Peltier-Kühlgeräte zeichnen sich durch hohe Kälteleistungszahlen und eine kompakte und leichte Bauform aus. Jetzt haben Ingenieure eines hessischen Unternehmens ihre Peltier-Geräte weiter verbessert - wir sagen Ihnen, was sie können.

Das Wirkprinzip von Peltier-Elementen wurde durch den französischen Physiker gleichen Namens bereits in den 1830er Jahren untersucht. Verbindet man zwei elektrisch leitfähige, unterschiedliche Materialien an beiden Enden und legt eine Gleichspannung an, so wird die eine Seite wärmer und die andere kälter. Der Wärmetransport ist dabei von der Stromrichtung im Element abhängig. Nennenswerte Temperaturdifferenzen ließen sich jedoch erst mit den seit den 1960er Jahren in größeren Mengen verfügbaren p- und n-dotierten Halbleitern erzielen. Dennoch waren die damit realisierten Kühlgeräte massig, schwer, teuer und - vor allem anderen - ineffizient in der Umsetzung von elektrischer Primärenergie in Kühlleistung. Rittal sieht mit der Entwicklung der Rittal Thermoelectric Cooler (RTC) für die Kühlung von Bedien- und Kleingehäusen diese Nachteile beseitigt. Die Klimageräte sind kompakt, leicht und verfügen über eine Nutzkühlleistung von 100 W (Betriebsspannung 24 V DC oder 100-240 V, 50/60 Hz). Ihr größter Vorzug ist jedoch die hohe Kälteleistungszahl von bis zu 1,2 (L35 L35), welche einen wirtschaftlichen Umgang mit der eingesetzten elektrischen Energie garantiert. Im direkten Vergleich mit herkömmlichen Peltier-Kühlanlagen bedeutet dies bei gleicher Kühlleistung eine Energieersparnis von mehr als 60 %. Die RTC stellen dadurch eine effiziente Art der Elektronikkühlung für Bedien- und Kleingehäuse dar. Für eine noch einfachere Anpassung an unterschiedliche Einsatzbedingungen hat der Hersteller die RTC um zusätzliche Features erweitert.

Automatisch von Kühl- auf Heizbetrieb

So können die Thermoelectric Cooler Kühl- und Heizfunktionen durch ein und dasselbe Klimagerät übernehmen. Diese Multifunktionalität ist etwa dann von Vorteil, wenn die Elektronik stark wechselnden Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist. Damit lassen sich schädliche Taupunktunterschreitungen vermeiden. Denn in manchen Außenanwendungen und Innenbereichen stellt die Kondenswasserbildung eine Gefahr für jede Steuerung dar. Die Umschaltung zwischen Heiz- und Kühlbetrieb erfolgt dabei automatisch. Werkseitig sind die für die meisten Applikation optimalen Werte bereits voreingestellt: Kühlfunktionssollwert 35 °C und Heizfunktionssollwert 5 °C. Sie lassen sich jedoch in weiten Grenzen anpassen.

Sowohl der Kühl- als auch Heizbetrieb lässt sich gleitend zwischen Null- und Volllastbedarf regeln. Stoßartige Ein- und Ausschaltvorgänge, die das elektrischen Netz und die Bauteile stressen, wie etwa bei Kompressor-Kühlgeräten, entfallen. Das Gerät ermittelt am Warmlufteintritt des Innenkreislaufs permanent die Lufttemperatur. Über- oder unterschreitet diese den eingestellten Sollwert, so startet der Kühl- oder Heizbetrieb. Die drehzahlgeregelten und redundant ausgeführten Lüfter des Außenkreislaufs können temporär auch komplett ausgeschaltet sein. Lediglich der Lüfter des Innenkreislaufs arbeitet weiter, um sicher zu stellen, dass am RTC die exakte Gehäuseinnentemperatur der Applikation, als entscheidender Regelungsparameter, erfasst wird. Für höchsten Wirkungsgrad arbeiten alle Lüftermotoren mit elektronischer Kommutierung.

Parametrierung und Auswertung

Die Kühlgeräte besitzen einen internen Speicher, in dem sich alle relevanten Betriebsdaten ablegen lassen. Die Auswertung erfolgt über eine mitgelieferte Software. Mit dieser kann auch die Parametrierung der Geräte - für von den Werkseinstellungen abweichende Sollwerte für Kühlung und Heizung sowie für den Master-Slave-Betrieb - vorgenommen werden. Per USB-Schnittstelle lässt sich der RTC dazu mit einem Laptop verbinden.(gro)