temperaturabhängige stromversorgung von peltier elementen

[Bricolage]

hallo, ich habe vor eine wakü mit peltier zu kombinieren, mein einziges problem ist, ich verfüge nicht über genügend know-how um eine vernünftige lösung einer temperatur bedingten stromversorgung für peltier element zu finden.

ich habe mal einige foren durchforstet, dort ist unter anderem die rede von pulsweitensteuerung bzw pwm-controllern die rede. aber von programmierung von mikro-controllern habe ich keine ahnung also hätte ich es gern so einfach wie möglich ohne viel geld auszugeben. vielleicht kennt ja jemand ne günstige variante die auch für einen nicht-elektrotechniker zu realisieren ist.

lg Bricolage

[Patrickclouds]

ich glaub da ging es eher um die temperaturregelung mittels pulsweitensteuerung.
also dass eine bestimmte temperatur gehalten wird die gewünscht wird.
strom reicht nen starkes netztel. musst halt schauen wieviel saft das teil braucht.
oder möchtest du auch mittels peltier eine eingestellte temperatur halten?
wie wärs wenn du zur regelung dich mal an einem thermostat versuchst? das immer bei erreichen der temp abschaltet und wieder anschaltet, sobald das peltier nen gead wärmer geworden ist. kann aber gut sein, dass diese steuerung zu ungenau ist udn deshalb auf pwm gegangen wird.

[-De$troyeR-]

naja, eine andere möglichkeit wäre, es über den pc steuern zu lassen.

die meisten mainboards besitzen ja eine software lüftersteuerung. wo man eingeben kann das ab so und so viel grad der cpu lüfter anschalten soll und irgendwann wieder aus.

anstatt dort einen lüfter anzuklemmen, könnte man dort ein relais anschliessen. damit die stromzufuhr vom pelztier unterbrochen wird, oder eben geschaltet.

das relais kostet vll 5 €, da 2 kabel ran und gut ist

[herrhannes]

hallo, ich habe vor eine wakü mit peltier zu kombinieren, mein einziges problem ist, ich verfüge nicht über genügend know-how um eine vernünftige lösung einer temperatur bedingten stromversorgung für peltier element zu finden.

ich habe mal einige foren durchforstet, dort ist unter anderem die rede von pulsweitensteuerung bzw pwm-controllern die rede. aber von programmierung von mikro-controllern habe ich keine ahnung also hätte ich es gern so einfach wie möglich ohne viel geld auszugeben. vielleicht kennt ja jemand ne günstige variante die auch für einen nicht-elektrotechniker zu realisieren ist.

lg Bricolage

Und womit kühlst du das Peltier?
Mit der Wakü?
Was soll das bringen?

[-De$troyeR-]

naja es bringt schon ein wenig was, nur wahrscheinlich nicht so viel wie früher....da die leistung der aktuellen prozessoren zu hoch ist.

aber das ist hier nicht das thema

[herrhannes]

Und trotzdem produziert das Peltier mehr Wärme als es kühlt -> es muss insgesamt noch mehr Wärme weggekühlt werden.

[-De$troyeR-]

jo und? bei den aktuellen waküs doch kein problem......die sind total überdimensioniert und schaffen das locker

[Bricolage]

das mit dem relais ist sicher ne simple lösung. aber gehen wir mal davon aus ich erreiche eine überdimensionierte kühlleistung, sprich die angepeilten 18°c sind selbst unter vollauslastung der cpu ein kinderspiel, habe ich dann nicht ein permanentes relais-klackern?

rechner einschalten, kühlung aktiv, 18° werden sofort erreicht, relais lässt los, cpu erwärmt sich auf 19° relais zieht wieder an, kühlt wieder runter auf 18°, relais lässt wieder los usw. usw.

da der erste kreislauf cpu-wakü-block -> peltier-wakü-block über vielleicht grade mal 200-300ml kühlmittel verfügen wird, wird die kühlung wohl recht akkurat ansprechen, somit gehe ich mal von einem permanenten relais-klackern aus.

---------- Beitrag hinzugefügt um 13:13 ---------- Vorheriger Beitrag war um 13:11 ----------

@ herrhannes

ich kühle 6 peltiers mit einem riesigen wärmetauscher von einem outdoor klimagerät, nicht mit sonem pillepalle winzigem teil von irgend nem "wakü kit" für übertriebenes geld.

was das bringen soll? mit einer wakü kann man das kühlmedium niemals tiefer abkühlen als die umgebungstemperatur. im sommer könnten das dann bis zu 35° sein. für meinen anspruch vollkommen ungenügend. mit peltierelementen erreicht man einen temperatur-unterschied zwischen warmer und kalter seite von ca 65°, kühle ich die heisse seite des peltiers also auf 30° ab kannst du dir ja selbst ausrechnen wie kalt die andere seite wird.

und, -JA- mir ist durchaus bewusst welche verlustleistung ein peltierelement hat und dass es sogar selbst abwärme produziert. hat man aber die möglichkeit jegliche wärmeenergie abzuführen spielt das keine rolle. vom ökonomischen aspekt her bekomme ich da auch kein schlechtes gewissen, schliesslich zahle ich den strom selbst...

[-De$troyeR-]

naja, da das perlztier keine große leistung hat und die meisten relais relativ groß sind....kannste es einfach in schaumstoff einpacken ohne das es überhitzt solltest nix mehr hören.

[Patrickclouds]

vielleicht kannste nen solid state relais nehmen und ansteuern da klackert nix mehr.

[Bricolage]

das relais muss dann aber auch die gesamte last tragen die das bzw. die peltier elemente ziehen oder? das wären in diesem falle 380 watt

und noch was anderes, kennt sich jemand mit werkstoffkunde aus? ich will zwei kühlblöcke aus aluminium fräsen und suche Aluminium mit der bestmöglichen wärmeleitfähigkeit. weiss da jemand was?

[Patrickclouds]

ssr können schon ne ganze menge schalten. musst nur gucken wo du sie einbaust.zb in die zuleitung des netzteils welches das peltier mit strom versorgt.

musst aber gucken ob die die last bei gleich oder wechselspannung haben.

[-De$troyeR-]

das sind bei 220V 1,8A das ist garnix also das wäre zumindest die simpelste und kostengünstige variante....geht natürlich noch deutlich teurer.....aber ich würde das erstmal testen....

warum alu und nicht kupfer?

€: normale relais, wie sie zb in der haustechnik eingebaut werden. schalten locker 16A und mehr :P

[Simel]

Warum muss es unbedingt ein Relai sein? Ein Feldeffekttransistor wäre die bessere Lösung. Da klappert nix verschleißen nicht und können richtig viel Leistung. Da gäbe es z.b. den IRF 540N kostet schlappe 64 Cent und schafft 33A. Dazu noch einen kleinen Transistor um das Gate zu schalten und gut ist. Ist nicht viel mehr Aufwand als ein Relai...

mfg, simel

[mastergamer]

anstatt dort einen lüfter anzuklemmen, könnte man dort ein relais anschliessen. damit die stromzufuhr vom pelztier unterbrochen wird, oder eben geschaltet.

ganz (!) schlechte idee, wenn dein board üebr eine spannungsregelung verfügen sollte würde es (sehr unpräzise) noch klappen.
Aber da die meisten boards eine PWM steuerung für den lüfter haben fällt diese idee sowieso flach.
Einfach relai anstelle des lüfters ist nicht.

@Simel
Ansich aufjedenfall eien gute idee, jetzt gillt es noch zu klären ob das peltirelement wirklich wie gewöhnlich mit DC läuft und nicht mit 230V (AC) wie hier jemand meinte. Denn sonst wäre ein FET auch unbrauchbar.
Poste uns am besten mal die werte zu deinem pelztierchen

[Patrickclouds]

@ mastergamer

du hast da was falsch verstanden bzgl AC oder DC

ich wollte nur darauf hinweisen dass bei den ssr wechselspannung geschaltet wird. somit kann man das ssr nicht in den gleichstromkreis des peltiers hängen aber wohl vor das netzteil welches das peltier mit strom versorgt.

[Bricolage]

8x

Technische Daten
- 12VDC
- Imax 6,0A
- Umax 15,5V
- Qmax 61W
- Dtmax 67k
- LxBxH 40mm x 40mm x 3,9mm
- Gewicht 22g

Ausstattung
- einstufig
- umlaufend mit Silikon isoliert
- 150mm Anschlusskabel inklusive Flachsteckhülse vernickelt
- Peltier und Elektronik RoHS konform


denke dieses relais sollte den zweck erfüllen

Link

was genau ist mit "Der LED-Strom im Steuerkreis muss mit Vorwiderstand begrenzt werden." gemeint? den strom auf 8 Ampere begrenzen, damit kein kurzschluss entsteht oder was?

fügt es einem pc-netzteil nicht auf dauer schaden zu wenn es permanent ein und ausgeschaltet wird?

---------- Beitrag hinzugefügt um 17:19 ---------- Vorheriger Beitrag war um 17:01 ----------

@ De$troyeR
Kupfer ist mir da zu teuer.


@ Simel
Klingt nach ner guten lösung, könntest du mir da nen schaltplan aufmalen für 8x dieser peltier elemente?

[-De$troyeR-]

ganz (!) schlechte idee, wenn dein board üebr eine spannungsregelung verfügen sollte würde es (sehr unpräzise) noch klappen.
Aber da die meisten boards eine PWM steuerung für den lüfter haben fällt diese idee sowieso flach.
Einfach relai anstelle des lüfters ist nicht.

@Simel
Ansich aufjedenfall eien gute idee, jetzt gillt es noch zu klären ob das peltirelement wirklich wie gewöhnlich mit DC läuft und nicht mit 230V (AC) wie hier jemand meinte. Denn sonst wäre ein FET auch unbrauchbar.
Poste uns am besten mal die werte zu deinem pelztierchen

du sollst ja nicht regeln sondern schalten. klar kann man auch die geschwindigkeit eines lüfters drosseln, aber an-aus @12v geht auch problemlos. ist halt ne einstellungssache

230V sind es so oder so, würde dafür ein extra NT verbauen bei 380watt....

[Bricolage]

natürlich wird ein seperates netzteil verwendet.

[mastergamer]

du sollst ja nicht regeln sondern schalten. klar kann man auch die geschwindigkeit eines lüfters drosseln, aber an-aus @12v geht auch problemlos. ist halt ne einstellungssache

230V sind es so oder so, würde dafür ein extra NT verbauen bei 380watt....

ich bin bisher von analogen/mechanischen relais ausgegangen, diese sind definitiv unbrauchbar.
Elektronische habe ich bsiher nochnie verwendet, dazu müsse man sich mal ein datenblatt genauer anschauen.
Wenn diese jedoch ähnliche schaltspannungen haben wird das auch nichts.
Die lösung mit einem leistungs transitor gefällt mir immernoch am besten.
Auch würde ich kein atra NT verwenden, die 70-80W wird dein ATX nt ja noch zusätzlich bereitstellen können oder?
Und um instabilitäten vorzubeugen würde ich die leitung noch mit einem größeren elko stabiliesieren.

[x4u]

Hallo Bricolage, beim Lesen deiner Erwartungen hier im Thread habe ich irgendwie den Eindruck das du die technischen Daten von Peltier-Elementen evtl. fehlinterpretierst.

Die maximal erreichbare Temperaturdifferenz von 67k wird nur erreicht wenn 0W Wärmemenge übertragen werden. Die maximal übertragbare Wärmemenge von 61W entspricht dagegen einer Temperaturdifferenz von 0k bei gleichzeitig idealisierter Wärmeabfuhr der Gesamtleistung (154W). Zwischen diesen beiden Extremwerten liegt die nutzbare Arbeitskurve, die allerdings leider keine Gerade sondern eine ungünstige Kurve ist. Typische Zwischenwerte eines Peltier-Elements mit diesen Eckdaten wären z.B.: Um 10k Temperaturunterschied zu erreichen, kann es nur noch maximal 30W übertragen und für 30k vielleicht nur noch 6W oder so.

Mit 8 optimal parallel angeordneten Peltiers könntest du also z.B. mit einer mäßig übertakteten CPU, die bei Vollast vielleicht so 200W verbrät, einen Temperaturunterschied von 12k erreichen (ca. 8x 25W). Allerdings nur wenn alle Wärmeübergänge ideal sind und die Elemente optimal gleichmäßig um die Wärmequelle herum angeordnet sind, was allein schon aus Platzgründen unmöglich ist.

Diese ganzen genannten Werte werden natürlich nur bei maximaler Leistung der Peltier-Elemente erreicht, also mit 6A bei 15,5V (bei 12V nimmt ein solches Element vielleicht noch ca. 3A ab und kommt damit auch nur noch auf weniger als 50% der Nennleistung), was also 93W pro Peltier-Element sind bzw. 744W für alle 8 zusammen. Gemeinsam mit den 200W von der CPU muss dein Kühlsystem daher knapp 1000 Watt an erzeugter Wärme abführen können (das ist schon fast die Größenordnung eines voll aufgedrehten Cerankochfeldes). Nur wenn es sich dabei weniger stark als 10k mehr erwärmt als wenn es nur die 200W von der CPU alleine kühlen müsste, kannst du überhaupt mit einem messbaren Temperaturgewinn durch die Peltier-Elemente rechnen. Anderfalls würde das gleiche Kühlsystem ohne die Peliers die CPU auf tiefere Temperaturen bringen, von der immensen Energieverschwendung mal ganz abgesehen.

Daraus ergibt sich auch, dass es keinen Sinn macht die Dinger evtl. hintereinander anzuordnen um die Temperaturdifferenzen zu addieren, denn es käme ja jedesmal die Verlustleistung des vorigen Elements zur CPU-Leistung dazu, was schon ab dem zweiten Element die maximale Übertragungsleistung überschreiten würde (z.B. ~30W für eine übertaktete Atom CPU + ~90W fürs erste Peltier ergibt 120W Gesamtwärmeleistung, die das nächste Element übertragen müsste, welches aber selbst ohne Temperaturdifferenz schon nur maximal 61W schafft).

Peltier-Elemente haben schon eine Menge interessante Einsatzgebiete, aber als Hilfsmittel für die Kühlung moderner Multicore-CPUs sind sie leider nahezu vollkommen ungeeignet.

[-De$troyeR-]

nicht 70-80watt.... 380watt laut pelztier datenblatt

€: das haben früher schon einige probiert....

"damals" hatten die cpus einen bruchteil der leistung und da gings, ich hab auch schon oben geschrieben das es kaum was bringen wird. aber darum dreht sich dieser thread nicht. muss x4u aber recht geben....

[Bricolage]

habe mal etwas nachgeschaut, ein athon xp mit 2ghz hat damals ne tdp von etwa 75 watt gehabt, der von mir zu kühlende Phenom II hat ne tdp von 95 watt. mit Vcore von etwa 1,4 - 1,6 wird er eine maximale abwärme von 200 watt haben das wird sich doch wohl mit 6-8 dieser peltier elementen bewerkstelligen lassen? ansonsten muss ich leistungsstärkere nehmen. die 74w dinger kosten 4,5 euro das stk 40x40x4mm. gibt da noch welche mit 180w 40x40x4mm, mit denen wird mir das dann aber doch etwas leistungsintensiv. eigentlich ging ich davon aus ich könne damit cpu + sli kühlen aber naja...

trotz allen einwänden werde ich es mal mit den 74w teilen probieren und mich erstmal an der cpu versuchen. werde dann wohl doch 8 stk nehmen, 50 euro ist dann ja wohl auch nicht so die welt.

hier mal ein schema der beiden kühlblöcke die ich anfertigen möchte. hoffe es ist verständlich genug. wie gesagt, verwendet wird ein leistungsstarker GROßER wärmetauscher mit ner kühlleistung von etwa 2000 watt. im übrigen sollen es zwei kühlkreisläufe werden. und sicher komme ich nicht auf die idee 8 peltiers übereinander zu legen...

[mastergamer]

bin man gespannt was das projekt ergibt.
klingt interessant, doch ich würde nicht 8 pelztierchen geringerer leistung verwenden um ein bauteil zu kühlen, such dir die dicksten dinger raus und verwende sowenige wie möglich, ich könnte mir vorstellen das dies der effizientere weg sein wird.

Mal ne generelle frage, welchen sinn hat dieses vorhaben? Du betreibst einen enormen aufwand für ein paar °C, wäre da die verwendung eines leistungsstarken chillers nciht viel einfacher und sinnvoller?

[Bricolage]

die kosten für das zeugs würden sich auf etwa 200 euro belaufen. dafür kriegt man keinen chiller oder?