung haben.
Somit ist ja wohl schon klar, welches Peltier-Element es wird...
Wenn man sich die Diagramme im Datenblatt des Peltiers ansieht, wird das alles noch ein wenig ungünstiger, denn du wirst ja eine Temperaturdifferenz von bis zu 30 K zwischen der heißen und der kalten Seite bekommen, in diesem Fall beträgt die Kühlleistung des Peltiers gerade mal 20W, die beworbenen 40W hat es also nur ganz am Anfang des Abkühlvorgangs.
Das Problem ist nämlich außerdem, dass dieses Peltier-Element ja bis zu 4,6A*15,4V=71W an Leistung aufnimmt, die auch komplett wieder auf der heißen Seite weggekühlt werden müssen. Um hier eine Temperatur von nur 40°C zu erreichen (was ja den oben eingesetzten 30K Differenztemperatur entsprechen würde), muss man gerade im Sommer schon ganz ordentlich Krach mit der Kühlung machen.
Ein weiteres Problem wird es wohl werden, eine 15,4V-Spannungsquelle mit 70W zu finden, das wird außerdem nicht ganz billig.
Du wolltest zwar, dass man nicht auf den Peltiers rumhackt, aber mein Tipp wäre, kauf dir einen kleinen Kompressorkühlschrank und stell ihn neben den PC, das ist viel effizienter, wenn du deine Nachfüllflasche einfach darin lagerst. Oder man muss halt hin und wieder aufstehen und in die Küche gehen
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mak
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Das mit der Rechnung hab ich total vergessen, danke TzA. Deine Ãœberlegungen sind voll und ganz richtig, aber:
- Mein Becher wird wohl eher 200ml (meist alkoholfreies) beinhalten.
- Da wird bei uns weniger heizen (Spareffekt) und LANs meist in kühlen Kellern sind, gebe ich ΔT mal als 10K an. (Ich weiss, Detail. Aber ist 'ne schönere Zahl)
Für 5 Minuten reicht daher schon das kleine Peltier, ich werde den Becher aber wohl meist länger drauf lassen. 40 Watt wegzukühlen stelle ich mir im Vergleich zu 70 schon eher im Bereich des Möglichen vor. Zudem ist die Effizienz mit 70% (= 27W/(8.5V * 4.6A)) besser als 58%.
Warum Peltier und nicht deinen vorgeschlagen Kühlschrank?
1. Ist kleiner und kann auf ein PC-Case montiert werden, denn:
2. Es soll selbstständig sein, nicht noch ein Kasten, mein Case reicht!
3. Ich nutze das Ding meistens, wenn ich mir einen Film anschaue. Da muss es vor allem leise sein.
4. Die Energiebillanz ist verschmerzbar, da es etwa 2 Stunden pro Woche läuft.
Für den eigenen Trafo (der Entschluss steht dank so_zu ziemlich fest) habe ich mir zwei 50VA-Trafos bei Conrad rausgesucht, beide etwa 20 Euro:
- TRAFO 12V, Art.-Nr.: 506877 - 62, 4.17 A
- TRAFO 9V, Art.-Nr.: 506869 - 62, 5.56 A
Mit dem ersten hab ich zwar genügend Spannung, um Gleichrichtung und Spannungsreglung einzusetzen, allerdings fehlt ein halbes Ampere. Zudem fällt Verlustleistung an dem Spannungsregler ab.
Der zweite liefert zwar genügend Strom, aber die (9 - 2x0.7) * Wurze(2) = etwa 10.5 Volt lassen für einen Spannungsregler nur noch 2 Volt Differenz übrig, was knapp werden könnte.
Eine andere Idee wäre, den 9V-Trafo mit vier Dioden gleichzurichten und direkt an das Peltier zu legen. Germanium-Dioden hätten genau den richtigen Drop (total etwa 0.5 Volt), aber ich habe noch nie Leistungs-Germanium-Gleichrichter gesehen. Zudem steigt ja die Spannung an einem unterbelasteten Trafo, was für einen Silizium-Gleichrichter sprechen würde.
=> Weiss jemand von euch, wie sich die Spannung an einem unterbelasteten Trafo verhält?
ToDo: Die Kühlerdatenbank anschauen und einen Kühler finden, der etwa 0.5K/W Wärmewiderstand hat.
--- EDIT ---
Nix gefunden, dafür das hier. Sieht doch vielversprechend aus!
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« Letzte Änderung: August 11, 2007, 10:29:59 von mak »
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TzA
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Wenn du das Netzteil dazu mit einem Trafo selber bauen willst, kannst du dir mal http://www.geocities.com/franzglaser/txt/dcdc.html durchlesen, sehr lehrreich.
10K als ΔT ist ein bisschen utopisch, da sich das ja nicht auf die Raumtemperatur sondern auf die heiße Seite des Peltiers bezeiht, die man ja erstmal abkühlen muss, bei einem Kühlsystem mit 0,5K/W hast du da gleich noch 20K zusätzlich, die die heiße Seite wärmer als Raumtemperatur ist. Somit wären wir wieder bei 30K Differenztemperatur.
Der Link im Edit sieht vielversprechend aus, aber auch ziemlich teuer.
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StarGoose
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mit nem bei ebay geschossenen 5€ pc schaltnetzteil mit 30A auf der 12v schiene?
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StarGoose
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es war eigentlich kein witz sondern ernst gemeint mit dem pc netzteil
billiger bekommt man keine (Schalt)NT die ne geregelte Gleichspannung mit den hohen Amperewerten ausgeben und nochdazu ne saubere Belüftung haben und genügens Leistungsreserven inkl. Gehäuse und Kabeln drann
einfach ein olles aldi pc /office pc AT oder Atx NT auf Ebay schießen und halt statt dem 8,5v das 15,4v Peltier nehmen und mit "nur" 12v betreiben fertig
mit nem microatx NT kann man auchnoch bissel platz sparen aber die kosten meistens bissel mehr
allerdings kann man den lüfter im NT auchnoch direkt fürs Peltier nutzen
in deinem Falle kann man den Lüfter sicherlich sogar auf 5-7v runternehmen
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mak
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Hab auch nicht gesagt, dass es ein Witz sei!
Langsam finde ich aber, dass es doch einfacher wird, ein PC-Netzteil zu nehmen, und zwar das ganz normale, das momentan neben mir vor sich hin pustet. Ist ja ein starkes Kerlchen (550W).
Ich habe jetzt entschieden, ein Peltier bei ebay zu kaufen, da ich dort eins gesehen habe, welches bei 15 Volt einen sagenhaften Wirkungsgrad von 75 % hat!  35 Watt Kühlleistung, 45 Watt Heizleistung. 
An 12 Volt gehängt frisst das Ding nur etwa 3 Ampere, was mich auf den 6-poligen PCI-Express-Stecker bringt. Da meine GFK keinen PCI-Express-Anschluss hat, liegt dieser Stecker bei mir ungenutzt rum. Nicht mehr lange! 
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mak
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 Herr schick Hirn vom Himmel
 Bei allem gebührenden Respekt: Hast du einen an der Waffel?
Falls du es noch nicht gemerkt hast, ich habe mich mit dem Thema beschäftigt, daher auch der Thread. Ich habe jeden Link, jede Hilfestellung, die hier im gepostet wurde berücksichtigt und angeschaut. Ich habe heute stundenweise Informationen über Peltiers, Kühlkörper und Transformatoren eingeholt.
Hättest DU hingegen mal ausgerechnet (hast du (noch) nicht, schätze ich), was die beiden Peltiers, die ich vorgeschlagen habe, für einen Wirkungsgrad haben, würdest du die 75% auch als möglicher erachten. Immerhin macht die Wissenschaft Fortschritte. Solarzellen waren vor zehn Jahren extrem ineffizient (einige Prozent), jetzt sind sie schon viel besser, und genau so kanns ja auch mit diesem Peltier sein.
Dass ich die 3A über den PCI-Stecker ziehen will, hat keinen besonderen Grund. Es war blos gerade ein Einfall, den unbenutzten Stecker endlich zu nutzen.
Ich bin enttäuscht, einen so destruktiven Post von einem "Modder der Apokalypse" zu lesen. 
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TzA
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So richtig tiefgehend hast du dich aber mit den Peltiers noch nicht beschäftigt, sonst hättest du nicht ist ja eine ohmsche Last, da nur Metall drin ist
sagen dürfen, ein Peltierelement besteht nämlich im wesentlichen aus zwei verschiedenen Halbleitern. Dadurch muss die Strom/Spannungs-Kennlinie eines Peltiers natürlich auch nicht mehr linear sein. Sie ist es auch nicht, wie man z. B. auf http://www2.fh-rosenheim.de/up...4/pelti_tab.gif sieht (wobei die Angabe der Messdaten dort unter aller Sau ist (FH halt )).
Man sollte also versuchen, mit der Spannung so nah wie möglich an die Sollspannung des Peltiers heranzukommen, oder ein Peltier aufzutreiben, was mit einer "glatten" Spannung funktioniert.
Bei den 75% Wirkungsgrad wäre ich äußerst skeptisch, hast du mal einen Link auf die Auktion?
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