MODDING-FAQ FORUM

Alles rund ums Modden => Modding allgemein => Thema gestartet von: mak am August 11, 2007, 02:58:39



Titel: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 02:58:39
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
(http://image.shopzilla.de/resize?sq=160&uid=359412637&mid=103482)

  • 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! ;)


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: so_zu am August 11, 2007, 10:17:42
lol, geil, ich bau grad mit ein paar Freunden nen Sektkühler mit Peltier, wir haben eins von Reichelt bestellt, haben da auch mal ein video erstellt wie der dann zum schluss aussehen soll, kann ich ja ma hochladen.

Ich würde nicht das PC Netzteil nehmen, da ich selbst schon eins dadurch durchgeschossen habe


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: TzA am August 11, 2007, 10:57:47
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 ;)


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 12:20:43
Das mit der Rechnung hab ich total vergessen, danke TzA. Deine Überlegungen 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: das hier (http://www.kdb.orthy.de/index.php?tablename=CPU_Kuehler&sortedby=wertung&first=0&rows=50&sortdir=DESC]Die Kühlerdatenbank[/url] anschauen und einen Kühler finden, der etwa 0.5K/W Wärmewiderstand hat.

--- EDIT ---
Nix gefunden, dafür [url=http://thermalforce.de/de/product/kk.htm). Sieht doch vielversprechend aus!


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: TzA am August 11, 2007, 12:55:27
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.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 14:10:32
Sehr gute Seite, aber ich werde mein Peltier wohl einfach mit gleichgerichteter Wechselspannung betrieben, Daher brauche ich keine Ladekondensatorberechnungen und dergleichen.

Ich will das Getränk etwa 10K unter Raumtemperatur kühlen, die heisse Seite plane ich auf etwa 20K über Raumtemperatur. ΔT wäre also 30K (falsch rum gedacht beim letzten Post). Laut dem Datenblatt des kleinen Peltiers (http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/193593-da-01-de-TEC_1-7105_Peltier_Element.pdf) Kann ich bei dieser Temperatudifferenz 14 Watt Wärme aus dem Becher schauflen, dieser wird also noch kälter.

Ich hab dem Besitzer dieses Shops mal eine Mail geschickt und nach besseren Bildern gefragt. Mal schauen, was er sagt.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: TzA am August 11, 2007, 14:53:02
Der Wirkungsgrad des Peltiers ist wohl ziemlich vom Strom abhängig, am besten ist ein Betrieb mit Maximalstrom, behauptet zumindest http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_entry.php?id=25765&page=1&category=all&order=time&descasc=DESC
http://www.quick-cool-heatpipe.de/download/Stromversorgung-Peltier.pdf meint das ebenfalls, und hat noch mehr PDFs auf http://www.quick-cool-heatpipe.de/bibliothek.html.
Ich kann mich auch daran erinnern, mal gelesen zu haben, dass man Peltiers nicht umbedingt mit PWM bzw einer wechselnden Spannung betreiben sollte.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 16:12:58
Die habe ich alle auch schon mal gesehen (und natürlich wieder vergessen). Das heisst, ich muss mir doch ein vollwertiges Netzteil bauen.

Leistungs-Germanium-Gleichrichter gibts nicht, zumindest bei Conrad nicht. Hingegen hab ich dort einen LowDrop-Spannungsregler (ΔU = 1V) gesehen, der 5A verkraftet: 148202-99. Allerdings mache ich mir um die Glättung Sorgen... Ich habe Û = 10.5V sowie R_Peltier auf 1.8 Ohm berechnet (ist ja eine ohmsche Last, da nur Metall drin ist). Wenn die Spannung maximal auf 9.5 Volt sinken darf, brauche ich einen 0.1F-Kondensator. :o Auch muss ich für genügend Kühlung am Regler sorgen, da dort mindestens 5 Watt verbraten werden...

Kurz und bündig: Wie um alles in der Welt soll das zu schaffen sein? :headshake:


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 16:26:30
mit nem bei ebay geschossenen 5€ pc schaltnetzteil mit 30A auf der 12v schiene?


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 16:35:53
Link bitte! :-\

Also, ich glaube selbstbauen ist nichts, in diesem Fall. Falls jemand ein (günstiges) Netzteil sieht, welches 8.5 Volt oder mehr mit 4.6 Ampere oder mehr liefert, kompakt ist und nicht eine exorbitante Verlustleistung hat, bitte melden.

Auch auf andere Beiträge bezüglich meines Kühlers bin ich natürlich froh.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 17:01:52
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


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 17:37:54
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! :D 35 Watt Kühlleistung, 45 Watt Heizleistung. :bestens:

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! :laugh:


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 18:14:43
Zitat von: mak $txt[176] August 11, 2007, 17:37:54
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


:headcrash: Herr schick Hirn vom Himmel :headcrash:

eigentlich sollten die 10min beschäftigen mit dem Thema, der Beitrag von TzA mit seinem Rechenbeispiel und drei Blicke in die Onlineshops von Conrad & Co. welche du sicherlich schon hinter dir hast reichen um solche Angaben besonders zum Wirkungsgrad als völlige Utopie abzutun

übrigens gehen 3A auch über jeden popeligen Molexstecker selbst in der mini Floppy version ja selbst nem Lüfteranschluß würde ich die noch zutrauen
ein Pci-E Stromanschluß kann mal eben über 75w auf seinen immerhin 3pins übertragen was also 25A pro pin entspricht

aber tu dir keinen Zwang an... manchmal muss man halt selber aus seinen Fehlern lernen
anonsten hilft dir eventuell noch die forensuche zu dem thema sehr weiter schließlich gab es das thema schon 100mal


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 19:23:23
Zitat von: StarGoose $txt[176] August 11, 2007, 18:14:43
:headcrash: Herr schick Hirn vom Himmel :headcrash:


:o 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. :(


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: TzA am August 11, 2007, 20:25:54
So richtig tiefgehend hast du dich aber mit den Peltiers noch nicht beschäftigt, sonst hättest du nicht
Zitat von: mak $txt[176] August 11, 2007, 16:12:58
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/upload/34/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?


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 20:40:02
nurmal die milchmädchen variante zuerst
das Conrad Peltier:
Nennspannung:   8.5 V
Max. Strom: 4.6 A  ergibt 39,1W
Max. Wärme-Leistung: 27 W ergibt eine effizienz von 69% wenn man die wärmepumpleistung als grundlage nimmt
und den einsatz von 145% elektrischer energie um die 27w zu pumpen wenn man von der elektrischen leistung als grundlage ausgeht...
in keinem der rechenbeispiele werden die 75% auch nur annähernd erreicht und das beinhaltet nochnichmal die wirklichen leistungsdiagramme sondern ist nur rein überschlägig und bezeichnet den optimalsten wert der in der praxis nie erreicht wird

dort ist ne schöne pdf mit nem feinen leistungsdiagram
http://www.quick-cool-heatpipe.de/download/Erlaeuterung-zu-Peltierelementen.pdf

"Die Beschreibung zu diesem Leistungsdiagramm soll den sogenannten Coeffizient of Performance “COP “ aufzeigen, der den Nutzen zum Aufwand darstellt. Das ist die erreichte Kühlleistung zur aufgewendeten elektrischen Leistung. Dieser COP hängt ab von der Differenztemperatur ΔT an dem Peltier-Element. Je größer die Differenztemperatur ist, desto kleiner ist der Leistungsfaktor COP, weil dadurch weniger Wärme mit mehr Aufwand durch das Peltier-Element gepumpt wird."

anhand des diagrammes ist leicht abzulesen das die effizenz bei nahe 1 liegt wenn kein temp unterschied zwischen beiden seiten besteht und bei bis zu null wenn der temperaturunterschied steigt
deren optimumlinie liegt genau bei 50% in der mitte

die angaben hab ich mal aus ner anderen pdf zum besseren verständniss:
I max - Eingangsstrom im Falle von ΔT max, (Amp.)
U max - Eingangsspannung bei ΔT max, (Volt)
Q cmax -maximale Wärmepumpen-Kapazität bei I max, ΔT = 0° C, (Watt)
ΔT max - maximale Temperaturdifferenz, die das Modul erreichen kann bei I max,
Q c = 0, (Degrees)

auf deutsch wird der wirkungsgrad des peltiers mit zunehmendem temperaturunterschied zwischen heißer und kalter seite immer schlechter
d.h. nur im optimalen zustand erreicht es 100% wirkungsgrad d.h. bei sehr kleinem temperaturunterschied

nur dummerweise wird nutzt dir dieses nicht viel denn du willst ja gerade das ding in nem ungünstigen betrieb einsetzen also innen 10° und außen mindestens raumtemperatur also 22°
jedoch klappt auch das nicht da du ja die eingesetzte energie UND die gepumpte wärmeenergie auf der heißen seite wegbringen must und keine kühlung 100% effizienz erreicht
daher wird die heiße seite also noch heißer werden und der wirkungsgrad sinkt noch weiter ab...

daher meine bemerkung (ich wollte dich nicht damit beleidigen)
und daher auch die landläufige meinung das peltiers gerademal ca 50% wirkungsgrad haben
ist in dem rechenbeispiel auch genau so angegeben bei optimalen verhältnissen aller werte erreicht man maximal 50% effizenz


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 21:48:06
@TzA: Halbleiter haben auch metallsiche Eigenschaften. ;) Zudem habe ich mal irgendwo gelesen, dass Peltiers annähernd ohmsche Lasten sind. Naja, jetzt weiss ichs besser. Ich erstelle übrigens gerade eine Excel-Grafik von der Sache (U, I, und P über R).

Link: http://cgi.ebay.ch/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&rd=1&item=280141466005&ssPageName=STRK:MEWA:IT&ih=018. Aber nicht vor der Nase wegschnappen! ;)

@StarGoose: 8.5V * 4.6A = 39.1W ;D Sowit liegt der Wirkungsgrad bei fast 70%. Es fehlen also nur noch 5%. In meinen Augen das Resultat der Forschung an Peltiers.

Das PDF habe auch schon mal gesehen und verstanden. Die "Leerlauftemperaturdifferenz eines Peltiers liegt ja etwa bei 60K, ich plane genau die Hälfte, also 30K, ein.

Der Wirkungsgrad, von dem ich sprach, ist natürlich nur für eine Temperaturdifferenz von 0K zu gebrauchen, doch ist er dort ja von Bedeutung. Ich will doch wissen, wie schnell mein Getränk (zumindest anfangs) abgekühlt wird. Wenns kalt ist, bleibts ja auch kalt, daher ist mir alles, was nach abkühlen passiert, relativ egal, denn das Ziel wurde erreicht.

Dass ich nicht 35 Watt, sondern 45 wegkühlen muss (ich spreche jetzt von dem ebay-Peltier) ist mir sonnenklar, hab nie was anderes gesagt. Bezüglich Kühlkörper , welche unter 0.5K/W liegen, habe ich schon Kontakt mit einem Shopbesitzer aufgenommen, es sind 4 Stück in der engeren Auswahl. (Link auch hier im Thread)

Selbst wenn ich bei erreichten ΔT_Ziel = 30K nur noch die Hälfte von Qc max = 35W habe, also um die 17.5W, dann reicht das ja immer noch, um den Inhalt eines Plexibechers kühl zu halten. Plexi ist ja Plastik und folglich ein Isolator.

Du hast mich beleidigt, ja, doch was ist vergeben und vergessen. Ich reagiere sowieso allergisch, wenn man mir was unterstellt (wie hier, nicht alles beachtet zu haben). Schwam drüber!


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 22:06:56
35w wärmepumpleistung + 45w Leistungsaufnahme ergeben = 80w wegzukühlender Wärme auf der heißen Seite beim Start!

Später werden es dann laut deiner berechnung 45W + 17,5w= 62,5W

DAMIT musst du bei den Berechnungen des äußeren Kühlkörpers arbeiten und damit deine Kühlung dimensionieren.
Erst dadurch ergibt sich bei diesen Werten dann die minimal zu ereichende Temperatur auf der heißen Seite und damit wieder dein maximales ΔT_Ziel.

Allerdings kommen noch diverse Übergangsverluste zwischen den Kühlkörpern dazu sowie die Quasi Isolierende Wirkung der Luft im Inneren sowie deren schlechte Wärmeleitfähigkeiten zwischen Becher und Peltier.
Außerdem kannst du die Kühlkammer nicht zu 100% Wärmeisolieren womit du also zusätzlich auchnoch Umgebungswärme dazubekommst die die effektive Kühlleistung weiter absinken lassen. Ab und zu machst du die Kammer sicherlich auchmal auf um was zu trinken oder halt Neues reinzustellen.

Alles in allem und selbst mit 10min statt 5min Kühlzeit ist meines erachtens das Peltier zu klein für den Zweck.
Man bräuchte ein stärkeres das bei Betriebsschluß immernoch die (dann mal bei 10min) errechneten 25w schafft und das im ungünstigen Kennlinienbereich am Ende und mit Umgebungswärme dazu sowie höherem Wert beim ΔT.
Denn das hast du bisher übersehen:
Der Kühler außen kann die heiße seite niemals auf Raumtemperatur halten.
Bei den errechneten Wattzahlen (dann z.b. 62,5w) ist man im Bereich aktueller CPU Wärmeabgaben unter Vollast.
Dort bringen es die Besten Cpu Kühler (die riesen Kilomonster) schätzungsweise auf 55°. Damit hast du schon eine Differenz von 45° statt 30° mit der du Rechnen müsstest und das kleine Peltier ist sicherlich schon Lange an seiner Leistungsgrenze.
Bei nem größern Peltier wird allerdings die abzuführende gesammt Wärmemenge außen auch nochmal größer und die Kühlmöglichkeiten damit schlechter.
Mit dem kleinen Pci Slot Lüfterchen wird das nix mehr werden und mit nem kleinen Kühlkörper dazu auch nixmehr selbst wenn man außen noch höhere Werte zulassen würde.

Ach ja und da es schwierig ist ein so starkes Netzteil mit 15,4V zu bekommen wirst du wohl am ende bei einem PC NT landen das nur 12v hat und dadurch wird sich die kühlleistung auchnochmal verringern denn das element bekommt nicht die volle spannung.
daher brauchst du also nochmals ein ne stufe stärkeres element um das auszugleichen.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 22:36:34
Übertragungs- und andere Verluste sind mir bewusst, da stimme ich mit dir voll und ganz überein. Aber 45W Verbrauch zusätzlich kann ich dir nicht recht glauben. (Trotzdem hätte ich den passenden Kühler dazu schon gefunden.) Was meint TzA, unsere Elektro-Genie?

Hier noch das versprochene Bild. (Ist nicht Office 11 ;))


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 22:49:00
wenn du es schon mir nicht glaubst:

http://www.quick-cool-heatpipe.de/download/10-Regeln.pdf

zitat Regel 5:
"Die von der warmen Seite wegzuführende Wärmemenge entspricht der Summe der vom Peltier-Element gepumpten Wärme plus der Wärme, die durch die vom Element aufgenommene elektrische Betriebsenergie, erzeugt wird. !!!

übrigens steht in Regel 8 der Grund warum wir hier so wild rumrechnen:

"Sind Peltier-Elemente für die jeweilige Anwendung unterdimensioniert, wird die Temperaturdifferenz zwischen beiden Seiten des Peltier-Elementes um so kleiner, je stärker die Unterdimensionierung ist."

d.h. mit einem zu kleinen Element bekommt man den gewünschten Effekt erst garnicht hin und denn das System pendelt sich oberhalb in einem Gleichgewicht ein und wird schlicht nicht kühler bzw. wird auf der heißen Seite zu heiß.
(und was dann passiert es das schlimmste)


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 23:04:02
Jaja, die Regel kenn ich schon. Die Wärme, die abgesaugt wird, beträgt anfangs 35 Watt, da sind wir uns einig. Ich hingegen meine, dass nicht 45, sondern 10 Watt an zusätzlicher Energie nötig sind, sodass man schlussendlich 45 Watt erhält. Was sagt ebay?
Zitat von: ebay
Bei einer Leistungsaufnahme von 45 Watt ergibt sich eine maximale Wärmepumpleistung von ca. 35 Watt.


Hab ich jetzt überall statt Leistungsaufnahme + Wärmeaufnahme nur mit der Leistungsaufnahme gerechnet? ???


Zum Thema Kühler:
Zitat von: Kühlerseite
Kupferkühler mit sehr geringem Wärmewiderstand

(http://thermalforce.de/kk160.jpg)

Skived Fin Technology

Maße: 100 x 74 x 46 mm
Gewicht: 810 g mit Fan
Fan: 70 mm, 5400 U/min Air flow 60.3, Noise Level 43dB, life time 70.000 Stunden
Wärmewiderstand Rth=0.177 K/W mit Fan. Rth bei freier Konvektion: 0,3 K/W
Dicke des Kupferbodens: 4 mm

Artikel Nr.: KK160,

Preis ohne Lüfter: 36,00 € incl. 19% MwSt zzgl. Versand


Ich hab noch 'n paar ungenutzte 120er. :)


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 23:13:19
ja du hast überall nur mit der reinen leistungsaufnahme gerechnet und nicht noch die gepumpte wärme dazugenommen

übrigens : Noise Level 43dB Fan: 70 mm, 5400 U/min
das Teil ist ne Turbine die dir die Nerven zerfetzen wird
erinnere dich an die 1,4ghz Athlon Kühler mit den kleinen Lüfterchen und du hast ne gewisse Vorstellung

außerdem klappts nicht ganz mit dem geringen wärmewiderstand denn der ist mit Sicherheit auf die gesammt Grundfläche des Kühlers gerechnet (welche recht groß ist)
aber dein pelztier ist entschieden kleiner und damit gelten andere Bedingungen halt stark ähnlich der von Cpu Kühlungen.
(entsprechende Berechnungen gibts im Forum von Silenthardware.de zu finden)
dazu kommen dann noch die übergangswiderstände

nimm besser einen der Dampfphasen Towerkühler die es dort noch gibt
deren Werten sind in der Hinsicht eher zu trauen da auf die kleinen Grundflächen gerechnet ist und auch die Bauform kommt besser hin die kann man dann mit 92ern oder 80er Lüftern kühlen
(oder halt billige Cpu Kühler von Ebay oder so)

und selbst damit wirst du immernoch bei guten 45° landen und hast schon ne differenz von mind. 35° statt der gedachten 30° von ner leisen Kühlung wollen wir da aber noch nicht reden ;)
und ein größeres Peltier haben wir da auch noch nicht eingerechnet und Hochsommer mit 35° statt 22° Raumtemperatur auch nochnicht


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 11, 2007, 23:34:25
Zitat von: StarGoose $txt[176] August 11, 2007, 23:13:19
ja du hast überall nur mit der reinen leistungsaufnahme gerechnet und nicht noch die gepumpte wärme dazugenommen


VERDAMMT! :headcrash: Klar Qc... S****ss Schönrednerei... :bulk:

Zitat von: StarGoose $txt[176] August 11, 2007, 23:13:19
übrigens : Noise Level 43dB Fan: 70 mm, 5400 U/min
das Teil ist ne Turbine die die die Nerven zerfetzen wird


Ich hab ja leise 120er. ;) Zudem bestelle ich den 70er ja gar nicht.

Das mit der Grundfläche scheint mir nicht so wichtig zu sein da die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer 401 W/(m K) beträgt. Auf einen Dezimeter fallen 2K ab, das liegt im Rahmen.

Also, folgende Rechnung:
Qc_Start = 35 Watt
P_Start = 45 Watt
Qh_Start = 80 Watt
Rth = 0.2 K/W (der Kupferkühler)
ΔT_Kühler (theoretisch) = 16K
Das heisst, der Kühler wird 16 K wärmer als die Umgebung. Ich geb ihm noch 4 für Verteilung und Verluste. => 20K
T_Kühler ist somit etwa 40°

ΔT_Ziel = 30K (Tc=10°/Th=40°)


In meinen Augen ist das umsetzbar. Was meinst du?


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 11, 2007, 23:54:13
es gibt wohl keine effizenteren kühler als die aktuellen cpu kühler von daher gehen wir doch besser mal von realen werten aus statt hersteller bzw. gar händlerangaben zu vertrauen

wenn ich mir da mal einfach bei silenthardware einen rauspicke (immerhin einer der 10 besten!) ergibt sich bei dem hier:
http://www.silenthardware.de/reviews/cpu/xigmatek_hdt_s_1283/testergebnisse/index.html

z.b. bei 85W und  recht ohrenfreundlichen und angenehmen 7,8v für den silent 120er Lüfter ein ΔT cpu/raum von schonmal 36° bei 65w sinds immernoch 30°
alles bei realtistischen ca 26° raumtemperatur getestet
(und diese Werte sind meines Wissens sehr Gute! andere Kühler kommen auf noch höhere Temps!)

jetzt kommen aber für das peltier nochmal 10° dazu ergibt also mindestens 40° ΔT_Ziel

da sind immernoch übergangswiderstände auszugleichen und auf der zu kühlenden seite keine zusätzlichen wärmequellen eingerechnet
anhand dieser wohl weit realistischeren werte würde ich die ganze berechnung mal wiederholen und ich bin sicher du kommst auf ein stärkeres peltier

außerdem ist die problematik der falschen spannung dafür noch nicht geklärt bzw. eingerechnet was wiederum noch ne stufe höher bedeutet
wird wohl so pi mal daumen mindestens ein 70w pelztier werden


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 12, 2007, 00:29:54
Das Pelztier hab ich zuhause. :laugh:

Ich schick dem Typen noch eine Mail und frag ihn, wie er das gemessen hat. Ich traue es diesem Kühler auf jeden Fall zu, einen Wärmewiderstand von nur etwa 0.2K/W zu haben. CPU-Kühler mit Heatpipe geht nicht, da der "Rost" dann genau vor das Netzteil zu liegen käme. Ich plane aber ein Loch im Deckel, durch welches Luft an den darüber liegenden Kühler strömt, das sieht doch schöner aus. ;)

Aber findest du nicht, dass 35 Watt ausreichen, um 200g Wasser abzukühlen? Wir reden hier ja von einem Kühlhaltesystem, nicht von einer Apparatur, die Getränke schock-gefriert. Auch wenn das Ding 10 oder 15 Minuten braucht, reicht das ja schon. Ich meine, wenn ich einen Film (90 min mindestens) schaue, und dabei eine 1.5-Liter Flasche leere, ist das viel. Einem 2dl-Becher bleiben da 10-15 Minuten, um schön kühl zu werden. 2dl können mit 10 Watt durchschnittlich innerhalb von 15 minuten 10K gekühlt werden.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: StarGoose am August 12, 2007, 00:41:46
hmpf eigentlich waren wir doch schon soweit das nun klar ist das diese 35w niemals als echte kühlleistung zur verfügung stehen werden und auch aus welchen gründen oder?
das problem der stromversorgung liegt auchnoch im raume...

:d das mit den 10w und 15 min für 10° auf 2dl cola rechne ich jetzt nichtmehr aus :D
(klingt aber schon um längen besser als TzA mit seinen 50W aber das kläre besser mit ihm hehe)

aber bitte berichte bitte ausführlich über die resultate wenn du es umsetzt
soweit ich informiert bin hat es noch niemand geschafft sone fertige kühlung mal ordentlich bebildert und mit meßwerten hinterlegt zu dokumentieren

ich geh jetzt jedenfals ins bett und kann dir nur sagen:
probier es halt einfach mal aus  :)





Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am August 12, 2007, 01:07:38
Jajaja... Ich weiss. 35W-Peltier meinte ich.

Aber wie gesagt und von dir auch wiederholt, wenn ich durchschnittlich 10 Watt hinkriege, ist der Becher innerhalb von 15 Minuten kalt. 10 Watt würde etwa 40 Kelvin Unterschied entsprechen, Th = 50°. ΔT_Kühlkörper = 30 Kelvin, Rth_Kühlkörper=0.375 K/W. Der von mir vorgeschlagene Lüfter leistet mit Konvektion 0.3K/W. Daher sollte es funktionieren.

Stromversorgung: Ich habe ein leistungsstarkes 550 Watt Netzteil, das wird 3 Ampere bei 12 Volt verkraften.

Mein Entschluss steht ziemlich fest:
1. Antwort von dem Kühlkörper-Typen abwarten
2. Kühler bestellen
3. ebay-Peltier kaufen
4.  :stichsaege::schrauber:*fotografier* (Warum gibts eigentlich keinen lötenden? :))

Ich werde das durchziehen! Um euch eine bebilderte Anleitung zu schenken und um meine Neugier zu besänftigen. :hueopf:

Jetzt geh ich aber auch erst mal :schlafen:

--- EDIT ---
Hab nochmals einen Peltierversuch gefunden, diesmal ist es wieder eine lineare Kurve...
Ich glaube, ich muss mit meinem Peltier auch noch Versuche machen. ;)


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am September 9, 2007, 23:09:10
Ich bins mal wieder. Nach fast einem Monat möchte ich mal den Zwischenstand durchgeben.

Das Peltier liegt in Frieden bei mir und wurde hin und wieder mal getestet, Versuchskühler und dergleichen. Um Getränke zu kühlen, eignete es sich aber in den Versuchsapparaturen nicht wirklich. Ich brauche einen besseren Kühlkörper als das kleine Ding, das ich benutzt habe. Darum hab ich mich auf ebay umgesehen, unter Zuhilfenahme der CPU-Kühler (http://www.kdb.orthy.de/index.php?tablename=CPU_Kuehler&sortedby=wertung&first=0&rows=50&sortdir=DESC]Kühlerdatenbank[/url]. Ich sah dann diesen [url=http://cgi.ebay.ch/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=150158746391&ssPageName=ADME:B:EOIBSA:CH:11), den ich nun gekauft habe. Ich plane, den Propeller, der schon drin ist, rauszunehmen, und mit einer Plexikonstruktion und zwei 140mm Aerocool Lüftern beidseitig Luft aus den Vertiefungen zu saugen und nach oben zu befördern. Nicht vergessen, der Kühler wird kopfüber montiert, sodass der Fuss auf Casedeckelhöhe ist. Links und recht von der kühlen Platform wären dann also Lüftungsschlitze. Ich hoffe, das ist einigermassen klar ausgedrückt. Falls nicht, hier eine Skizze:


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am Oktober 14, 2007, 18:36:56
Ein Monat ist vergangen, und ich bin fleissig mit Arbeiten (& Geld verdienen ;D) beschäftigt. Und da ich in einer Firma arbeite, die ihren Sitz 2h von meinem Peltier entfernt hat, komme ich nur noch an den Wochenenden zum testen. Doch auch nicht alle Wochenden beschäftige ich mich mit dem Ding. Will sagen: Momentan steht es ziemlich schlecht um die Weiterentwicklung des Getränkekühlers.

Doch heute habe ich mich wieder einmal mit meiner Entwicklung auseinandergesetzt. Momentaner Stand ist wie folgt: Zalman CNPS 9500, in welchem das Peltier zwischen Kupferplatte und Backplate fixiert wird. Durch das mittige Loch (36 x 36 mm) hat man dann Zu-Griff ^^ auf die kalte Seite des Peltiers. Ich habe heute den Wärmeleitpad, den ich provisorisch zwischen Peltier und Kupferplatte gelegt hatte, mit Wärmeleitpaste ausgetauscht und meine Apparatur getestet.

Um zu testen, habe ich ein Schnapsglas genommen (welches leider  einen ~ 1 cm dicken Boden hat) und ein wenig mit Alkoholfreiem ;) gefüllt. Dann die verlangten 12 Volt an Peltier und Lüfter angeschlossen und 5 min gewartet. Das Resultat war ganz im Sinne dieses Beitrages:
Zitat von: StarGoose $txt[176] August 11, 2007, 23:54:13
da sind immernoch übergangswiderstände auszugleichen


Oh ja... Die kalte Seite wurde zwar saukalt und vereist, dank der Wärmeleitpaste sogar noch ein wenig mehr als mit dem Wärmeleitpad. Auch die Aussenseite das Glases war frostig kalt. Doch innen... :(

Fazit: Ich benötige unbedingt einen Becher mit metallenem Boden, sonst kann ich meinen Getränkekühler vergessen. Erst wenn ich ein passendes Metallplätchen weiterverarbeitet habe, werde ich gute Ergebnisse erzielen.


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: Blackvision am Oktober 14, 2007, 23:08:15
Hi.

nettes Projekt was du da am laufen hast. Drück dir die Daumen, dass das alles o klappt wie du vorhast.

Aber zu deinem Prob:

Wie wärs wenn du nen kleinen Metallbecher nimmst?

sowas zum beispiel: http://picture.yatego.com/images/419a2fcbd096c1.8/bostonshaker77471001p2.jpg


hoffe du kannst was damit anfangen.

mfg Blackvision


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am Oktober 14, 2007, 23:35:23
Das Ding darf aber auch nur maximal 3.6 cm Fuss-Durchmesser haben, sonst ist es wieder zu gross. Aber ich suche...


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: Blackvision am Oktober 19, 2007, 23:26:10
War ja nur ne Idee. ^^  ...sowas gibts bestimmt auch kleiner.

oder bau/fräs/löt doch selber nen becher^^  -> selbst ist der Modder.

xD

naja. Viel glück bei der suche und beim Projekt.

mfg Blackvision


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am Oktober 19, 2007, 23:29:01
Jo, Plexi liegt hier schon noch rum, und ein passender ("Acrylglas"-)Kleber genauso, aber ich suche noch eine passende, absolut blanke Metallplatte... Und da hab ich halt hohe Ansprüche... ;)

Aber das wird schon noch! :D


Titel: Re: Peltier-Getränkekühler [Planung]
Beitrag von: mak am Februar 5, 2010, 15:12:21
Man nehmen schon erwähnten CPU-Kühler von Zalman ...
(http://mak89.dyndns.info/files/152/DSC00443.JPG)
... sowie ein Peltier, einen Kühlkörper aus einer Radeon 3870, ein wenig Wärmeleitkleber ...
(http://mak89.dyndns.info/files/152/DSC00444.JPG)
... und schon erreicht man Temperaturen nahe beim Gefrierpunkt! ;D
(http://mak89.dyndns.info/files/152/DSC00445.JPG)
Leistungsaufnahme: etwa 15 Watt
(http://mak89.dyndns.info/files/152/DSC00447.JPG)
Hinten noch die Überreste der 3870, daneben das verwendete Akkupack.
(http://mak89.dyndns.info/files/152/DSC00448.JPG)

Jetzt brauch ich nur noch ein wenig Styropor und schon hab ich einen mobilen Kühlschrank... :D


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