Peltier-Element  (337 Angebote unter 30.846.649 Artikeln)Zum Expertenwissen

Mit dem Peltier-Element Wärme oder Kälte nur mit Elektrizität erzeugen

Das Peltier-Element sieht flach und quadratisch aus, wobei an den Ecken einer Seite Drähte abgehen. Die Kantenlänge liegt meist zwischen 20 und 90 Millimeter. Das Peltier-Element gehört als Regulierungsmöglichkeit für Temperaturunterschiede in die Regeltechnik. Der Vorteil ist, dass die Elemente klein und leicht sind sowie kein Kühlmittel benötigen.

Kurz zur Funktionsweise

Die flachen Quader bestehen aus zwei verschiedenen Halbleitermetallen und sind über Metallbrücken verbunden. Je nach Stromrichtung wird dann entweder die Oberseite warm und die Unterseite kühl oder umgekehrt. Je mehr Stromstärke vorhanden ist, desto mehr Heiz- bzw. Kühlleistung entsteht. Nach außen sind die Platten meist mit einer Keramikschicht isoliert. Kühlt man die warme Seite mit einem Ventilator hat dies zur Folge, dass auch die kühle Seite weiter abkühlt. Die Temperaturunterschiede zwischen beiden Seiten können so schnell bis zu 70 Kelvin (entspricht 203, 15 Grad Celsius) betragen.

Die richtigen Auswahlkriterien

Die Peltier-Elemente unterscheiden sich neben der Größe des quadratischen Plättchens in der Anschlussspannung, angegeben in Volt,  der Wärmeleistung, angegeben in Watt, und der Stromstäre, welche in Ampere ausgewiesen wird.

Einsatzbereiche

Im Prinzip ist es so, dass man mit Peltier-Elementen nur einen niedrigen Wirkungsgrad erreichen kann (etwa ein Zehntel des Carnot-Wirkungsgrades), der bei verhältnismäßig hoher elektrischen Leistungsaufnahme nur zu einer relativ geringen Kühl- oder Heizleistung führt. Daher bieten sich für die Nutzung von Peltier-Elementen nur solche Bereiche an, wo Kühlung nur mit geringer Temperaturdifferenz oder aber ohne Anforderung an die Effizienz geschehen kann. Zwei praktische Einsatzbereiche sind

• die Beleuchtungs-Chips in digitalen Kameras zu kühlen um Störfaktoren wie das Bildrauschen zu vermeiden oder
• die mehrstufige Elementenschaltung zur Kühlung von Strahlungsempfängern in Infrarotsensoren.

Ferner werden die Peltier-Element auch für den Einbau in Wärme-/Kältegeräte oder von Mini-Kühlboxen verwendet, wo eine Kältemaschine mit hohen Platzverbrauch keinen Sinn macht.