Zuverlässige Kühlung sensibler Komponenten mit Peltier-Elementen

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Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Bicker Elektronik GmbH

Anpassung bis hin zur Spezialanfertigung auf Basis von Simulationen

Um zu bestimmen, wie das ideale Kühlelement für eine geforderte Kühlleistung und -temperatur passend zu den Umgebungsbedingungen dimensioniert werden muss, entwickelte Eureca eigens ein Simulationsprogramm, das die Wärmeströme bei unterschiedlichen Konfigurationen und Szenarien abbilden kann. Dies erlaubt eine physikalisch fundierte Auswahl geeigneter Komponenten und reduziert die sonst häufigen Trial-and-Error-Schleifen, mit denen man sich üblicherweise an eine geeignete Lösung herantastet. Entsprechend den Werten aus der Simulation werden die konkreten Anforderungen an das Peltier-Element ermittelt.

Auf dieser Basis kann entweder ein passendes Element aus der großen Bandbreite an Standardtypen ausgewählt werden oder die Entscheidung fällt zugunsten einer spezifischen Anfertigung, deren Lastenheft direkt aus dem Anforderungsprofil abgeleitet werden kann. Für die Herstellung arbeitet Eureca mit internationalen Spezialisten zusammen, die alle Leistungs- und Qualitätsabstufungen vom Low-Cost- bis zum High-End-Element abdecken können. Das mögliche Standardspektrum reicht von Mikro-Elementen ab 4,3 x 4,3 mm, wie sie zum Beispiel für einzelne Sensoren verwendet werden können, bis hin zu Hochleistungs-Peltier-Elementen in Größen bis zu 62 x 62 mm.

Bei der Verwendung einzelner Elemente können Kühlleistungen von 450 Watt und mehr ermöglicht werden, zur Erzielung größerer Kühlleistungen ist die thermisch parallele Verwendung mehrerer Peltier-Elemente eine gängige Praxis. Darüber hinaus sind für Anwendungen, die sehr niedrige Temperaturen erfordern, auch mehrstufige Varianten mit bis zu fünf Stufen übereinander verfügbar, die eine Temperaturdifferenz zwischen Heiß- und Kaltseite des Elements von über 130 K erzielen können.

Höhere Zuverlässigkeit durch Zusammenstellung kompletter Module

Neben der Auswahl beziehungsweise dem Design der Peltier-Elemente stimmt Eureca bei Bedarf auch die weiteren, für einen reibungslosen Betrieb notwendigen Komponenten, wie Kühlkörper, gegebenenfalls Lüfter oder Wasserkühlungen sowie die nötigen Wärmeleitprodukte in Form von Klebern, Pasten oder Pads, auf die entsprechenden Applikationen ab. Dadurch wird ein störungsfreier Wärmefluss von der elektronischen Komponente bis zum Kühlkörper oder einer Wasserkühlung sichergestellt.

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Um die Zieltemperatur optimal zu erreichen, wählen die Experten zusätzlich die passenden Regler, Netzteile sowie Temperatursensoren aus und übernehmen ebenfalls die fachgerechte Montage der Kühlmodule, vom Einzelmodul oder Prototypen bis hin zur Serienfertigung.

Wie die Ausgestaltung im konkreten Fall aussehen soll, wird jeweils in enger Absprache mit dem Kunden und im Abgleich mit den Ergebnissen aus den Simulationen entschieden, um sowohl die technische Machbarkeit, die qualitativen Ansprüche wie auch die wirtschaftliche Rentabilität zu berücksichtigen. Eureca kann hierzu auf die Erfahrungswerte von vielen Projekten aus unterschiedlichsten Bereichen zurückgreifen, so dass sich für praktisch jede Anwendung eine geeignete Lösung finden lässt. Weitere Informationen finden Sie unter www.eureca.de.

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