Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hohe Verlustleistung wegkühlen.


von Robert M. (andro86)


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Hallo zusammen,

für einen Versuchsprüfstand einer Leistungselektronik benutze ich 4 
Hochleistungswiderstände, die bis zu 200 W abkönnen. Es entsteht dabei 
600 W an Verlustleistung, die sich gleichmässig auf alle Widerstände 
aufteilt. Um diese Verlustleistung wegzukühlen fällt mir jetzt spontan 
Luft- und Wasserkühlung ein. Für die Luftkühlung bräuchte ich einen 
entsprechend starken Lüfter und der ganze Aufbau wäre auch natürlich 
einfacher als bei einer Wasserkühlung. Aber eine Wasserkühlung wäre 
denoch effektiver?
Es wäre schön, wenn ihr mir eure Gedanken zu beiden Kühlmöglichkeiten 
mitteilen könntet und welche Wege es gibt diese realistisch umzusetzen.

von Peter II (Gast)


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Robert M. schrieb:
> Es wäre schön, wenn ihr mir eure Gedanken zu beiden Kühlmöglichkeiten
> mitteilen könntet und welche Wege es gibt diese realistisch umzusetzen.

die Frage ist wie viel Wärme muss weg. Was hilft dir eine Wasserkühlung 
wenn nach 3 stunden das Wasser kocht. Dann musst du das Wasser auch mit 
Luft kühlen.

Oder hast du einen Fluss wo du kalten Wasser entnehmen kannst und warme 
ableiten?

von 6a66 (Gast)


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Robert M. schrieb:
> Für die Luftkühlung bräuchte ich einen
> entsprechend starken Lüfter und der ganze Aufbau wäre auch natürlich
> einfacher als bei einer Wasserkühlung. Aber eine Wasserkühlung wäre
> denoch effektiver?

Na ja, das denke ich kann man noch problemlos mit Kühlkörper und Lüfter 
wegbringen. Wasserkühlung erfordert entweder einen permanenten Zu- und 
Abfluss (auch das habe ich schon gesehen) oder einen "Kühlturm" in dem 
einen große Menge Wasser langsam abkühlen kann. Die Außenhaut des 
Kühlbehälters gibt die Wärme dann an die Luft ab.

rgds

von Eismann (Gast)


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Suchst Du optimale "Effizienz", kommst Du nicht darum, die Wärme per 
passiver Konvektion abzuführen - ganz gleich wie: über eine ausreichend 
große (Metall-)Kühlfläche, über ein Wasserbad,...

Jede aktive Lösung wird aufgrund der zusätzlichen Leistung für Lüfter- 
und/oder Pumpenmotor(e) die Effizienz des Systems verringern.

von Robert M. (andro86)


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Peter II schrieb:
> die Frage ist wie viel Wärme muss weg. Was hilft dir eine Wasserkühlung
> wenn nach 3 stunden das Wasser kocht. Dann musst du das Wasser auch mit
> Luft kühlen.
>
> Oder hast du einen Fluss wo du kalten Wasser entnehmen kannst und warme
> ableiten?

Über die genaue Wärme, die abgeführt werden muss kann ich noch nichts 
genaues sagen. Ich bin noch gerade dabei Ideen zusammeln wie man dafür 
eine gescheite Kühlung aufbauen könnte.
Ja es steht mir ein Wasserkreislauf zu Verfügung. Dabei kann ich dem 
Hausanschluss Wasser entnehmen und dem Abfluss wieder zuführen.

von Peter II (Gast)


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Robert M. schrieb:
> Ja es steht mir ein Wasserkreislauf zu Verfügung. Dabei kann ich dem
> Hausanschluss Wasser entnehmen und dem Abfluss wieder zuführen.

dann kannst du ja gleiche einen alten Durchlauferhitzer kaufen. Der hat 
auch die Widerstände und eine Wasserkühlung.

von Pete K. (pete77)


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Wie wäre es mit mehreren 100W Glühbirnen, die muss man nicht kühlen.

Oder soll das einstellbar sein, dann vielleicht als Stichwort 
"Elektronische Last".

von Nils (Gast)


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Wasser leitet Strom und Wärme, Öl nur Wärme. Eventuell einen Kuehlkörper 
aus einem Ölbad ragen lassen und Belueften.

von Dirk D. (dicky_d)


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Im Baumarkt findest do solche Aluprofile:

http://pic.leech.it/pic.php?id=bc110hddkhleral.jpg

auch mit dickerer Wandstärke und auch mit 2 Flügeln.
Die eignen sich wunderbar für eine einfache Flüssigkühlung.
Einfach an den enden die Flügel stutzen und dein schlauch an das 
überstehende Rohr klemmen.
Ich nehm an du hast Lastwiederstände im Metallgehäuse zum anschrauben?
Die kannste da einfach dran montieren, musst du nur mit dem Abstand der 
Wiederstände testen, je näher desto schlechter die Kühlung...

von Der Andere (Gast)


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Nils schrieb:
> Eventuell einen Kuehlkörper
> aus einem Ölbad ragen lassen und Belueften.

Wo ist das Problem die Widerstände direkt auf den Kühlkörper zu 
schrauben? Ohne den ganzen Ölsiff?
Fakt ist die Leistung muss weg, entweder fliessend Wasser oder Luft. Die 
Kühlkörpergröße bestimmt die mögliche Differenztemperatur und ggf. der 
Einsatz von Lüftern.

von Karl (Gast)


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Die richtige Frage ist, ob dein Arbeitsraum die 600 W thermische 
Leistung aufnehmen kann, oder ob du die Wärme in den Abguss "entsorgen" 
musst? 600 W sind ja nicht soviel, da hat jeder Wasserkocher und jeder 
Heizstrahler mehr.

von MaWin (Gast)


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Robert M. schrieb:
> ür einen Versuchsprüfstand einer Leistungselektronik benutze ich 4
> Hochleistungswiderstände, die bis zu 200 W abkönnen.

Widerstände sind doch einfach zu kühlen, weil sie viel wärmer werden 
dürfen als Halbleiter. Wenn's billig werden soll, nimmt man Bleche als 
Widerstand die bis zum glühen aufgeheizt werden können, Prinzip Toaster. 
Die Konvektion ist ausreichend.

Wer natürlich den Fehler macht, als Widerstand ein TO220 Plastikgehäuse 
zu wählen..

von Pong L. (Gast)


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Wie lange muss man die 600W abführen?

1 Sekunde?
1 Tag?
1 Jahr?

Danach Bottich oder fließend Wasser oder Lüfter? Kleines Gehäuse und 
nach "draussen oder nebenan" gestellt und dort Wärme und/oder Lärm 
machen lassen.

von Schlumpf (Gast)


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Im Datenblatt deines Widerstandes steht drin, bei welcher 
Umgebungstemperatur er mit welchem Kühlkörper welche Leistung dauerhaft 
umsetzen kann.
Also einfach so machen, wie im Datenblatt steht und nicht spekulieren.
Dann stellt sich nur noch die Frage, wie die 600W deinen Prüfraum 
aufwärmen, so dass die Umgebungstemperatur steigt.

Wie ja schon erwähnt wurde:
600W sind jetzt nicht die Welt!

von Schlumpf (Gast)


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Nachtrag:
ich würde aber mal annehmen, dass der Prüfraum schon sehr klein und sehr 
gut isoliert sein muss, dass die 600W dazu führen, dass die 
Raumtemperatur so steigt, dass man den Arbeitspunkt des Widerstandes 
nennenswert korrigieren müsste.

Also: Vorgehen laut Datenblattangabe, ggf. entsprechenden Kühlkörper 
vorsehen und falls der Kühlkörper und/oder Widerstand nicht frei im Raum 
hängen, mit einem Lüfterchen ein wenig "nachhelfen". Das reicht dicke!

von Schreiber (Gast)


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Dicky D. schrieb:
> http://pic.leech.it/pic.php?id=bc110hddkhleral.jpg
>
> auch mit dickerer Wandstärke und auch mit 2 Flügeln.
> Die eignen sich wunderbar für eine einfache Flüssigkühlung.
> Einfach an den enden die Flügel stutzen und dein schlauch an das
> überstehende Rohr klemmen.

...oder den Flügel lassen wie er ist, ein Innengewinde schneiden und 
einen Schlachanschlusstutzen mit etwas Dichtmittel einschrauben.
Dazu eine Aquariumpumpe und einen Putzeimer (oder Mörtelkübel...).
Eiswürfel und Wasser in den Eimer und schon kann man 10kW wegkühlen

Schlumpf schrieb:
> Wie ja schon erwähnt wurde:
> 600W sind jetzt nicht die Welt!

bei 600W und 4 Hochlastwiderständen hätte ich jeden Widerstand an einen 
normalen CPU-Kühler geschraubt. Da eine normale AMD-Cpu 120W Abwärme, 
beim Übertakten auch noch viel mehr, liefert sollte das passen.

von Schlumpf (Gast)


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Schreiber schrieb:
> bei 600W und 4 Hochlastwiderständen hätte ich jeden Widerstand an einen
> normalen CPU-Kühler geschraubt. Da eine normale AMD-Cpu 120W Abwärme,
> beim Übertakten auch noch viel mehr, liefert sollte das passen.

Das auf jeden Fall auch.. ist halt etwas teurer.
Da wir aber nicht wissen, um welchen Widerstand es sich handelt, kann 
man nur spekulieren.
Es gibt auch Widerstände, die die 120W locker ohne zusätzliche Kühlung 
abkönnen.
z.B. dieses Monster:
http://de.farnell.com/te-connectivity-cgs/te1000b1r0j/widerstand-1000w-1r0-5/dp/1760846

von Joachim B. (jar)


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Robert M. schrieb:
> für einen Versuchsprüfstand einer Leistungselektronik benutze ich 4
> Hochleistungswiderstände, die bis zu 200 W abkönnen. Es entsteht dabei
> 600 W an Verlustleistung,

Robert M. schrieb:
> Für die Luftkühlung bräuchte ich einen
> entsprechend starken Lüfter

Luftkühlung hat erst mal nix mit Lüfter zu tun.

Üblicherweise nimmt man Lüfter oder Konvektion, wobei ich letzteres 
bevorzuge, keine Ansammlung von Staubflocken, kein Lüfterausfall, 
begrenzter Arbeitsbereich bei hohen Aussentemperaturen.

Elektronische Lasten arbeiten aber meist und oft mit Lüfter um sie 
kompakt zu halten.

Eine WaKü hat leider durch Undichtigkeiten die immer wieder mal 
vorkommen können und bei einem mehrjährigen Betrieb nicht zu vermeiden 
sind unser schönes 70V 100A Netzteil zerschossen.

Ich mag WaKü deswegen überhaupt nicht.

Wenn möglich Konvektion, wenn Lüfter dann Große mit Drehzahlüberwachung 
und Abschaltung der Last.

von Robert M. (andro86)


Angehängte Dateien:

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Also ich muss mich erst einmal entschuldigen, denn ich habe eine falsche 
Angabe gemacht. Insgesamt sollen nämlich 6 kW an Verlustleistung 
abgeführt werden. Diese 6 kW teilen sich auf 4 Ausgänge auf, wo jeder 
Ausgang mit einem Hochleistungswiderstand belastet wird. Dazu habe ich 
euch eine Prinzipzeichnung angehängt.
Die Widerstände, die dafür verwendet werden, lassen sich unter 
nachfolgendem Link finden:

http://www.voelkner.de/products/532674/ATE-Electronics-Hochlast-Widerstand-0.47-axial-bedrahtet-250-W-RB250-0R47-J-6-St..html?ref=43&products_model=X19019&gclid=CPD5hfCuj8cCFSTItAod_JYJSA

Desweiteren will ich jetzt eine Luftkühlung haben und keine 
Wasserkühlung. Dabei habe ich mir überlegt einfach einen starken Lüfter 
einzusetzen. Kennt Jemand zufällig einen solchen starken Lüfter? 
Natürlich bin ich immer noch für Gegenvorschläge dankbar.

Und vielen Dank an Alle, die bislang geantwortet haben.

: Bearbeitet durch User
von praktika (Gast)


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Ich möchte bitte gern den grünen Kasten kaufen, falls dieser tatsächlich 
in der Lage ist 2,4 Kw Eingangsleistung in 6Kw Ausgangsleistung zu 
verwandeln...

von ?!? (Gast)


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von Der Andere (Gast)


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praktika schrieb:
> Ich möchte bitte gern den grünen Kasten kaufen, falls dieser tatsächlich
> in der Lage ist 2,4 Kw Eingangsleistung in 6Kw Ausgangsleistung zu
> verwandeln...

Jepp, in dem Fall nehme ich davon auch 1000 Stck.

von Dirk D. (dicky_d)


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Schreiber schrieb:
> ...oder den Flügel lassen wie er ist, ein Innengewinde schneiden und
> einen Schlachanschlusstutzen mit etwas Dichtmittel einschrauben.
> Dazu eine Aquariumpumpe und einen Putzeimer (oder Mörtelkübel...).
> Eiswürfel und Wasser in den Eimer und schon kann man 10kW wegkühlen

Bei mir war in den meisten fällen der aussendurchmesser sehr nahe am 
innendurchmesser so das direktes verbinden die einfachste variante war,
wenns passt ist der schlauchanschluss natürlich die schönere variante.

von WehOhWeh (Gast)


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Das ist vor allem eine Frage der zulässigen Temperaturdifferenz - darf 
die groß ausfallen, tut es auch Luftkühlung. Bei geringer zulässiger 
Temperaturdifferenz muss fast die Wasserkühlung ran, um das kompakt 
hinzubekommen.
So, nun hast du Widerstände, also Keramikteile oder Metalldrähte -> hohe 
Temperatur sollte kein großes Problem sein.

-> Luftkühlung ist auf kleinem Raum möglich

Weil das einfacher und billiger ist würde ich das nehmen.
Bei 600W würde ich einen Lüfter nehmen, sonst wird das recht groß.
Dazu würde ich das mit einem Klixxon oder einer Thermosicherung 
schützen, sicher ist sicher.

PS:
Ich habe für sowas eine alte Herdplatte.
Die liefert mir - je nach Anschluss - zwischen 40 und 420 Ohm. Je 
Platte. Die zwei Platten fressen problemlos 2kW. Wenn sie zu heiß 
werden, stelle ich einen Topf drauf.

Ich kenne sogar einen Roboterhersteller, der nimmt Heizstäbe aus Boilern 
als Brenschopper her. Die zirpen recht lustig, wenn man 1kV mit 2kHz 
draufschaltet.

von Joachim B. (jar)


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Robert M. schrieb:
> Insgesamt sollen nämlich 6 kW an Verlustleistung
> abgeführt werden. Diese 6 kW teilen sich auf 4 Ausgänge auf, wo jeder
> Ausgang mit einem Hochleistungswiderstand belastet wird. Dazu habe ich
> euch eine Prinzipzeichnung angehängt.
> Die Widerstände, die dafür verwendet werden, lassen sich unter
> nachfolgendem Link finden:

sind da nicht weitere Rechenfehler drin?

>6 kW an Verlustleistung

an

> 4 Ausgänge

sind schon mal 1,5kW pro Ausgang also reicht ein 250W nicht, es werden 
pro Ausgang 6 fällig und auf Kante genäht,

Robert M. schrieb:
> Die Widerstände, die dafür verwendet werden, lassen sich unter
> nachfolgendem Link finden:
> 
http://www.voelkner.de/products/532674/ATE-Electronics-Hochlast-Widerstand-0.47-axial-bedrahtet-250-W-RB250-0R47-J-6-St..html?ref=43&products_model=X19019&gclid=CPD5hfCuj8cCFSTItAod_JYJSA

ich würde 12 pro Ausgang wählen.

Robert M. schrieb:
> Dabei habe ich mir überlegt einfach einen starken Lüfter
> einzusetzen.

der darf aber nicht wild in der Gegend rumblasen, ein Lüftungs oder 
gerichtetes Strömungskonzept musst du schon haben, wo kommt die Zuluft 
her, wo geht die Abluft hin?

Das die Luft im Kreis strömt ist auch nicht hilfreich.

praktika schrieb:
> Ich möchte bitte gern den grünen Kasten kaufen, falls dieser tatsächlich
> in der Lage ist 2,4 Kw Eingangsleistung in 6Kw Ausgangsleistung zu
> verwandeln...

ich nehme auch einen

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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> Ich möchte bitte gern den grünen Kasten kaufen, falls dieser tatsächlich
> in der Lage ist 2,4 Kw Eingangsleistung in 6Kw Ausgangsleistung zu
> verwandeln...

Ja. ich nehm auch 1000 Stueck. Aus 2.5MW mach 6MW. Das wird ein Spass. 
Und Rauschen in der Kasse tut's auch.
Zusaetzlich kann man die kaskadieren, dann geht's (die 6MW) mit zB nur 
1kW am Eingang.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Vielleicht einfach mal den Artikel Kühlkörper lesen und sich ein 
paar Grundlagen aneignen?

von praktika (Gast)


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Robert M. schrieb:
> Die Widerstände, die dafür verwendet werden, lassen sich unter
> nachfolgendem Link finden:
>
> 
http://www.voelkner.de/products/532674/ATE-Electronics-Hochlast-Widerstand-0.47-axial-bedrahtet-250-W-RB250-0R47-J-6-St..html?ref=43&products_model=X19019&gclid=CPD5hfCuj8cCFSTItAod_JYJSA

Außerdem wundert mich doch sehr daß die EU derartige Widerstände noch 
nicht verboten hat, die sind schlimmer als alle Glühlampen und 
Staubsauger - 100%Abwärme, null Nutzen - Auweia!!

Davon ganz abgesehen, wer offensichtlich gern bastelt und bereit ist 
einen 4 Stelligen Betrag für Widerstände auszugeben, der kann auch 
geeignete Wechselrichter anschaffen und die "überflüssige" Energie ins 
Netz einspeisen, im regenerativen Deutschland...

von Ich (Gast)


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von Michael B. (laberkopp)


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Robert M. schrieb:
> Also ich muss mich erst einmal entschuldigen, denn ich habe eine falsche
> Angabe gemacht. Insgesamt sollen nämlich 6 kW an Verlustleistung
> abgeführt werden.

Na toll, wer so schlecht informiert ist, sollte keine Projekte starten.

Robert M. schrieb:
> Desweiteren will ich jetzt eine Luftkühlung haben

6kW reicht zum Duschen und ist so viel wie ein volle Kanne bullernder 
Holzofen, das 3-fache eines grösseren Heizkörpers, das kann man nicht 
per Lüfter in ein Zimmer blasen.

Dann 24 solcher Widerstände auf jeweils einer 30x30cm 3mm Blechplatte 
gehen ins Geld. Die Frage wäre, wie genau der Widerstandswert sein muss, 
sonst täte es die Blechplatte auch alleine, oder eben ein 
Durchlauferhitzer.

von Schlumpf (Gast)


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Hier:
http://www.albrecht-services.de/heizung_berechnung.html
kannst du mal anhand der Größe deines Prüfraumes abschätzen, wie warm es 
darin werden wird.

von Student (Gast)


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Ein einziges Trauerspiel. Ratet doch nicht so wild rum.

Der Hinweis auf den Kühlkörper-Artikel war gut. Wenn der TO den gelesen 
hat und noch mehr Hilfe möchte, soll er eine vollständige 
Problembeschreibung liefern. In welchem Raum wird die Leistung 
abgegeben? Wie viel Leistung wird jetzt wirklich abgegeben? Wie lang 
jeweils? Nett wäre auch eine Kontexteinbettung. Um was für Systeme geht 
es überhaupt?

Alle, die jetzt wild drauf losgeraten haben, sollten sich schämen. 
Dadurch lernt der TO nie, richtig Fragen zu stellen und wirklich 
passende Antworten könnt ihr nur durch Zufall gegeben haben. Wenn er 
nicht, solltet wenigstens ihr auf eine zielführende Diskussion 
hinwirken.

Also, OP:
Wenn Du noch Interesse an Hilfe hast, liefere bitte eine vollständige 
Problembeschreibung.

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