Schaltschrank mit Peltier Element kühlen?
Ich plane einen Schaltschrank mit rund 70 Industrie Relais auszutauschen, nachdem beim Bestand nach 3 Umbauten niemand mehr Durchblicke und weil der einfach viel zu voll ist.
Der neue wird ungefähr 1m*70cm. Die Rückseite ist voll mit den erwähnten kleinrelais die jewels etwa 0.7W Spulenleistung haben sowie einem halben Dutzend Induieschütz für die externen Pumpen mit Drehstrommotor en.
Problem ist die Anlage steht in Thailand. Temperaturen von 40°C im Raum sind nicht selten.
Den existierenden Schrank kühle ich mit 2 120mm Lüftern und es reicht, allerdings ist es schon sehr warm und ich frage mich wie lange es gut geht.
Darum will ich den neuen Schrank zusätzlich mit Peltier Elementen kühlen.
Ich denke an 3 Elemente 50x50mm 12V 5A.
Die Elemente bekommen aussen einen riesigen Kühlkörper mit 2 120mm Lüftern und innen auf der kalten Seite einen kleinen 50er Lüfter.
DIE FRAGE: Wieviel Gehäuselüfter soll ich noch einsetzen?
Je mehr Luftdurchsatz desto besser normalerweise, allerdings blasen die ja auch immer mehr von der 40°C warmen Umgebungsluft in den Schaltschrank.
Derzeit plane ich 4 Stück mit 120mm und mittlerem Durchsatz, von denen 2 immer laufen und die anderen 2 zusammen mit den Peltier Elementen bei 40°C anspringen. Ich habe aber keine Idee ob das so gut ist.
3 Antworten
Dass so kleine Peltiers genügend "Kälteleistung" bringen bei so einem starken Luftstrom bezweifle ich. Zudem muss die gekühlte Luft dann auch Richtung zu kühlender Bauteile geleitet werden und sich nicht durch andere Aussenluft verdrängen lassen.
Peltierelemente haben keinen hohen Wirkungsgrad, so dass deren Eingangsleistung von 180W keineswegs auch die Kälteleistung ist. Die Wirksamkeit hängt also auch sehr von der Wärmeleistung der Geräte im Schaltschrank ab.
Update:
In unseren Serverräumen haben wir ausschließlich "richtige" Klimageräte, nur die bringen genügend Kühlleistung um etliche Server ausreichend kühl zu halten. Auch andere, weit größere Rechenzentren, die wir zum Teil auch besucht hatten, machen das nur so. Der Raum, in dem Dein Schaltschrank steht, sollte "richtig" klimatisiert werden, was natürlich Strom kostet. Das aber aus gutem Grund, weil eben genug Kühlleistung vonnöten ist.
Über ein Klimagerät habe ich auch schon nachgedacht.
Allerdings wäre der Aufwand heftig, weil der Raum nicht isoliert ist.
Das ganze Haus ist off grid. Die Wasserversorgung um die es geht befindet sich in der doppelgarage.
Die ist zwar schattig und sauber, aber thermisch nicht isoliert.
Der Solarraum hat eine Klimaanlage, aber der ist voll und da will ich eigentlich mit so viel Wasser auch nicht in die Nähe kommen.
Danke aber für die genaue Antwort, speziell betreffend Wirkungsgrad der Peltiers
In unseren Serverräumen haben wir ausschließlich "richtige" Klimageräte, nur die bringen genügend Kühlleistung um etliche Server ausreichend kühl zu halten. Auch andere, weit größere Rechenzentren, die wir zum Teil auch besucht hatten, machen das nur so. Der Raum, in dem Dein Schaltschrank steht, sollte "richtig" klimatisiert werden, was natürlich Strom kostet. Das aber aus gutem Grund, weil eben genug Kühlleistung vonnöten ist.
70*0,7W = 49W
So ein Peltierelement zieht 100W und hat dann 10W Kühlleistung.
Du musst auch auf kondensierendes Wasser achten. Wenn das Gehäuse aber nicht isoliert ist, dann bringt das nicht viel, da kann mehr Wärme über das Blechgehäuse eindringen als du je nach außen führen kannst.
Innen wird es dann eben 60°C warm, aber ein Relais kann damit eigentlich gut umgehen. Andere Elektronik, speziell bei Kondensatoren reduziert das ihre Haltbarkeit.
Das ist eigentlich wie ein PC, das sollte ein Lüfter schaffen ausreichend gut aus dem Kasten zu schaufeln.
Also lieber noch 2 Lüfter mehr, auf dass in dem Ding dann ordentlich der Wind geht und die Peltiers vergessen?
Wenn du das mit den Peltierelementen machen würdest, dann hast du den Vorteil dass du keinen Staub in das Gehäuse rein trägst, daher nutzt man ja aber auch Filtergewebe um Staub draußen zu halten, aber die müssen dann eben auch regelmäßig ausgewaschen oder gewechselt werden.
Um die 50W (+ die Industrieschütze) weg zu kühlen müsste man dann aber 500W Peltierelement-Leistung einberechnen, kommt aber auch auf die Temperaturdifferenz an.
Man hat dann innen einen Kühlkörper mit einem Lüfter und außen einen Kühlkörper mit einem Lüfter. Die Peltierelemente sind aber eben auch Teile die selbst ausfallen könnten.
Bei 120er Lüftern sollte das Gehäuse aber nicht mehr so brutal heiß werden, klar werden es bis zu 60°C würde ich schätzen, aber das halten die Relais locker aus.
Bei den Lüftern gibt es ja das Tacho-Signal, das kann man auslesen und eine Warnung ausgeben wenn ein Lüfter davon nicht mehr regelmäßig einen Impuls sendet.
Ich habe noch nie in der Industrie so ein System mit Peltierelementen gesehen, aber ich lebe auch nicht in Thailand und da sind die Bedingungen vielleicht etwas andere.
Die Lüfter haben alle einen Stau Schutz. Ich werde 2 Lüfter immer laufen lassen und 4 weitere per Thermostat. Der hat einen min/max Speicher für die Temperatur und er bekommt einen Betriebsstundenzähler, damit ich sehe, wie oft und lange ich die zusätzlichen Lüfter brauche. Das sollte mit den Erfahrungen des bestehenden Schrankes reichen.
Der ist innen absolut sauber und die Technik läuft ohne Aussetzer. Die Filter reinige ich jährlich. Mit deutlich mehr und besseren Lüftern sollte dann eigentlich ausreichend Reserven vorhanden sein
Danke für die Hilfe
Bitte sehr!
Aktuell mache ich so ein IoT-Projekt (Internet of Things) wo wir Daten von etlichen Kästen sammeln und dann zu einem Server senden. Da kann man dann vom Handy oder PC drauf zugreifen, sich das Zeug (Zustände, Temperaturen, Spannungswerte, Druck, Helligkeit ... ) in einem Diagramm anschauen und auch Werte eingeben bei denen man eine Warnung erhalten möchte oder man gibt vor was dann passieren soll, da wird dann zu dem "Kasten" zum Beispiel ein neuer Befehl gesendet.
Das mache ich schon seit etlichen Jahren, die Anforderungen sind immer irgend wie anders, aktuell ist es so dass keine Energie zur Verfügung steht und die kleinen Geräte mindestens ein Jahr ohne Aufladung auskommen müssen, sonst wäre der Wartungsaufwand zu teuer. Sind ja auch recht viele Geräte/Kästen.
Das dürfte nur mit extremen Aufwand funktionieren. Denn Peltier-Elemente haben meist keinen guten Wirkungsgrad und man muss die höhere Temperatur an der warmen SEite der Peltierelemente auch abführen.
Da durfte ein konventionelles Kühlgerät mit Kompressor die bessere Lösung sein.
Ich denke mitteile auch dass Peltiers nicht effektiv sind.
Ich werde konventionelle Lüfter mit guten Filtern und Temperatur Steuerung verwenden
Danke
Wenn das nicht hilft (oder nicht ausreichend ist), dann empfehle ich dir eine klassische Kompressorkühlung, wobei der Kompressor, der die Wärme abgibt, räumlich vom Regenerator, der kühlt, getrennt werden kann.
Und noch viel mehr von der Wärmeabgabeleistung auf der Warmseite.
Für ein 125-er brauchte ich damals einen 200 × 800 Radiator mit WaKü im DiY.