Peltier-Effekt / Thermoelektrisches Kühlen
Die Peltier-Technologie basiert auf dem thermoelektrischen Effekt oder auch Peltier-Effekt und ermöglicht das Kühlen sowie Heizen, basierend auf Halbleitern und ohne die Verwendung von Kühlmitteln. Die Herzstücke eines jeden Peltier-Geräts sind die Peltier-Module. Beim Anlegen einer Gleichspannung erzeugen diese einen durch das Modul hindurch gerichteten Wärmestrom, sprich: Am Modul entstehen eine heiße und eine kalte Seite. Wird die auf der einen Seite des Moduls entstehende Wärme in die Umgebung abgegeben, kann die auf der gegenüberliegenden Modulseite entstehende Kälte technisch genutzt werden.
Durch Umpolung und somit Änderung der Stromrichtung wechseln bei einem Peltier-Modul zudem die heiße und die kalte Seite. So ist es möglich, mit demselben Peltier-Gerät zu kühlen, zu heizen oder auch zu temperieren.
Technische Vorteile
Durch das Nichtvorhandensein von Kühlmitteln ergibt sich eine Vielzahl von technischen Vorteilen:
Die Widerstandsfähigkeit gegenüber schwieriger Einsatzbedingungen, wie hohen Umgebungstemperaturen (+70 °C und mehr), Vibrationen, Beschleunigungen oder Lageänderungen, ist höher.
Peltier-Schaltschrankkühler weisen zudem weitergehende Vorteile auf, vor allem, wie anfangs erwähnt, die Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen, mechanische Einflüsse, aber auch gegen stark verschmutzte oder salzhaltige Umgebungsluft.
Anwendungsgebiete
Eine der wichtigsten Anwendungen der Peltier-Technik ist die Schaltschrankkühlung. Hier wird vor allem der Bereich bis zu 300 Watt Kühlleistung abgedeckt. Herkömmliche Klimaanlagen sind dagegen erst ab ca. 200 bis 250 Watt Kühlleistung erhältlich und somit bei kleinen Schränken und Gehäusen oft überdimensioniert und/oder zu groß.
Die Lm-therm Elektrotechnik AG bietet Ihnen ein umfangreiches Portfolio an Standard-Peltier-Schaltschrankkühlern zwischen 30 W und 800 W Leistung, die in der Regel ab Lager verfügbar sind. Zudem ist zahlreiches Zubehör erhältlich, wie z. B. Aufsatzrahmen, Kondensatablauf-Kits, Regler und Thermostate usw.
Peltier-Technik kann aber auch zur Kühlung bzw. genauen Temperierung von Flüssigkeiten eingesetzt werden. Größe, Volumenstrom, Material, Flussrichtung und Anschlüsse des Flüssigkeitskühlers sind dabei ebenso anpassbar, wie Kühlleistung, Versorgungsspannung, Lautstärke etc. des Gesamtsystems. Hieraus ergibt sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten als Prozesskühlung innerhalb von Produktionsmaschinen, in der chemischen oder der Lebensmittelindustrie usw.
individuelle Anpassungen
Durch den relativ einfachen Aufbau von Peltier-Geräten ist es auch möglich, schnell und kostengünstig kundenspezifische Anpassungen oder auch komplett neue Designs und Applikationen umzusetzen. So können beispielsweise Leistung, Betriebspunkt, Geräuschentwicklung, Einbausituation, Sensorik, Betriebsspannung, Luftführung oder auch die Grundabmaße des Kühlgeräts auf dessen Aufgabe hin optimiert werden. Auch besteht zum Beispiel die Möglichkeit, ein Peltier-Kühlgerät so in den Schaltschrank zu integrieren, dass es sich komplett im Inneren befindet. Die Warmseite wird dann durch Öffnungen in der Schaltschrankwand be- und entlüftet. Hierbei ergibt sich auch die Möglichkeit, das System vor Vandalismus geschützt zu gestalten, d.h. das Gerät ist von außen weder zugänglich noch demontierbar.
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz kundenspezifischer Peltier-Systeme ist die Direktkühlung von Lasern oder optischen Sensoren. Da hierbei die Abwärme der zu kühlenden Systeme an eine bestimmte Fläche am Gehäuse abgegeben wird, kommt oft eine Oberflächenkühlung zum Einsatz. Diese arbeitet effizienter als Luft-Luft-Kühlsysteme und kann in Größe, Form, Montagemöglichkeit, Leistung oder Stromversorgung genau an den jeweiligen Sensor oder Laser angepasst werden.
Auch flüssigkeits- oder konvektionsrückgekühlte Systeme sind möglich, z. B. beim Einsatz in Bereichen, bei denen Vibrationsfreiheit gefordert ist, bei Einsatz in Reinräumen oder in bzw. an Maschinen mit starker Zerspanung, beispielsweise in der Holzindustrie.
Aus der Flexibilität der Peltier-Technologie ergeben sich zahlreiche weitere Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten, z. B. bei der hochgenauen Temperierung in der Labor- und Analyse-Technik, in der Luft- und Raumfahrttechnik, in der Lebensmittelindustrie, beim Thermomanagement von Produktionsprozessen, Entfeuchtung elektrischer Anlagen, bis hin zur Klimatisierung von Transportbehältern.
Die Lm-therm Elektronik AG steht Ihnen als Ansprechpartner für alle Fragen und Anwendungen im Bereich des Thermo-Managements zur Verfügung und begleitet Sie bei der Entwicklung und Umsetzung Ihres Projekts als kompetenter Partner. Von der ersten Problem-Analyse, über den Prototypenbau, bis hin zur Serienfertigung: Lm-therm ist Ihr Partner für eine optimale Schaltschrankklimatisierung.
Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen.