Peltier-Elemente

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Peltier-Elemente 2018-09-13T12:07:27+00:00

Peltier-Elemente sind elektrothermische Wandler, welche bei Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz erzeugen. Die Stromrichtung gibt hier vor, ob eine Kühlung oder Erwärmung eintritt. Bei einfachen Elementen kann der Temperaturunterschied bis zu 73 Kelvin betragen, bei mehrstufigen bis zu 114 Kelvin. Ihr Einsatzgebiet ist sehr breitgefächert und reicht von der Kühlung von Akkumulatoren während des Ladevorganges über Labordiagnostik bis hin zur Polymerase-Kettenreaktion in Thermocyclern. Zusammengefasst: Überall dort, wo größtmögliche Präzision bei der Temperaturregelung auf kleinstem Raum notwendig ist.

Zwar lässt sich durch den Peltier-Effekt auch Wärme erzeugen, er wird aber größtenteils dafür eingesetzt, Wärme sicher und auf einfache Art und Weise abzutransportieren. Peltier-Elemente lassen sich in einer Vielzahl an Anwendungsgebieten einsetzen, sogar unabhängig von Erdanziehung und bei Schwerelosigkeit. Sie arbeiten dabei völlig geräusch- und vibrationslos. Durch kleinste Baugrößen wird maximale Flexibilität erreicht. Zudem ermöglichen thermoelektrische Generatoren die Erzeugung von elektrischer Energie direkt aus Wärme.

Unsere Peltier-Elemente werden ständig weiter entwickelt und an die Bedürfnisse unserer Kunden angepasst. Die Fertigung unterliegt nicht nur dem hohen technologischen Standard der Quick-Ohm-Produkte, sondern ist auch ISO 9001:2000 zertifiziert. Jeder Fertigungsschritt wird kontinuierlich kontrolliert und mit einer Qualitätsprüfung abgeschlossen. Hier werden Ultraschall- und Temperaturprüfungen für alle Parameter durchlaufen und die elektrischen Eigenschaften geprüft. Im Fertigungsvorgang werden die besten Rohmaterialien verwendet, welche von ausgewählten Lieferanten weltweit zu erhalten sind. Dies gilt auch für Keramiksubstrate und Zubehörteile.

Mit einer großen Auswahl und der Möglichkeit, ganz nach Kundenwunsch zu arbeiten, finden wir für Ihr Projekt die geeignetste Lösung. Abgestimmt auf maximale Kühlleistung oder maximale Energieeffizienz werden alle notwendigen Parameter kalkuliert, um so das passende Peltier-Element für Sie zu finden.
Dieses kann, je nach Anwendungsgebiet, speziell für zyklischen Betrieb ausgelegt, gegen Korrosion und Feuchtigkeit geschützt oder für hohe Temperaturen (bis zu 200 Grad Celsius) geeignet sein.

Montagematerial / TIM

Aufgrund der verhältnismäßig leicht zerbrechlichen Halbleiter-Elemente und Keramikplättchen ist beim Einbau des Peltier-Elements Vorsicht geboten. Richtiges Montagematerial vorausgesetzt, kann die Montage beginnen. Wärmeleitmedien, welche zwischen Kühlkörper und Montagestelle angebracht werden, helfen, Unebenheiten auszugleichen und gewähren bestmöglichen Kontakt beider Oberflächen, indem sie eingeschlossene Luft verdrängen. Des Weiteren kompensiert Wärmeleitmaterial die thermische Ausdehnung unterschiedlicher Materialien. Die am weitesten verbreitete Einbaumethode ist die Einklemmung des Peltier-Elements zwischen Kühlkörper und Kühlfläche. Diese Verbindung wird durch Klemmschrauben fixiert. Hier ist es außerordentlich wichtig, dass, unabhängig von der Anzahl der Klemmschrauben, die erforderliche Klemmkraft eingehalten wird. Sie beträgt zwischen 150 und 200N/cm². Dieser Wert hat nicht nur den sicheren Halt zur Folge sondern minimiert gleichzeitig den thermischen Widerstand der Wärmeleitpaste und ist für den optimalen Betrieb unentbehrlich.

Druck

Das Siebdruckverfahren ermöglicht uns, ein Phase-Change-Material (PCM) direkt auf das Peltier-Element aufdrucken zu können. Dieses Material besitzt die Eigenschaft, bei Raumtemperatur trocken und formbar zu sein. Erst bei einem Druck von 30N/cm² bei circa 45 Grad Celsius wird die Applikation in eingebautem Zustand aktiv und verändert den Aggregatzustand. Das PCM wird flüssig und passt sich den Bedingungen der jeweiligen Oberflächen ideal an. Dadurch werden Spalten und Hohlräume bestmöglich ausgefüllt. Siebdruck hat des Weiteren den Vorteil, dass der Auftrag durch den Druckprozess reproduzierbar und für die Massenproduktion ausgelegt ist. Der Einsatz von konventioneller Wärmeleitpaste (WLP) wird dadurch redundant.

Heatpipe Kühlkörper

Heatpipes oder Wärmerohre ermöglichen den effizienten Transport von Wärme oder Kälte zum Kühlkörper. Durch sie lassen sich hocheffiziente Kühllösungen realisieren. Diese übertreffen konventionelle, aus extrudierten Aluminiumprofilen hergestellte Kühlelemente in Bauform und Leistungsfähigkeit. Bei Peltier-Anwendungen ist eine effektive Wärmeabfuhr essentiell, da diese auf die Temperaturdifferenz angewiesen sind. Peltier-Elemente können bei einem gewissen Wärmestrom von der kalten zur warmen Seite nur eine bestimmte Differenz erzeugen. Das bedeutet, dass, je wärmer die warme Seite, umso weniger kalt ist die gegenüberliegende Seite.

Gerne wählen und gestalten wir für Sie den passenden Kühlkörper für Ihre Anwendung oder Optimieren Ihr bestehendes System.

Simulation

Für die optimale Auslegung der Thermal-Management-Systeme bedienen wir uns eines CFD-Tools (Computational Fluid Dynamics). Dadurch können wir thermische Systeme mit Hilfe von numerischer Strömungsmechanik simulieren und möglicherweise auftretende Komplikationen bereits im Vorfeld vermeiden. Auf diese Art und Weise lassen sich Kühlsysteme präziser auslegen und auf die nötigen Anforderungen bestmöglich anpassen. Jede Konstruktion kann durch diese Methodik vor Produktionsbeginn in einer simulierten Testumgebung auf Schwachstellen geprüft werden. Dies hat zur Folge, dass die Realisierung eines Prototyps auf ein Minimum reduziert werden kann und sich damit die Entwicklungskosten effizient senken lassen.

Eine Vielzahl von Elementen finden Sie in unserem Online-Shop!

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Gerne nehmen wir Ihnen auch die Entwicklungsarbeit ab oder unterstützen Sie bei der Anwendung.

Wir haben eine große Anzahl von Standardelementen ab Lager lieferbar, besuchen Sie hierfür bitte unseren Online-Shop. Für spezielle Anwendungen sprechen Sie uns direkt an.