Luftentfeuchter mit Peltier-Element

Luftentfeuchter werden vor allem im Sommer bei hoher Luftfeuchtigkeit eingesetzt, nämlich dann, wenn wegen der Schwüle ein unangenehmes Klima in der Wohnung herrscht. Aber auch in feuchten Kellern werden die Geräte gern eingesetzt, um beispielsweise eine Schimmelbildung zu verhindern. Die meisten Luftentfeuchter arbeiten mithilfe eines Kühlaggregates, das denen in anderen Kühlgeräten wie beispielsweise Kühlschränken ähnlich ist und im Prinzip genauso funktioniert. In letzter Zeit werden aber auch häufiger Luftentfeuchter mit einem sogenannten Peltier-Element angeboten, die zwar den gleichen Zweck erfüllen, aber ganz anders funktionieren. Ich hatte noch ein paar dieser Peltier-Elemente aus alten Kühlboxen herumliegen und wollte einmal ausprobieren, ob es nicht möglich wäre, ein solches Gerät selber aufzubauen. Im Bild oben ist ein erster Probeaufbau zu erkennen, der sogar funktioniert, wie man anhand der bereits gesammelten Flüssigkeit im Behälter gut erkennen kann, welche der Luft bereits entzogen wurde.

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Aus Kühlbox ausgebautes Peltier-Element
Aus Kühlbox ausgebautes Peltier-Element

Dieses Bauteil ist das Kernstück aus dem im ersten Bild zu sehenden Aufbau: das Peltier-Element. Es handelt sich um einen elektrothermischen Wandler, welcher eine Temperaturdifferenz erzeugt, wird er von einem elektrischen Strom durchflossen. Die Temperaturdifferenz macht sich dadurch bemerkbar, dass eine Seite des Elementes sich erhitzt, während die andere kalt wird. Das Element besteht aus zwei verschiedenen Halbleitern, welche sich zwischen den beiden Oberflächen des Bauteils befinden. Ich will aber dieser Stelle gar nicht so sehr auf den Aufbau des Peltier-Elements eingehen. Allerdings möchte ich noch erwähnen, dass dieses Bauteil nicht nur aus Strom Wärme und Kälte (also eine Temperaturdifferenz) erzeugen kann, sondern auch in der Lage ist, bei einer ausreichend großen Temperaturdifferenz eine elektrische Spannung zu erzeugen. Der sogenannte Peltier-Effekt lässt sich also umkehren. In diesem Falle spricht man vom Seebeck-Effekt, durch welchen es möglich ist, durch das Herstellen einer möglichst großen Temperaturdifferenz auf beiden Seiten des Bauteils eine elektrische Spannung zu erzeugen.

Peltier-Element mit zwei Kühlkörpern
Das Peltier-Element mit zwei Kühlkörpern

Doch nun zurück zu meinem Testaufbau und den Versuch, einen Luftentfeuchter aufzubauen. Zunächst musste ich einmal feststellen, welche Seite des Peltier-Elementes kalt und welche warm wird. Ich habe dazu einfach eine geringere Spannung von etwa drei Volt an das Bauteil angelegt, während ich es mit zwei Fingern festhielt. So konnte ich sehr schnell feststellen, welche Seite Kälte und welche Hitze erzeugt. Normalerweise wird dieses Bauteil mit einer Spannung von 12 Volt betrieben. Bei dieser Spannung kann es allerdings sehr schnell zu einer recht unangenehmen Hitzeentwicklung auf einer Seite des Bauteils kommen, weshalb ich für diesen ersten Versuch eine geringere Spannung verwendet habe. Die kalte Seite des Elementes habe ich nach oben zum kleineren Kühlkörper hin eingebaut. Hier soll sich später die Luftfeuchtigkeit sammeln und in eine kleine Schale abgeleitet werden. Der große Kühlkörper ist notwendig, um jedoch enorme Wärme des Bauteils  auch sicher und vor allem schnell genug abführen zu können.

Um den großen Kühlkörper kalt genug zu halten, habe ich auf diesen einen zusätzlichen Lüfter angebracht. Der Kühlkörper stammt übrigens aus einem alten Computer und diente dort dazu, die CPU zu kühlen. Auch der Lüfte stammt aus diesem alten Computer.

Für einen ersten Probelauf habe ich das Peltier-Element sowie den Lüfter an ein 12-Volt-Netzteil angeschlossen. Das Bauteil zieht übrigens deutlich über 3 Ampere bei einer Nennspannung von 12 Volt, weshalb ein entsprechend leistungsstarkes Netzteil eingesetzt werden sollte. Die Polarität des Elementes muss natürlich ebenfalls beachtet werden, da das Bauteil bei einer falschen Polarität genau andersherum arbeitet. Die normalerweise kalte Seite wird nun heiß und umgekehrt.

Die aus der Umgebungsluft aufgenommene Luftfeuchtigkeit setzt sich deutlich sichtbar am kleinen Kühlkörper ab. Bereits nach einige Minuten Betriebszeit sind deutliche Wassertropfen an den Kühlrippen des Kühlkörpers zu sehen. Der Luftentfeuchter tut also genau das, was er soll. Er entzieht der Umgebungsluft durch Kälte die Feuchtigkeit. Die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und bildet Tröpfchen, die hier im Bild deutlich zu sehen sind. Nach einer weiteren Betriebsdauer von einigen Minuten wurden die Tropfen immer größer und größer und fielen schließlich herunter.

Damit nicht nach einer gewissen Zeit der Tisch nass wird, musste ich natürlich eine Möglichkeit schaffen, die aus der Luft gewonnene Flüssigkeit zu sammeln. Dazu habe ich den Probeaufbau einfach in eine kleine Schale gestellt. Nach einer Betriebszeit von etwa zwei Stunden hatten sich bereits einige Milliliter an Flüssigkeit in der Schale angesammelt. Der Luftentfeuchter funktioniert also. Natürlich besitzt dieser Aufbau nicht den Wirkungsgrad konventionell hergestellter Luftentfeuchter. Allerdings zeigt er deutlich, wie ein solches Gerät mit Peltier-Element aufgebaut ist und funktioniert.

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