Peltier-Elemente für -30°C in 2 Sekunden ab 1,64€

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Der mobile Minikühlschrank wird wieder nach oben geholt 😉

Jeder der gerne an Elektronik bastelt und zwei-drei (unsortierte) Kästen mit Krims Krams hat, wird den Begriff „Peltier-Element“ sicherlich schon einmal gehört haben. Peltier Elemente erzeugen einerseits sehr kalte, wie andererseits (das kann man wörtlich nehmen) heiße Temperaturen.

peltier-element

Als ich angefangen habe, damit rumzuexperimentieren, habe ich mir noch in Sonderangeboten kleine, mobile Kühltruhen (siehe: Mini-USB Kühlschrank) besorgt – nur um das Peltier-Element halbwegs günstig zu erwerben. Ich kannte China-Gadgets und Lars‘ Einsendung wohl noch nicht. Peltier-Elemente (siehe Wikipedia) werden u.a. auch noch in Kameras und anderen High-Tech-Geräten verbaut, in dem der Platz extrem rar ist, aber eine Kühlung für schnellere Datenverabeitungen notwendig ist. Die gängigsten Peltier-Elemte erzeugen ein Temperatur-Delta (Untschied) von 60-70 °C – d.h. die eine Seite wird blitzschnell sehr, sehr kalt (-30 °C und mehr sind möglich), die andere Seite erwärmt sich jedoch auch sehr schnell auf ~ +40 °C. Nach etwa 4-5 Sekunden übernimmt die wärmere Seite die Oberhand und erhitzt das ganze Element stark.

Das heißt, ihr müsst die wärmere Seite kühl halten. Dafür bieten sich große Kühlkörper an, wie z.B. alte Prozessor- oder Verstärker-Kühlkörper (wie bei mir). Um eine gute Wärmeleitfähigkeit herzustellen muss der Übergang zwischen Element und Kühlkörper am besten mit einer Wärmeleitpaste (drei mal 1g aus China vielleicht) ausgefüllt werden.

So lässt sich das Kühlen (je nach Stromzufuhr) über einen längeren Zeitraum ermöglichen. Aber Achtung: Peltier-Elemente ziehen extrem viel Watt – der Spaß fängt bei 60W aufwärts an, was auch promt dazu führte, dass mein erstes Netzteil (für ext. Festplatten) bei zwei Peltier-Elementen recht schnell, recht heiß wurde. Wer vorher nicht die Spezifikationen liest hat halt selbst Schuld :-).

Ich würde jedem zu einem vernünftigen Netzteil raten – gute Anlaufstationen sind z.B. alte PC-Netzteile, da diese genau die nötigen 12V und auch entsprechende Wattzahlen (200+) liefern. Einen alten PC haben viele noch rumstehen oder man schaut sich mal bei eBay (Kleinanzeigen) nach einem Schnäppchen um. Oftmals bekommt man sogar einen alten 386er für 1€ – da lohnt vielleicht nicht der Kauf eines einzelnen Netzteils. Elemente mit anderen Volt-Zahlen sind entsprechend schwieriger zu versorgen.

Wikipedia: "Peltier-Kunst"
Wikipedia: „Peltier-Kunst“

Du willst es noch kälter? Kein Problem! Du kannst die Peltier-Elemente „in Reihe“ übereinander legen und diese mit Aluminium oder Kupferblöcken verbinden – das führte bei mir dazu, dass ich erst der umliegenden Luft das Wasser entzogen habe, welches sich anschließend zu einer Schicht Raureif und schließlich zu einer Schicht Eis bildete :-). Daraus hat sich im Internet inzwischen sogar eine ganze Kunstszene (siehe Bild rechts) entwickelt.

Ein Zahn muss noch gezogen werden: „Warum kühle ich damit nicht meinen PC?“ Weil Peltier-Elemente mit mehr als 40 x 40mm (wie hier) recht schnell, recht teuer werden und wenn alleine die Kühlung mehr als 60 Watt verschlingt und dabei auch noch kräftig Wärme erzeugt…

 

Kristian

Ich bin 31 Jahre jung, aber gefühlt ziemlich oft noch wie ein großes Spielkind. So habe ich Ende 2010 (endlich) "CG" ins Leben gerufen. Besonders haben es mir z.Z. die Drohnen angetan.

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51 Kommentare

  1. Profilbild von Dennis1002

    Wenn die Dinger so viel Strom ziehen, wie funktioniert denn dann dieser USB-Kühlschrank? Ausm USB kommen doch max. 0,5A, was bei 5V 2,5W entspricht

    • Profilbild von Horst

      HasT Du schon mal nen funktionierenden USB Kühlschrank gesehen?

      Das sind doch keine ernsthaften Produkte. Selbst wenn man ein USB-Netzteil verwendet, dass 1 oder 2 A liefert.

  2. Profilbild von boris

    Kann man damit auch Strom erzeugen, wenn man sie an ne Heizung hält?
    Wenn ja, kannst du bitte mal testen wieviel Watt man erzeugen kann?

  3. Profilbild von Helyx

    der kühlschrank hat ja auch kaum ne kühlleistung. da gehts ne weile bis ne dose kalt ist und das bei ca. 5°C…

  4. Profilbild von Raku

    Vielleicht sind die einfach kleiner :/

  5. Profilbild von Marco

    60 – 70 K (Kelvin).
    Hört sich interessant an!

  6. Profilbild von R0n

    @Helyx : Exakt – wenn du dein Peltier-Element mit 12W und 6A vollknallst geht da eben erheblich mehr :-).

    @Raku : genau, vielleicht sogar nur ein 2×2 oder 3×3 Element.

    @boris : besser sogar noch mit einer Teekerze! Funktioniert richtig gut – getestet!

  7. Profilbild von Christian

    Jetzt nicht für bescheuert halten, aber kann ich mir mit 1-2 von den Dingern nicht ein mini Eisfach bauen? Damit könnte man schnell Eiswürfel machen oder was ich mir noch eher denke, unterwegs Gefriergut gefrohren halten. wäre sicherlich nur eine etwas sonderbare Konstruktion dann 🙂 Aber 12V im Auto ist ja kein Problem.

  8. Profilbild von RL

    Man man … die ziehen keine 70 Watt … P = U * I … 70 = 12 * I … I = 70 / 12 = 5.8 Ampere … wenn etwas gezogen wird dann ist es ein Strom von fast 6 Ampere – bei einer Spannung von 12 Volt ergibt das eine Leistung von 70 Watt die umgesezt wird – der Wirkungsgrad der Peltier-Elemente ist mit etwa 20% recht niedrig – ergibt also eine Heiz-/Kühlleistung von ~ 15 Watt 😉

  9. Profilbild von Raku

    Mal gleich Wikipedia fragen, wie so ein Peltier-Element funktioniert 😉

  10. Profilbild von ...

    Man kann damit auch Strom erzeugen. Allerdings muss man dafür die gleichen Bedingungen erfüllen. Je größer der Temperaturunterschied auf den beiden Seiten, desso größer die Stromgewinnung.

    Ich finde meist lässt sich eine bessere Lösung finden als ein Peltier-Element. Sinnvolle Anwendungen habe ich dafür noch nie gefunden. Es ist aber ein sehr interessantes Spielzeug.

    Sie werden im übrigen in den günstigen Aktiv-Kühltruhen verbaut.
    Euer Auto sollte aber die Verbindung automatisch trennen sobald der Motor abgestellt wird. Diese Kühltruhen saugen die Batterie innerhalb von wenigen Stunden leer.

  11. Profilbild von mw

    Prinzipiell eine prima Technik, hat mich schon als Kind (der gute alte Völkner electronic oder conrad! ) immer fasziniert. Getränkedosenhalter (heiß/kalt) im Auto, bereits vor 1980, lange bevor die Dinger als Kühlboxen aufkamen…
    Der Haken liegt im immensen Energiebedarf bei relativ schlechtem Wirkungsgrad.

  12. Profilbild von BDB

    Sinnvolle Anwendungen habe ich dafür noch nie gefunden.[/quote]

    Die gab es früher, als Solarzellen und Dieselgeneratoren noch unbezahlbar oder nicht transportabel waren. Damals wurden Thermoelektrische Generatoren (So nannte man sie damals) über den Zylinder einer Petroleumlampe geschoben.
    So hatte man neben dem Licht auch noch Strom.
    Gut, die Leistung langte gerade für ein kleines Transistorradio, aber für einsame Gehöfte ohne Stromanschluss waren die Dinger eine Möglichkeit ohne teure Batterien zumindestens ein bisschen aus dem Rest der Welt mitzubekommen.
    In Russland und den USA waren diese Generatoren auch sehr beliebt bei allen die sich ausserhalb der (sogenannten) Zivilisation bewegten, z.B. bei Trappern, Prospektoren, Holzfällern und ähnlichen.

  13. Profilbild von Frank

    : Man kann damit auch Strom erzeugen. Allerdings muss man dafür die gleichen Bedingungen erfüllen. Je größer der Temperaturunterschied auf den beiden Seiten, desso größer die Stromgewinnung.

    cool, einfach ein Megamudul zwischen Äquator und Nordpol bauen und unsere Energieprobleme sind gelöst

  14. Profilbild von TeHa [Android]
    TeHa [Android]

    Kann man damit Getränke auf die schnelle herunterkühlen? Einfach einen großen Kühlkörper auf die heiße Seite, eine alte Autobatterie rangeklemmt und man hat ein Highlight für die nächste Grillparty 😀

  15. Profilbild von xDrachenx

    Zum Pc kühlen gab es aber mal vor 4-5Jahren interessante Konzepte mit dem Peltierelement

  16. Profilbild von Oli.

    Es gab auch schon Peltiers als PC-Kühlung, aber soweit ich mich erinnere, waren die ziemlich ineffizient und nicht sonderlich wirkungsvoll.

  17. Profilbild von TeHa

    xDrachenx: Zum Pc kühlen gab es aber mal vor 4-5Jahren interessante Konzepte mit dem Peltierelement

    Zu dem Kühler:
    Cooler Master V10: Fazit
    Der V10 ist ein erstklassiger Luftkühler, keine Frage – sofern er denn ins Gehäuse passt. Doch wie die Konkurrenz zeigt, lässt sich ähnliche Kühlleistung auch mit sehr viel weniger Aufwand und vor allem weniger Lärm erreichen. Die Peltier-Technik ist ein interessanter Ansatz, von ihrer Notwendigkeit sind wir aber nicht überzeugt.

  18. Profilbild von TeHa

    Ich hab mir das mit den Getränken mal durchgerechnet. Wenn ich vier 150 W Pelitier-Elemente verwende habe ich 600W, bzw. effektiv ca. 120 W Kühlleistung. Wenn ich ein Glas oder eine Dose Wasser (0,33l) um 10 Grad herunterkühlen will brauche ich bei einem c von 4,19kJ/kg*K , 13.8kJ. Q=P*t => 13,8kJ/120W = 110s => ca. 2 Minuten.
    Finde ich persönlich noch ziemlich viel, vor allem wenn meine Batterie mit sagen wir mal 50Ah bei einem Verbrauch von 600W nach genau einer Stunde wieder leer ist (600W/12V) .
    Falls jemand einen Fehler in meiner Rechnung findet, würde ich mich freuen, denn so ein Getränkekühler per Knopfdruck wäre schon eine super Sache 😀

  19. Profilbild von Alest

    Eine nette Anwendung wurde z.B in dem Kickstarterprojekt „biolitestove“ umgesetzt. Ein Campingkocher der gleichzeitig euer Handy läd…ganz nett das ding

  20. Profilbild von Sebastian

    Für alle die den begriff „Atombatterie“ (oder wie sie normalerweseheßen Radionuklidbatterie) schonmal gehört haben, genau hier werden / wurden diese Teile eingesetzt.
    Kurzfassung: Strahlends Material in ne „Dose“, die Wände mit den Pelzieren augestattet und auf der Außenseite mit nem Kühlkörper versehen und schon hatte man eine recht stabile Strmquelle mit einer Lebensadauer die die Menschheit überdauern könnte.

    Ein andere Nuzung hierzu ist ein Strahlungsmessgerät für z.B.: sichtbarer Laserstrahlung mit Leistungen >=100mW. Auch hier einfach eine Seite mit nem Kühlkörer bestücken und die andere schwärzen (Reflektion). Der fließende Strom kann dann umgerechnet werden.

    Nun noch was zur Ansteuerng der Teile:
    Diese Elemente haben einen höheren Innenwiderstand als man annehmen würde.
    Schließt man so ein Element an eine Stromquelle an dann ziehen diese meist nur um 3A ( 12V / 3A =~ 4Ohm) statt der angedachten ~6A (12V / 6A =~ 2Ohm) ->
    Man muss die Dinger schon zu ihrem „Glück“ zwingen z.B. mit einer Konstantstromquelle.

  21. Profilbild von Thomas

    Könnte ich nicht das Ding ans das Kühlschranklicht anschließen? Dann würde der Kühlschrank bei offener Tür nicht warm werden 😉

    Suche übrigens jemanden der löten kann um aus zwei, eins zu machen. Ihr findet dazu etwas bei der Hundeleine. Vielleicht kann mir wer helfen

  22. Profilbild von Henning

    @Thomas
    Das würde mehr Energie verbrauchen als die kurzzeitig geöffnete Kühlschranktür 😉

  23. Profilbild von Christian

    warum baut keiner eine Klimaanlage damit? 😀
    Ein paar Peltier-Elemente und ein Ventilator. Funktioniert das?

  24. Profilbild von Dozer

    Schaut mal hier zu dem Thema. Echt gute Info.

  25. Profilbild von SWISS-GAMER

    Gesehen und Gekauft xD musste ich einfach haben^^

  26. Profilbild von Menno

    Viel Spaß beim Basteln. Die heiße Seite benötigt eine gute Kühlung, ein passiver Kühlkörper reicht nicht. Zudem muss dieser Kühlkörper thermisch getrennt, also gut von der zu kühlenden Seite/Umgebung isoliert werden. Diese Elemente sind wahre Stromfresser 😉

  27. Profilbild von Qu4dr0x

    Für die Bastler unter euch.

    Ihr könnt auch versuchen das Peltierelement unterm Auto an das Abgasrohr zuhängen und auf der anderen Seite ein Kühlrippe. Durch die Zugluft unterm Auto kühlt die Kühlrippe die eine Seite und durch die Wärme der Abgase/Abgasrohr habt Ihr die Temperaturdifferenz und könnt so Strom produzieren 😉

  28. Profilbild von Boozo

    „Die Teile machen einfach sau Spaß!“ Echt? Warum? Ich sehe nichts spaßiges an dem Ding, vielleicht habe ich eine andere Definition von Spaß oder ich kann mit dem Ding nicht so viel anfangen weil ich kein Bastler bin. Vielleicht kann mir ja mal jemand einen Tip geben. Ich habe ein Notebook das den ganzen Tag benutzt wird und nach einiger Zeit dementsprechend heiß wird. Deshalb habe ich ein Cooling-Pad mit 3 Lüftern unter dem Notebook, dass Problem ist nur das so ein Cooling-Pad unheimlich viel Lärm macht – ein Peltierelement würde sich dafür also vielleicht anbieten – nur, wir kann ich so was realisieren, also ein 1-3 Peltierelemente und das Notebook ist gekühlt und leise. Gibt es so was oder wie kann man so ein Konstruktion bauen?

    • Profilbild von mw

      3 Peltier-Elemente a 70W zum Kühlen eines Notebook PC? Da reicht ja selbst ein PC-Netzteil nicht aus, um die Elemente zu versorgen…
      Holst Du auch morgens mit dem Auto die Brötchen beim Bäcker um die Ecke 😎 ?

      So toll diese Technik auch ist, sie scheitert stets am immensen Strombedarf und dem schlechten Wirkungsgrad sowie der Wärmeableitung auf kleinem Raum.

      Im Auto als kleiner Kühler im Dosenhalter mag so etwas funktionieren (während der Fahrt, Batterie!)

  29. Profilbild von jibli [Android]
    jibli [Android]

    Eher ungeeignet um Lüfter zu ersetzen, weil du die heiße Seite des peltier Elements kühlen musst(ggf. Mit Lüftern). Sonst passiert es dir dass du dein Laptop heizt statt kühlst.

51 Kommentare

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