Standard-Peltierelemente
Mit weit über 100 Stück bieten die Standard-Peltierelemente die umfangreichste Auswahl an Abmessungen und Kühlleistungen. Damit sind diese Elemente für die meisten Anwendungen die ideale Wahl für effektives Kühlen.
- Vergleichsweise hohe Pumpleistungen
- ΔT bis 75 K
- max. +80°C Warmseitentemperatur
- Optional mit Silikon – oder Epoxy-Versiegelung
- Optional mit metallisierter Oberfläche
Mit weit über 100 Stück bieten die Standard-Peltierelemente die umfangreichste Auswahl an Abmessungen und Kühlleistungen. Damit sind diese Elemente für die meisten Anwendungen die ideale Wahl für effektives Kühlen.
- Vergleichsweise hohe Pumpleistungen
- ΔT bis 75 K
- max. +80°C Warmseitentemperatur
- Optional mit Silikon – oder Epoxy-Versiegelung
- Optional mit metallisierter Oberfläche
Funktionsweise des Peltereffekts
Der Peltiereffekt ist ein thermoelektrisches Phänomen, bei dem durch Anlegen eines elektrischen Stroms an Halbleitermodule ein Temperaturunterscheid entsteht. Dabei wird eine Seite gekühlt, während die andere Wärme abgibt.
Ein typisches Peltier-Element besteht aus einer Anordnung von p- und n-dotierten Halbleitern, die in einer Matrix aus Keramik-Substratplatten eingebettet sind. Diese Halbleiter sind elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltet. Wird eine Gleichspannung angelegt, fließt ein elektrischer Strom durch die Halbleiter und transportiert Wärme von der einen Seite des Moduls zur anderen. Dadurch wird eine Seite des Moduls gekühlt, während die gegenüberliegende Seite sich erwärmt.
Um die Effizienz zu steigern, wird die warme Seite oft mit einem Kühlkörper oder Lüfter versehen. Dadurch lässt sich die kalte Seite auf Temperaturen deutlich unter der Umgebungstemperatur kühlen.
Aufbau und Funktionsweise eines Peltierelements
Der Aufbau eines Peltier-Elements ist speziell darauf ausgelegt, eine effiziente Wärmeübertragung zu gewährleisten und mechanische Belastungen durch thermische Ausdehnung zu minimieren. Die Halbleiterwürfel aus p- und n-dotiertem Material sind über Kupferleiter miteinander verbunden, welche den elektrischen Strom leiten.
Diese Kupferleiter sind ihrerseits an Keramik-Substratplatten befestigt, die als thermische und elektrische Isolatoren fungieren. Um die mechanische Stabilität und Flexibilität des Moduls zu erhöhen, werden die kalten Keramik-Substratplatten mit einer flexiblen Klebeschicht auf den Kupferleitern fixiert.
Diese Konstruktion hilft, die durch thermische Ausdehnung entstehenden mechanischen Spannungen innerhalb des Moduls zu reduzieren, wodurch die Lebensdauer und Effizienz des thermoelektrischen Kühlers verbessert werden.
Vorteile der Peltierkühlung
- Präzise Temperaturkontrolle: Ideal für empfindliche Anwendung
- Kompakte Bauweise: Keine beweglichen Teile, daher vibrationsfrei und wartungsarm
- Umweltfreundlich: Kein Einsatz von Kältemitteln erforderlich.
Herausforderungen und Grenzen
Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Einschränkungen:
- Begrenzte Effizienz: Der Wirkungsgrad ist im Vergleich zu herkömmlichen Kompressionskälteanlagen geringer
- Wärmeabfuhr erforderlich: Ohne effektive Wärmeableitung überhitzt das System schnell
Anwendungsbereiche
Peltierkühlmodule finden Einsatz in:
- Elektronikkühlung (z.B. CPUs, Laserdioden)
- Medizintechnik (z.B. Blutprobenkühlung)
- Optoelektronik und Laborgeräten