Wasserkühlung mit Kompressor gesteuert über eine SPS

[Pyrukar]

Müssten circa 70 Watt sein

Siehst du das hat doch jetzt gar nicht weh getan, oder?
Ich würde dir empfehlen, ein Peltierelement zu prüfen. Da es sich um eine Projekt handelt ist die Energieeffizienz wahrscheinlich nicht Kriegsentscheidend und 70 Watt sollten problemlos möglich sein. Auf der Heizseite des Elements kannst du ja immer noch einen WaKü Kreislauf mit entsprechend Großen Radiatoren anbringen So bekommst du aber die Temperatur von 25-30°C auf 20-21 runtergeregelt ohne gleich einen Kompressor etc anschleppen zu müssen

 

[bernd schuster]

Siehst du das hat doch jetzt gar nicht weh getan, oder?
Ich würde dir empfehlen, ein Peltierelement zu prüfen. Da es sich um eine Projekt handelt ist die Energieeffizienz wahrscheinlich nicht Kriegsentscheidend und 70 Watt sollten problemlos möglich sein. Auf der Heizseite des Elements kannst du ja immer noch einen WaKü Kreislauf mit entsprechend Großen Radiatoren anbringen So bekommst du aber die Temperatur von 25-30°C auf 20-21 runtergeregelt ohne gleich einen Kompressor etc anschleppen zu müssen

ok danke ich schau mal nach aber die Leistung liegt doch bei 150, hab nochmal alles nachgerechnet und vermessen, habe leider kaum Angaben zu der LED Lampe

 

[Pyrukar]

na ja aber selbst das müsste noch irgendwie zu leisten sein mit Peltierelementen ... da Kann zwar jedes Element nur bis zu 100 Watt abführen, aber andererseits steht nirgends geschrieben, dass man nicht auch mehrere verwenden darf , oder ?

 

[bernd schuster]

Ja hört sich gut an, hab mich jetzt mal drüber informiert aber gibt es da möglichkeiten das Kühlwasser zu kühlen. Eine CPU oder sowas wäre ja kein Problem aber ich muss die Temperatur ja auch auf das Kühlwasser übertragen

 

[Pyrukar]

was hindert dich daran, mit den Elementen direkt die LED zu kühlen? Wenn du wirklich das Wasser runter kühlen möchtest brauchst du eben wieder 2 Kreisläufe, da das Peltierelement auf der anderen Seite ja verdammt warm wird. (bei 150W Kühlleistung würde ich mit 400 W Peltierelement rechnen und der Warme Zyklus muss dann eben 550 W abführen )
Was ich mir vorstellen könnte um es ans Wasser zu übertragen ist : Das Element zwische zwei CPU Wakü zu packen ... dann sollte die Eine Seite sich abkühlen, während die andere Warm wird. Wie gut das aber Funktioniert müsstest du vielleicht einen spezialisten fragen

 

[Selber]

Das mit dem Peltierelement ist ne gute Idee. Da müsste man nur die Seite die Kühlt mit der LED wärme-leitend verbinden und an die andere Seite einen Wasserblock anbringen. So brauch man nur noch einen Wasserkreislauf mit Radiator und Pumpe + Strom für das Element.

Ergänzung (19. November 2018)

Das Element zwische zwei CPU Wakü zu packen ... dann sollte die Eine Seite sich abkühlen, während die andere Warm wird.

Das wäre viel mehr Arbeit und würde das ganze noch uneffizenter machen, da man so extra Wärmeübergänge hinzufügen würde.

Ich würde es eher so versuchen: LED->Wärmeleitpaste->Peltier->Wärmeleitpaste->Kupferblock->Wasser->Radiator->Luft

 

[Pyrukar]

Das wäre viel mehr Arbeit und würde das ganze noch uneffizenter machen, da man so extra Wärmeübergänge hinzufügen würde. LED->Wärmeleitpaste->Peltier->Wärmeleitpaste->Kupferblock->Wasser->Radiator->Luft

schon klar, aber es wurde nach möglichkeiten gesucht, das Kühlwasser runterzukühlen ... was besseres ist mir nicht eingefallen. Dass es viel sinniger ist das Peltierelement direkt an die LED anzubringen hab ich ja auch geschrieben

 

[bernd schuster]

Es brauch aber leider einen Wasserkühlkreislauf

 

[Selber]

Es brauch aber leider einen Wasserkühlkreislauf

Hätte es doch. Das Peltierelement muss ja gekühlt werden und das würde dann gut mit Wasser möglich sein. Das Wasser selbst unterhalb der Umgebungstemperatur zu kühlen wäre aufwändiger.

Bitte schreib auch mal mehr als nur 1-2 Sätze. Wenn das so weiter geht bin ich raus. Da es eine Abschlussarbeit werden soll, solltest du vielleicht mal zusammenfassen was alles gemacht werden muss (Anforderungen) und was du dir als erste Lösungsansätze überlegt hast. Das dann hier posten.

 

[Duke711]

Ich würde es eher so versuchen: LED->Wärmeleitpaste->Peltier->Wärmeleitpaste->Kupferblock->Wasser->Radiator->Luft.

Hier hat man aber das Problem das sich eine genaue Temperaturregelung von +- 1 °C deutlich schwieriger gestaltet, aufgrund des deutlich geringeren Wärmespeichers und des nicht linearen Wirkungsgrades des Peltierelementes.

Beste Möglichkeit wäre einen Wasserkreislauf auf konstante 20 °C mit einen Kaltwassersatz zu regeln. Ob nun über Peltierelementen oder einer Wärmepumpe.

 

[bernd schuster]

Also wie ich das ganze kühle ist erstmal egal. Ob mit Kompressor oder Peltierelementen ist egal, es soll nur möglichst auf 20 Grad bleiben, alles wird sowieso über eine SPS OBA8 gesteuert mit dem AM2 erweiterungsmodul mit analogen Eingängen. Nur ich kann ja mit normalen Lüftern und Radiatoren nicht unter Raumtemperatur kommen. das ist halt das Problem dabei

 

[Pyrukar]

okay dann, wie gesagt, fällt mir da nur ein Sandwich aus 2 CPU Kühlern ein um den Wasserkreislauf runterzukühlen ... damit das ganze nicht ganz den Budgetrahmen (wie hoch ist der eigentlich) sprengt, kannst du auf der Warmen Seite auch Luftkühler verwenden. Auf der kalten Seite möchtest du ja Wakü haben .

in diesem Fall würde das Schema ungefähr so aussehen:

1. Radiator (zum Runterkühlen auf Zimmertemp)
2. Pumpe/AGB
3. CPU Kühlblock mit Peltier-Sandwich
4. LED Wasserkühler (für mich eine Blackbox da ich die LED nicht kenne)
1 ...

Ob du jetzt die Wärme von Peltierelement per Luft oder Wasser abführst ist erstmal zweitrangig aber denk drann das sind gleich mal locker das doppelte von der eigentlichen kühlleistung.

Edit: Ja, das mit der Regelbarkeit kann ich schlecht abschätzen ... vielleicht solltest du da wirklich mal einen Kältetechniker und nicht die computernerds fragen

 

[Duke711]

Oder Du Kühlst den zweiten Kreislauf nicht über Peltierelemente oder einer Wärmpepumpe, sondern mit Leitungswasser bzw. Grundwasser, macht das ganze Projekt als Versuchsaufbau erheblich günstiger und so ist vermutlich die Aufgabe auch gemeint, bezüglich "PC Komponenten"

 

[Pyrukar]

Oder Du Kühlst den zweiten Kreislauf nicht über Peltierelemente oder einer Wärmpepumpe, sondern mit Leitungswasser bzw. Grundwasser

Ja, bitte Grundwasserwärmepumpe. Was soll daran jetzt bitte leichter und billiger werden (vor allem wenns in einem Raum funktionieren soll. Klar kannst du dauernd frisches Wasser aus der Leitung zapfen und außer im Hochsommer wird das auch deutlich unter 20°C haben ... aber praktischer und zuverlässiger wäre einfach den Radiator in einen existierenden Kühlschrank zu packen Eine Genehmigung ein Solches Element in die Frischwasserleitung eines Gebäudes einzubauen wirst du niemals bekommen ... Es gibt gründe warum in der Haustechnik Kaltwasserleitungen gedämmt werden: Damit sie sich nicht erwärmen! Ab 25°C bekommst du probleme mit der Keimbelastung in der Kaltwasserleitug.

Kurz Dumme Idee mMn.

 

[Duke711]

Nur werden 70 W Watt nicht das Kaltwasser/Leitungswasser erwärmen, sondern das Abwasser... Von daher keine Dumme Idee, sondern altbekannt und oft angewendet.
Denn nach deiner Theorie müsste man ja das erwärmte Abwasser irgendwie wieder in den Kaltwasserkreislauf einspeisen, das dürfte bei 6 Bar erbeheblich aufwendig werden und verboten zugleich.

 

[Pyrukar]

Willst du das Kühlwasser direkt wieder wegschütten? Ja das könnte funktionieren, ist aber ganz bestimmt nicht sinn und zweck der Übung einer Abschlussarbeit dass ich den Wasserhahn aufmache um mir ein kühleres Medium als die Raumluft zu holen ...
Oder wolltest du tatsächlich mit Abwasser kühlen? Welches Abwasser hat zuverlässig deutlich weniger als 20°C

ich bleibe dabei: Dumme Idee!

Zum Peltier element bin ich über ein interessantes Video gestolpert So ungefähr hatte ich das gedacht, nur eben mit einer Custom Loop.

 

[Duke711]

Keine Dumme Idee, Peltierelemente haben einen sehr schlechten Wirkungsgrad und verbraten somit sehr viel Strom. Eine Abschlussarbei behinhaltet übrigens meistens auch einen Kosten-Nutzen Faktor. Von daher muss man die Wirtschaftlichkeit ebenfalls betrachten.
Bezüglich den Stromverbrauch könnte man dann noch eine CO2 Bilanz aufstellen, denn das Abwasser wird gereinigt und wieder dem Kreislauf zugeführt.

Nachtrag:

Außerdem könnte man das getaktete Leitungswasser als Abwasser für z.B: die Toilettenspülung über ein Reservoir problemlos weiter verwenden.

 

[Pyrukar]

@Duke711: Stimmt ja, Frischwasser kommt ja aus dem Wasserhahn kostet nix, und verursacht keine Umweltbelastung ...
ich hab mal gerade überschlagsmäßig gerechnet ... wenn ich 500W annehme die ursächlich durch das Peltierelement kommen. Dann kostet das ca. 15ct pro Betriebsstunde ...
Dafür bekomme ich bei Wasserpreisen von 0,4ct pro Liter ca 40 Liter ... das sind nichtmal 1 Liter pro Min
btw. der Auslegungsausfluss eines Wasserhahns sind 0,07l/s damit käme man beim auf fast 2 l/m kurzum das Peltierelement ist 1. meiner Schätzung nach günstiger als die Kaltwasserlösung 2. deutlich innovativer 3. Zufverlässiger (wer sagt denn dass das Leitungswasser im sommer nicht wärmer wird) und 4. braucht es nur einen Strom anschluss

 

[Duke711]

Eigenartige Rechnung:

0,07 L/s wären 252 L/h und für 70 W vollkommen überdimensioniert. Das Leitungswasser wird über einen Temperatursensor getaktet, so das der zweite Kreislauf konstant auf 20 °C gehalten wird.
Bei 70 W macht das dann bei 15 °C Leitungswasser:

0,004 L/s

Bei einen Preis von 2 Euro Frischwasser + 1,25 Abwasser pro m³ komme ich dann auf :

0,22 ct pro Betriebsstunde

Weiterverwendung als z.B Spülwasser

0 ct pro Betriebsstunde


Peltierelement 200 W:

dT 30 K :

7,8 A * 18V = 140 W / 0,8 Wirkungsgrad Netzteil = 175 W

0,05 ct pro Betriebsstunde.

Nicht nur das Peltierelement ist teuer, sondern auch das Netzteil, einfach an Strom anschließen ist nicht, denn die Spannung sollte ebenfalls geregelt werden.

-------------------------

Solange der Strom aus den deutschen Strommix mit 514g CO2/kWh bezogen wird, ist die Umweltbelastung über Abwasseraufbereitung erheblich umweltfreundlicher als Strom aus einen Kohlekraftwerk.



Nachtrag

Mit einen COP von 0,5 ( + Netzteil = 0,4) ist ein Peltierelement alles andere als innovativ. Ein klassischer Kalwassersatz mit einer Wärmepumpe erreicht locker einen COP von 4 - 5

 

[bernd schuster]

Also die Idee das übers Grundwasser/Leitungswasser zu machen kommt schon mal garnicht in Frage, eigentlich eine gute Idee aber für mich nicht umsetzbar. Ich glaube mit den Peltierelementen komm ich am besten rum