TEC Regelung

[pulslaser]

was rechnet ihr da durch die gegend?

beispiel:

aufgenommene elektrische leistung: 100W
kühlleistung: 20W
abgegebene wärme: 120W

man muss also 120W abführen um 20W wärme vom zu kühlenden objekt wegzuschaufeln.

Das ist richtig. Meine Kernaussage ist folgende:

Beispiel: Melcor Modul bei Vollast mit 33Watt

Eingangsleistung 60 Watt - Kühlleistung 33Watt - abzuführende Wärme = 93 Watt

Selbes Modul bei 80% der Vollast:

Eingangsleistung 35Watt - Kühlleistung 32Watt - abzuführende Wärme = 67 Watt

Das ergibt eine Differenz von 93 - 67 Watt von 26 Watt die weniger als Verlustleistung entstehen.

Gruß Puls

[franklin]

die rechnung stimmt ja..aber ich kann mir kein peltier element mit einem wirkungsgrad von 91% vorstellen.
wenn man sich die berechnungsformel für den wirkungsgrad anguckt
http://www.efindon.de/efindon/pdf/pelti ... ufsatz.pdf

merkt man, dass 91% völlig utopisch sind. allein schon der bahnwiderstand der halbleiterbauelemente erzeugen schon soviel wärme, dass die 91% nicht passen können.

[pulslaser]

die rechnung stimmt ja..aber ich kann mir kein peltier element mit einem wirkungsgrad von 91% vorstellen.
wenn man sich die berechnungsformel für den wirkungsgrad anguckt
http://www.efindon.de/efindon/pdf/pelti ... ufsatz.pdf

merkt man, dass 91% völlig utopisch sind. allein schon der bahnwiderstand der halbleiterbauelemente erzeugen schon soviel wärme, dass die 91% nicht passen können.

Diese Werte habe ich einem Datenblatt von einem 33 Watt Melcor Element entnommen und beziehen sich auf eine Temperaturdifferenz von 0°C. Ausserdem wollte ich auf das prinzipielle Problem hinweisen was mir auch in den Berechnungsformeln DEINES Links bestätigt wird nämlich der beste Wirkungsgrad von Peltiermodulen liegt bei Betrieb um 70% der maximalen Betriebsparametern. Nichts anderes wollte ich euch mitteilen.

Klar muß man beim Aufbau von so einem Kühlsystem rechnen und es kommt mit Sicherheit ein anderer Wirkungsgrad heraus weil man ja eine Temperaturdifferenz erzeugen will. Wenn schon Dimensionierung dann aber max. 20 bis 30% unter Vollast bleiben. Wer das beachtet kann seinen Kühlkörper halb so groß machen und hat trotzdem dieselbe Temperaturdifferenz und Kühlleistung wie einer der ein kleineres Modul bei 100% Vollast betreibt.

[franklin]

naaaja..temperaturdifferenz 0°C? so kann mans auch hinbiegen!

dann habe ich mir eben aus nem stück kupfer nen supraleiter gebaut! bei nem potentialunterschied von 0V hat der null Verlust über die gesamte Länge im kleinsignalbetrieb!

[pulslaser]

naaaja..temperaturdifferenz 0°C? so kann mans auch hinbiegen!

dann habe ich mir eben aus nem stück kupfer nen supraleiter gebaut! bei nem potentialunterschied von 0V hat der null Verlust über die gesamte Länge im kleinsignalbetrieb!

Wenn du mir nicht glaubst guck dir die Datenblätter selbst an oder besser, lies dir die Seite mit den Formeln mal durch die du empfohlen hast. Da steht auf Seite 11 letzter Absatz das wortwörtlich mit dem Wirkungsgrad drin. Ansonsten no more comment....

[franklin]

ich bestreite das doch gar nicht. aber was nützt mir ein peltier mit dT=0...dann kann ichs gleich weglassen. im anwendungsfall ist der wirkungsgrad interessant. und der liegt da auf jeden fall gleich..ob ichs jetzt gepulst betreibe (integriert über die zeit) oder konstant..völlig wumpe.

[pulslaser]

ich bestreite das doch gar nicht. aber was nützt mir ein peltier mit dT=0...dann kann ichs gleich weglassen. im anwendungsfall ist der wirkungsgrad interessant. und der liegt da auf jeden fall gleich..ob ichs jetzt gepulst betreibe (integriert über die zeit) oder konstant..völlig wumpe.

Letzte Antwort meiner Seite, Peltier Module gepulst mit Wechselspannungsanteil in der Gleichspannung zu betreiben ist nur ratsam wenn der AC- Anteil unter 10% liegt. Der Wirkungsgrad ist nicht immer gleich sondern Betriebspunktabhängig. Wenn der immer gleich wäre dann bekäme man wohl keine umgedrehte Rarabel wenn man den Wirkungsgrad über der Leistungsaufnahme darstellt. Die Kennlinien mit dT=0° sind erforderlich um die maximale Kühlleistung bei unterschiedlichen Betriebsströmen zu messen und Charakterisieren ein TEC. Aus diesen Kennlinien kann man aber auch (falls man in der Lage dazu ist) Betriebsparameter für den eigenen Anwendungsfall ermitteln.

[franklin]

schön, dass wir da jetzt einig geworden sind mit "wirkungsgrad immer gleich" (da habe ich mich ungeschickt ausgedrückt) meinte ich, dass es egal für den wirkungsgrad ist, ob ich die wärmetransportleistung von z.b 10W durch pulse erbringe oder durch einen konstanten strom.
dass der wirkungsgrad mit steigender aufgebrachten leistung sinkt, ist mir ja auch klar.
aber wie gesagt..die aussage alleinstehend im raum, dass ein peltier 91% wirkungsgrad bei dT=0°C hat, ist leider nicht direkt praxisbezogen.
und wenns jetzt darum geht, ob ich, um ne 2W pumpdiode zu kühlen, am ende 48 oder 50w wärme wegschaufeln muss, ist mir die kennlinie bei dT nicht ganz so wichtig.

[pulslaser]

schön, dass wir da jetzt einig geworden sind dass der wirkungsgrad mit steigender aufgebrachten leistung sinkt, ist mir ja auch klar.

und wenns jetzt darum geht, ob ich, um ne 2W pumpdiode zu kühlen, am ende 48 oder 50w wärme wegschaufeln muss, ist mir die kennlinie bei dT nicht ganz so wichtig.

Na also, geht doch. Und wenn du jetzt für deine 2W pumpdiode ein 4W Peltiermodul nimmst dann musst du nur noch 10W anstatt 48W wärme wegschaufeln....

[franklin]

Macht es überhaupt Sinn, eine z.B. PID Regelung für eine TEC zu verwenden? Schliesslich ist der Flaschenhals im System ja die Wärmekapazität, nicht das Ansprechverhalten von Analogstufen.
Wenn ich den Istwert AD wandle und das ganze mittels µC verarbeite und über einen DA wieder ausgebe, habe ich ja viel programmiertechnischen Spielraum für irgendwelches Regelverhalten..und der µC muss auch nicht ganz so schnell sein. Die Frage ist ja nur, wie man die Leistungsstufe aufbaut. Wenns irgendwie PID-regeln soll, wäre es vorteilhaft, eine Analogstufe zu verwenden, sonst gehts ja nicht. Aber das liesse sich ja zwecks Wirkungsgrad der Leistungsstufe über PWM erzielen. Da gibts ja schöne PWM Wandler ICs, die dazu hervorragend geeignet sind.

Gruß,

Frank

[pulslaser]

Hi Frank, ein simpler P-Regler reicht vollkommen aus.
Man kann auch einen Software PID- Regler programmieren, muß nicht zwingend analog aufgebaut sein. Mit µC hat man den Vorteil, man kann Rampen programmieren um mechanische Spannungen durch zu hohe Temperaturgradienten während den Kühl/Heizphasen zu vermeiden.
Deine weiteren Fragen habe ich am Ende von Seite 1 dieses Threads schon mal beantwortet.

Gruß Puls