Wie berechnet man die Fläche die man mit einem Peltierelement auf eine bestimmte Temperatur abkühlen kann?

Wenn ich eine Außentemperatur von 35 °C habe und ein Peltierelement mit einer maximalen Wärmeleistung von 14,6 W habe und ich nun eine Fläche auf eine Oberflächentemperatur von 26 °C abkühlen möchte, wie groß darf dann diese Fläche bei den gegebenen Leistungsdaten des Peltierelement sein?

PS:
Falls das Peltierelement kleiner ist, als die mögliche Fläche, dann soll die Fläche ein Metallkörper sein, an dem das Peltierelement angebracht ist.

Auch würde mich interessieren, welche Temperatur das Peltierelement auf der gegenüberliegenden Seite erreicht.

Als Peltierelement dachte ich z.b. an so eines:
http://www.voelkner.de/products/262520/QuickCool-HighTech-Peltier-Element-4.2-V-6-A-14.6-W-A-x-B-x-C-x-H-15-x-30-x-x-3.8-mm-QC-35-1.4.html

Falls also noch angaben zum Peltierelement fehlen, können die obigem Link entnommen werden.

Ach noch etwas.

Mir geht's darum eine Oberfläche unter den Taupunkt bei 60 % Luftfeuchtigkeit zu bringen.
Gemäß folgendem Rechner
http://www.architekt-schiller.de/bauphysik/taupunktrechner/
sind das bei 35°C Außentemperatur ca. 26 °C.

hustbaer

Dazu brauchst du ganz offensichtlich den Wärmewiderstand zwischen der Luft und der zu kühlenden Fälche.

volkard

Ich vermute, ganz so einfach ist es nicht. Es folgen alte Gedanken von mir:

Mal angenommen, die heiße Rückseite des Elements klebst Du auf eine wirklich riesengroße Eisenplatte, die vorneweg 50kg wiegt und glatt mit einem Feuerzeug nicht spürbar erhitzt werden kann (oder nimmst einfach einen Prozessorkühler).

Und dann schaltest Du das Element ein, es transportiert 14,6W Kälte zur kalten Seite und mit steigender Temperaturdifferenz kriecht durch das Element selber mehr und mehr Wärme zurück zusätzlich zur Wärme, die das Element selber produziert. Irgendwo wird es ein Gleichgewicht finden, bei mit Glück 72K (laut Datenblatt) unter der heißen Seite, wenn die kalte absolut keinen Luftzug hat. Das wären 35-70=-35 Grad.
Nur bringt das aus zweierlei Gründen nix:
- Ohne Luftzug auch keine Luft, die getrocknet wird.
- Dat Ding vereist schrecklich und das Eis isoliert und der Anteil des Duch-Das-Element-Kriechens der Wärme nimmt rapide zu.

Also die kalte Seite ein ein PVC-Rohr tun und mit so dick wie das Element Styropor zwischen heiß und kalt trennen und im Rohr per Lüfter so viel Zug machen, daß maximal viel Wasser gesammelt wird. Ausprobieren schätze ich. Ich vermute, daß man optimal liegt, wenn man auf die kalte Seite einen mittleren Kühlkörper macht und per Arduino oder Raspi entweder steuert, daß es knapp frostfrei bleibt. Oder daß man immer alterniert, ca 1mm Eis aufbaut, denn Eis fängt Luftwasser supi magnetisch auf, und dann schnell abschmelzen läßt. Oder man sich am besten immer einen guten Brocken wachsen läßt, das Element kurz in Umkehrbetrieb schaltet, worauf sich der Brocken loslöst und mit einem vernehmbaren Rumpeldipumpel in den Trichter überm Wasserkasten purzelt.

Hab mir die Arbeit dann aber nicht gemacht, obwohl alles Material da war. Gute Luftentfeuchter gibts bei Amm... um 100€, denke die Profis machen es viel viel energieeffizienter.

Deine Idee, die Fläche zu maximieren, finde ich faszinierend. Das sähe fein aus und ich kann mir bildlich vorstellen, wie die Platte dauernd Tautropfen drauf hat, die sich gelegentlich sammeln und runtertropfen...
Ist mir ein wenig zu starr, geht nur optimal bei genau einer bestimmten Temperatur.
Und irgendwie habe ich das Gefühl, daß das kleine Element in meinem kleinen Badezimmer in einer Walze die ganze Luft rotieren lassen kann, während ebensolches Element in einem Herrenbadezimmer traurig an der Wand hängt und nur senkrecht denkt statt ganzheitlich.

@hustbear

Als Metall dachte ich da an eine Aluminiumplatte auf der kalten Seite und auf der heißen Seite darf es irgendein Kühlkörper mit Lüfter sein.

Es geht halt darum, dass die Aluminiumplatte so kalt wird, dass das Wasser in der Luft daran kondensiert.
Nach Rechnung also etwa diese 26°C bei 35 °C Außentemperatur.

volkard schrieb:

Nur bringt das aus zweierlei Gründen nix:
- Ohne Luftzug auch keine Luft, die getrocknet wird.

Ja, die feuchte Luft wird in einem Leitungsrohr mit einem Gebläse an dieser Aluplatte entlang getrieben.

- Dat Ding vereist schrecklich und das Eis isoliert und der Anteil des Duch-Das-Element-Kriechens der Wärme nimmt rapide zu.

Vereisen tut es ja nur, wenn die Platte so eiskalt wird, dass das Wasser daran zu Eis wird.
Aber das soll ja nicht passieren, wenn die Platte nur etwa 26 °C kalt sein muss. Dann bleibt das Wasser flüssig und läuft aufgrund der Schwerkraft nach unten wo es dann in ein Sammelbecken fallen soll.

Oder anders gesagt, wenn ich die Metallfläche so groß wähle, dass die Temperatur der Metallplatte nicht unter den Gefrierpunkt fallen kann, dann vereist da gar nichts. So meine Überlegung.

Also die kalte Seite ein ein PVC-Rohr tun und mit so dick wie das Element Styropor zwischen heiß und kalt trennen und im Rohr per Lüfter so viel Zug machen, daß maximal viel Wasser gesammelt wird.

Ja, so habe ich es gedacht.

Ausprobieren schätze ich. Ich vermute, daß man optimal liegt, wenn man auf die kalte Seite einen mittleren Kühlkörper macht und per Arduino oder Raspi entweder steuert, daß es knapp frostfrei bleibt. Oder daß man immer alterniert, ca 1mm Eis aufbaut, denn Eis fängt Luftwasser supi magnetisch auf, und dann schnell abschmelzen läßt.

Ich wollte es nicht ganz vereisen, weil wenn Eis wieder flüssig wird, wird meines Wissens nach Energie frei.
So funktionieren AFAIK die Eisheizungen, habe das Prinzip aber selber noch nicht genau so verstanden wie man mit Eis heizen kann, aber mit der Wärmepumpe soll das gehen. Ist jetzt nur ein ganz anderes Thema, ich schweife ab.

Hab mir die Arbeit dann aber nicht gemacht, obwohl alles Material da war. Gute Luftentfeuchter gibts bei Amm... um 100€, denke die Profis machen es viel viel energieeffizienter.

Effizienter geht es nur mit einem Kompressor und der ist auch teurer.
Im Prinzip ist eine Klimaanlage dafür gut geeignet. Die habe ich auch eingeplant.
Allerdings brauche ich auch hin und wieder Frischluft von Außen, also muss ich warme Luft ansaugen, was ich aber nur hin und wieder machen werde, denn sonst wirds zu teuer wegen der Klimaanlage.
Damit die angesaugte Luft aber nicht völlig verdreckt ist, habe hier ständig ärger mit grillenden Nachbarn, kommt davor ein HEPA Filter + Aktivkohlefilter, dann ist die Luft sauber.

Das Problem ist halt, wenn die Nachbarn alle mit ihren Holzkohlegrills einrauchen, dann sind die Filter sehr schnell zu.
Deswegen bin ich auf die Idee gekommen, die Luft eine selbstgebaute Rauchgasreinung saugen zu lassen.
D.h. dass soll ein Rohr werden, dass von unten die Außenluft ansaugt.
Im Rohr befindet sich dann eine sehr feine Sprinkleranlage, die Wasserdampf fein vernebelt nach unten sprüht und den Dreck dabei aufsammeln soll.
Das ganz fällt in ein Wasserbecken.
In der ist eine Pumpe mit einfachem Filter, die das gesäuberte Wasser wieder nach oben transportiert.

Das eigentliche Problem dabei ist jetzt nur, dass die warme trockene Luft jede Menge Wasser aufnehmen wird. Wenn ich nichts mache, dann kommt dadurch feuchte warme schwüle Luft in meine Wohnung.
Die Klimaanlage dürfte dann zwar die ganze Feuchte wieder rausziehen, aber bei der wird dann auch schnell das Wasserbecken voll und draußen bei der Rauchgasreinigung wird das Wasserbecken sehr schnell leer. Außerdem funktionieren die Aktivkohlefilter bei einer zu großen Luftfeuchtigkeit nicht mehr, die sammeln sich voll Wasser und bilden im Worst Case Fall einen Nährboden für Schimmelkulturen.

Also muss die Luft zwingend noch im Rohr getrocknet werden.
Und da kam ich eben auf die Idee mit dem Peltierelement, dass ja genau diesen Job erledigen würde.

Die Luft wäre somit im Idealfall vorgetrocknet und vorgereinigt und so kommt sie dann durch den HEPA Filter und dann durch die Aktivkohle.
Hinter der Aktivkohle nochmal ein HEPA Filter und dahinter dann der Schnecken- oder Radiallüfter der dann die Luft in den Raum pustet.
Die Klimaanlage muss sie dann nur noch wieder herunterkühlen.
Und damit sie das hinkriegt, wird nur Stoßweise so gelüftet.
Sagen wir mal, alle Stunde mal ein bisschen durchpusten.

Deine Idee, die Fläche zu maximieren, finde ich faszinierend. Das sähe fein aus und ich kann mir bildlich vorstellen, wie die Platte dauernd Tautropfen drauf hat, die sich gelegentlich sammeln und runtertropfen...

Ja, genau so soll das sein.

Ist mir ein wenig zu starr, geht nur optimal bei genau einer bestimmten Temperatur.

Ich würde das ganze mit einem µC ansteuern, da ja auch die Außentemperatur schwankt und ich immer unter den Taupunkt kommen muss.

Genauerbetrachtet soll die kalte Aluplatte eher ein Lamellenartige Struktur haben, wie bei einem Lüfter, so dass die Oberfläche größer wird und auch mehr Wasser der Luft entzogen werden kann.

Der Luftdurchsatz hängt wesentlich von der Kühlleistung des Peltierelements ab.

Ein Problem könnte noch der Lüfter sein, der darf natürlich die Luft nur so schnell anziehen, wie das Peltierelement der Luft das Wasser entziehen kann.

Völlig trocken muss sie nicht unbedingt sein, aber zumindest trocken genug, dass ich nicht oft nachfüllen bzw. bei der Klimaanalge Wasser entleeren muss.

Peltierelement schrieb:

Effizienter geht es nur mit einem Kompressor und der ist auch teurer.

Korrektur, mit einer Wärmepumpe, aber die enthält ja eh einen Kompressor.

volkard

Peltierelement schrieb:

Peltierelement schrieb:

Effizienter geht es nur mit einem Kompressor und der ist auch teurer.

Korrektur, mit einer Wärmepumpe, aber die enthält ja eh einen Kompressor.

Ja, kostet was, aber nicht die Welt.
http://www.amazon.de/TROTEC-Luftentfeuchter-TTK-max-Liter/dp/B00GZIOQBU/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1462241442&sr=8-2&keywords=luftentfeuchter+trotec
99€, taugt was.

http://www.amazon.de/TROTEC-Luftentfeuchter-ungeheizte-Räume-unter/dp/B00JJIKF7M/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1462241756&sr=8-1&keywords=luftentfeuchter+ttr+55e
Adsorptionstrockner, taugt auch was, nicht so effizient.

http://www.amazon.de/amzdeal-Mini-Luftentfeuchter-Raumentfeuchter-250ml/dp/B01ABGJ6NO/ref=sr_1_49?s=kitchen&ie=UTF8&qid=1462241392&sr=1-49-spons&keywords=luftentfeuchter&psc=1
Peltier, gar gar nicht effizient.

volkard schrieb:

Peltierelement schrieb:

Peltierelement schrieb:

Effizienter geht es nur mit einem Kompressor und der ist auch teurer.

Korrektur, mit einer Wärmepumpe, aber die enthält ja eh einen Kompressor.

Ja, kostet was, aber nicht die Welt.
http://www.amazon.de/TROTEC-Luftentfeuchter-TTK-max-Liter/dp/B00GZIOQBU/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1462241442&sr=8-2&keywords=luftentfeuchter+trotec
99€, taugt was.

http://www.amazon.de/TROTEC-Luftentfeuchter-ungeheizte-Räume-unter/dp/B00JJIKF7M/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1462241756&sr=8-1&keywords=luftentfeuchter+ttr+55e
Adsorptionstrockner, taugt auch was, nicht so effizient.

http://www.amazon.de/amzdeal-Mini-Luftentfeuchter-Raumentfeuchter-250ml/dp/B01ABGJ6NO/ref=sr_1_49?s=kitchen&ie=UTF8&qid=1462241392&sr=1-49-spons&keywords=luftentfeuchter&psc=1
Peltier, gar gar nicht effizient.

Klar gibt es Konsumer-Luftentfeuchter, aber die lassen sich nicht in Rohrleitungen integrieren und haben noch nen Haufen teuren Schnickschnack, wie z.b. eigene Filtermatten, die langfristig wie Druckerpatronen dann ins Geld gehen.

Wenn schon etwas professionelles, dann lieber ein industrielles Bauteil, dass man noch in eigene Geräte erst noch integrieren muss. Denn die haben den Vorteil, dass sie auch gut in Rohrleitungssysteme integrierbar sind und nicht mit unnötigem Zeugs geliefert werden, das ich nicht benötige.

Das heißt also, guckt man sich die Ideen von den Consumergeräten ab und schaut sich die Info zum ersten Gerät an, dann ist eigentlich ein Rotationskompressor das was ich benötige und das eben in klein.

Wenn du da etwas findest, dann würde mich das durchaus interessieren.
Ob man das Consumergerät kaufen und entsprechend auseinanderbauen kann, dass müsste man prüfen. Es ist gut möglich, dass das einfach ein durchgehendes Plastikteil ist, das gleichzeitig auch Teil des Gehäuses ist, an dem ein E-Motor dran hängt. Dann ist das natürlich schlecht in ein Selbstbaugerät integrierbar.

Hm, vielleicht doch nicht:
https://de.wikipedia.org/wiki/Adsorptionstrocknung

Bei dieser Art der Trocknung mit Rotationskompressor muss die Luft erwärmt werden. Dann blase ich praktisch heiße Luft in die Wohnung und die Klimaanlage müsste mehr arbeiten.
Also doch nicht das Ware.

volkard

Peltierelement schrieb:

Klar gibt es Konsumer-Luftentfeuchter, aber die lassen sich nicht in Rohrleitungen integrieren

Müßtest eh basteln: Die saudoofe Konsumer-Automatik abklemmen, die nach Stromausfall in den Standby-Modus geht, und selber Lüfter und Pumpe/Heizung schalten, fürchte ich. Imzugedessen kann man auch das Rohr drumherum größer machen.

Peltierelement schrieb:

und haben noch nen Haufen teuren Schnickschnack, wie z.b. eigene Filtermatten, die langfristig wie Druckerpatronen dann ins Geld gehen.

Rauszupfen und vor Gebrauch entsorgen natürlich.

Wollte ja bloß anmerken, daß Du per Peltier richtig unglaublich wenig Wasser abscheiden wirst, ich denke, es wird einfach zu wenig sein.

Naja, "zu wenig" ist ein Dehnungsbegriff. Der µC kann ja Temperatur und Luftfeuchte messen und Dir nur so viel Frischluft gönnen, wie er trocknen kann. Es wird zu wenig sein.

volkard

Peltierelement schrieb:

Hm, vielleicht doch nicht:
https://de.wikipedia.org/wiki/Adsorptionstrocknung

Bei dieser Art der Trocknung mit Rotationskompressor muss die Luft erwärmt werden. Dann blase ich praktisch heiße Luft in die Wohnung und die Klimaanlage müsste mehr arbeiten.
Also doch nicht das Ware.

Aber doch viel effizienter als Peltier-Elemente.
Jene müßten viel mehr laufen, um genau so viel Wasser abzuholen, was am Ende viel mehr Stromverbrauch wäre.

volkard schrieb:

Peltierelement schrieb:

Klar gibt es Konsumer-Luftentfeuchter, aber die lassen sich nicht in Rohrleitungen integrieren

Müßtest eh basteln: Die saudoofe Konsumer-Automatik abklemmen, die nach Stromausfall in den Standby-Modus geht, und selber Lüfter und Pumpe/Heizung schalten, fürchte ich. Imzugedessen kann man auch das Rohr drumherum größer machen.

Peltierelement schrieb:

und haben noch nen Haufen teuren Schnickschnack, wie z.b. eigene Filtermatten, die langfristig wie Druckerpatronen dann ins Geld gehen.

Rauszupfen und vor Gebrauch entsorgen natürlich.

Wollte ja bloß anmerken, daß Du per Peltier richtig unglaublich wenig Wasser abscheiden wirst, ich denke, es wird einfach zu wenig sein.

Naja, "zu wenig" ist ein Dehnungsbegriff. Der µC kann ja Temperatur und Luftfeuchte messen und Dir nur so viel Frischluft gönnen, wie er trocknen kann. Es wird zu wenig sein.

Okay, du könntest Recht haben, der Wirkungsgrad von Peltierelementen ist ja eher bescheiden.

Wahrscheinlich werde ich so ein Consumergerät kaufen und auseinanderbauen müssen, denn hier habe ich jetzt auch mal so einen industriellen Rotationskompressor gefunden, aber der dichtet mit Öl ab. Das geht natürlich gar nicht, denn sonst habe ich hinterher irgendwelche Schmieröldämpfe in meiner Wohnung:
http://www.rmc-service.de/druckluftanlagen/rotationskompressoren/

Jetzt bräuchte ich einen Vergleich zur Wärmeleistung, dann hätte man ne brauchbare Größe mit der man halbwegs zwischen dem Consumergerät Luftentfeuchter und einem Peltierelement vergleichen könnte.

Jetzt ist mir gerade noch eine weitere Idee eingefallen.

Ich könnte die feuchte Luft auch durch Silikagel leiten, das wird die ganze Feuchtigkeit aufsaugen, so dass ich die entfeuchtete Luft in die Wohnung leiten kann.
In einem weiteren Schritt müsste ich das Silikagel dann nur wieder trocknen.
Dies könnte z.B. geschehen, in dem ich die Rohrzuleitung schließe und es erhitze, so dass es die ganze Feuchtigkeit wieder wie in einem Backofen an die Luft abgibt.

Was würdest du davon halten?

hustbaer

Kauf dir einfach ne Klimaanlage.

hustbaer schrieb:

Kauf dir einfach ne Klimaanlage.

Den Thread hast du nicht aufmerksam gelesen.

volkard

Peltierelement schrieb:

Jetzt ist mir gerade noch eine weitere Idee eingefallen.

Ich könnte die feuchte Luft auch durch Silikagel leiten, das wird die ganze Feuchtigkeit aufsaugen, so dass ich die entfeuchtete Luft in die Wohnung leiten kann.
In einem weiteren Schritt müsste ich das Silikagel dann nur wieder trocknen.
Dies könnte z.B. geschehen, in dem ich die Rohrzuleitung schließe und es erhitze, so dass es die ganze Feuchtigkeit wieder wie in einem Backofen an die Luft abgibt.

Was würdest du davon halten?

Oder gar kontinuierlich machen! Silikagel auf einen rotierendes Rad aufbringen und unten durchblasen und die Luft trocknen und oben Heißluft durchblasen und das Silikagel trocknen, die nasse Heißluft schnell an Zimmerkaltem abkühlen und dabei das Wasser abscheiden. Das ist der Adsorptionstrockner von vorhin.

C14

Peltierelement schrieb:

hustbaer schrieb:

Kauf dir einfach ne Klimaanlage.

Den Thread hast du nicht aufmerksam gelesen.

Wieso baust du nicht einen Schlauch vom Wasserbecken der Klimaanlage zum Reservoir deines Sprühneblers und bringst deine zusätzlichen Filter am Ausgang der Klimaanlage an?

C14 schrieb:

Peltierelement schrieb:

hustbaer schrieb:

Kauf dir einfach ne Klimaanlage.

Den Thread hast du nicht aufmerksam gelesen.

Wieso baust du nicht einen Schlauch vom Wasserbecken der Klimaanlage zum Reservoir deines Sprühneblers und bringst deine zusätzlichen Filter am Ausgang der Klimaanlage an?

Das wird schwierig.

Die Klimaanlage soll drinnen stehen, der Sprühnebel draußen im Freien.