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Thermoelektrik-Kühlgeräte / Peltier-Kühlgeräte basieren auf der Peltiertechnologie die auf die Erfindung des gleichnamigen Physikers Jean Charles Peltier zurückgeht, der 1834 den sogenannten thermoelektrischen Effekt endeckte. Deswegen werden Thermoelektrik-Kühlgeräte auch Peltier-Kühlgeräte genannt. Peltier fand heraus, dass bei Gleichstromzuführung an der Kontaktstelle von 2 unterschiedlichen miteinander verbundenen Metallen eine Temperaturveränderung gegenüber der Umgebungsluft festzustellen war. Der Thermoelektrische Effekt blieb lange Zeit für technische Anwendungen unbedeutend, da für den Aufbau hierfür die geeigneten Materialen fehlten. Mit der Entwicklung der modernen Halbleitertechnik änderte sich dies. Die Eigenschaftsmerkmale brauchbarer Materialien sind eine hohe elektrische Leitfähigkeit kombiniert mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit.
Ein Thermoelektrisches Element, auch Peltierelement genannt, besteht aus 2 Halbleiterschenkel. Einer davon ist positiv (p) leitend, der andere negativ (n) leitend. Eine Kontaktbrücke an der Stirnseite verbindet die Halbleiterschenkel miteinander. Die Anschlussstücke befinden sich am Boden der Halbleiterschenkel. Lässt man nun Gleichstrom durch das Peltierelement fließen, sorgt dieser dafür, das die Wärme der einen Verbindungsstelle (Kontaktbrücke = kalte Seite) zur anderen (Anschlussstücke = warme Seite) transportiert wird. Ein Wärmeaustausch findet statt (siehe auch ergänzend nachfolgende Abbildung).
Das Peltierelement ist somit eine Wärmepumpe. Es kann sowohl zum Kühlen verwendet werden, sowie durch Stromumkehrung zum Heizen bzw. Entfeuchten.
Um bei Thermoelektrik-Kühlgeräte / Peltier-Kühlgeräte brauchbare Kühlleistungen zu erhalten werden mehrere Peltierelemente zu einem Kühlblock zusammengefügt. Dabei sind die Peltierelemente elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltet. Bei Thermoelektrik-Kühlgeräte / Peltierkühlgeräte wird der Peltier-Kühlblock wie in einem Sandwich zwischen 2 hauchdünnen Keramikplatten platziert, die zugleich als mechanische Halterungen und zur Elektroisolierung dienen. Desweiteren sind Profilkühlkörper in Verbindung mit Axialventilatoren auf beiden Seiten angeordnet. Diese Kombination sorgt dafür, dass die Kühlleistung bzw. die Wärme von Thermoelektrik-Kühlgeräte / Peltier-Kühlgeräte an die jeweilige Umgebung abgegeben wird. Wird ein Thermoelektrik-Kühlgerät / Peltier-Kühlgerät zur Klimatisierung eines Elektronikgehäuses eingesetzt, so strahlt der Profilkühlkörper die durch den Peltier-Kühlblock erzeugte Kühlleistung in den Gehäuseinnenraum ab. Ein Axialventilator sorgt dafür, dass die kühle Luft des Thermoelektrik-Kühlgerätes / Peltier-Kühlgerätes gleichmässig verteilt wird. Man spricht hier auch vom Innenkreislauf. Im Aussenkreislauf funktioniert das Prinzip gerade umgekehrt, d.h. die erzeugte Wärme der bodenseitigen Kontaktbrücken wird über die Keramikplatten und den Kühlkörper nach aussen abgeführt. Der Axialventilator sorgt dafür, dass die abgegebene Warmluft kontinuierlich vom Kühlkörper des Thermoelektrik-Kühlgerätes / Peltier-Kühlgerätes weggetragen wird.
Als Ergänzung zeigt nachfolgende Abbildung schematisch den Aufbau eines Thermoelektrik-Kühlgerätes / Peltier-Kühlgerätes sowie den Einsatz in einem Elektronikgehäuse.
Klein-Kühlgeräte , Mini-Kühlgeräte , Kompakt-Kühlgeräte für die Schaltschrank-Klimatisierung = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Überall wo es einer Schaltschrank-Klimatisierung auf engstem Raum bedarf, eignen sich besonders Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte. Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte bauen sehr klein und kompakt und können eine Kühlleistung bis 300 W erbringen. Aufgrund der kompakten Bauweise werden Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte auch Klein-Kühlgeräte, Mini-Kühlgeräte oder Kompakt-Kühlgeräte genannt.
Panel-Kühlgeräte für die Schaltschrank-Klimatisierung = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Für alle Schaltschrank-Klimatisierungs-Anwendungen, bei denen Gewicht eine entscheidende Rolle spielt, können Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte verwendet werden. Durch die Peltier-Technologie (Peltier-Elemente / Thermoelektrik-Elemente) ist die Bauweise gegenüber Kompressor-Kühlgeräte sehr leicht, deswegen eignen sich Peltier-Kühlgeräte äusserst gut zur Schaltschrank-Klimatisierung bei gewichtskritischen Anwendungen wie z. B. Panelgehäuse, Gehäuse an Tragarmsysteme etc. Peltier- Kühlgeräte für die Schaltschrank-Klimatisierung werden hierbei auch Panel-Kühlgeräte genannt.
wartungsfreie Schaltschrank-Kühlgeräte = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Bei Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte wird der Wärmeaustausch über die Peltierelemente vollzogen, d.h. der eigentliche Wärmetauscher ist ein vollkommen geschlossenes System im Gegensatz zu Kompressor-Kühlgeräte, bei denen die Wärmeaustausch-Lamellen für die Gewährleistung der Funktionalität in regelmässigen Abständen gereinigt werden sollten. Dies ist bei Peltier- Kühlgeräte nicht notwendig. Schmutz spielt hierbei keine Rolle. Das einzigste Verschleissteil ist der Innen- oder Aussenventilator (Lebensdauer 70.000 h bei 40 C°). Deswegen werden Peltier-Kühlgeräte auch als wartungsfreie Schaltschrank-Kühlgeräte bezeichnet und finden insbesondere Einsatz wo die Umgebungsbedingungen durch Schmutz etc. gekennzeichnet sind.
vibrationsfreie Schaltschrank-Kühlgeräte = Peltier- Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte verursachen keine Vibrationen wie es z.B. bei Kompressor-Kühlgeräte der Fall ist. Deshalb sind Sie sehr gut geeignet für Anwendungen, bei denen beispielsweise die Übertragung von Vibrationen auf den Schaltschrank / Mechanik die Funktion der Maschine / Anlage entscheidend beeinträchtigen würde. Ein Beispiel hierfür sind z.B. Maschinen / Anlagen für die Laserbearbeitung. Deswegen werden Peltier-Kühlgeräte auch als vibrationsfreie Schaltschrank-Kühlgeräte bezeichnet.
Geräuscharme Schaltschrank-Kühlgeräte = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte eignen sich sehr gut bei lärmkritischen Anwendungen, da kein Kompressor bei der Peltier-Technologie verwendet wird. Lärmkritische Anwendungen sind beispielsweise: Schaltschrankaufstellung nahe Arbeitsplatz, Gehäuse in Labors oder überall wo es durch Lärm des Kompressors zu gesundheitlichen Beeinträchtungen bei Menschen kommen kann. Peltier-Kühlgeräte werden daher auch geräuscharme Schaltschrank-Kühlgeräte genannt.
Schaltschrank-Kühlgeräte zum kühlen und heizen = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte für die Schaltschrank Klimatisierung können sowohl zum Kühlen wie auch zum Heizen eingesetzt werden. Das Prinzip “2 in 1″ ist ganz einfach durch Stromrichtungsumkehr zu realisieren.
Outdoor-Kühlgeräte = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte von MBI eignen sich sehr gut zur Schaltschrank Klimatisierung im Outdoorbereich. Hierfür sprechen folgende Gründe: die Peltier-Kühlgeräte bestehen aus UV-beständigem Material, können bis 70 C° Umgebungstemperatur eingesetzt werden und haben eine hohe Standard-Schutzart IP55 (optional IP 65). Somit werden Peltier-Kühlgeräte auch Outdoor Kühlgeräte genannt.
IP55-Kühlgeräte für die Schaltschrank Klimatisierung = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte von MBI haben eine hohe Standard-Schutzart IP55 – und das ganze filterlos. Dies wird standardmässig realisiert durch einen speziellen Kompakt-Axiallüfter mit erhöhter Schutzart im Aussenkreislauf sowie weiteren speziellen Vorkehrungen. Somit kann man mit Peltier-Kühlgeräte von MBI ganz leicht das leidige Thema der geforderten erhöhten Schutzart des Schaltschrankes bei spezifischen Anwendungen sehr gut lösen. Peltier Kühlgeräte in hoher Schutzart werden deshalb in der fachlichen Umgangssprache auch einfach IP55-Kühlgeräte genannt.
Schaltschrank-Kühlgeräte für hohe Temperaturen bis 70 °C = Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte
Peltier-Kühlgeräte / Thermoelektrik-Kühlgeräte von MBI sind gekennzeichnet durch einen grossen Arbeitstemperaturbereich von -20 bis +70 C°. Deshalb eignen sie sich neben Standardanwendungen insbesondere für temperaturkritische Anwendungen bis +70°C.
Für den Einsatz von Thermoelektrik-Kühlgeräte / Peltier-Kühlgeräte gegenüber herkömmlichen Klimatisierungslösungen sprechen viele Vorteile. Diese Erfolgsfaktoren werden im Folgenden kurz dargestellt:
Anwendungen für den Einsatz dieser Technologie in der Praxis sind wie folgt:
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