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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochleistungskühlaggregat


Autor: Hansi (Gast)
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Guten Tag zusammen

Ich benötige zur Kühlung einer Stahlplatte 1,4301 (260mm x 260mm x 4mm) 
ein Hochleistungskühlaggegat. Die Verlustleistung beträgt ca. 7,5kW, 
folgende Artikel habe ich mal gefunden:

http://www.distrelec.ch/de/kuehlkoerper-mit-luefte...

http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/...

Gerne würde ich von euren Erfahrungen profitieren :).

Kann mir jemmand einen Hersteller oder vieleicht eine Ausführung 
empfehlen?

Autor: Energieeffizienz beachten (Gast)
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Nur mal aus Interesse: Wie baut man ein Gerät, das fast 8kW 
Verlustleistung produziert? Dafür sollte es eigentlich einen Preis 
geben...

Autor: Der Andere (Gast)
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Nur mal so zum Vergleich: Die Leistung entspricht der Gasflamme eines 
"richtigen" Woks bzw. 3-4 "normalen" Gasbrennern auf einem Gasherd.

Wie heiss darf die Platte werden? Ich würde spontan an 
Flüssigkeitskühlung denken, bei einer so hohen Leistung.

Autor: Dieter W. (dds5)
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Ein (kleines) Problem dürfte auch die thermisch/mechanische Ankopplung 
der Kühlung sein.
Die Wärmeleitfähigkeit von 1.4301 ist nämlich sehr gering und je nach 
örtlicher Verteilung der Leistung braucht es erst mal einen "heat 
spreader".

Autor: blubb (Gast)
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Hansi schrieb:
> Ich benötige zur Kühlung einer Stahlplatte 1,4301 (260mm x 260mm x 4mm)
> ein Hochleistungskühlaggegat. Die Verlustleistung beträgt ca. 7,5kW,
> folgende Artikel habe ich mal gefunden:
>
> 
http://www.distrelec.ch/de/kuehlkoerper-mit-luefte...
>
> 
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/...
>
> Gerne würde ich von euren Erfahrungen profitieren :).

Die von dir genannten Kühlkörper haben ca. 0.07K/W.
Bei den genannten 7500W Verlustleitungs wären dass dann 525K 
Temperaturanstieg...

Womit wird denn die Stahlplatte geheitzt?
Wie warm darf sie denn werden?

Das geht wohl nur mit Wasser oder Ölkühlung.
Kannst Dir ja noch überlegen ob dur nur warmes Wasser oder auch Dampf 
(Siedekühlung) haben willst..

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Energieeffizienz beachten schrieb:

> Nur mal aus Interesse: Wie baut man ein Gerät, das fast 8kW
> Verlustleistung produziert?

Z.B. indem man ein Rasterelektronikmikroskop baut.
Jedenfalls hatten die früher einen Verbrauch in
dieser Grössenordnung.

Autor: Der Andere (Gast)
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Harald W. schrieb:
> Jedenfalls hatten die früher einen Verbrauch in
> dieser Grössenordnung.

Aber nicht alles auf einer Fläche von 26 mal 26cm :-)

Autor: Der Andere (Gast)
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blubb schrieb:
> (Siedekühlung)

Mal noch ein bischen rumgerechnet. Wenn ich mich jetzt nicht vertan habe 
dann würde bei der Leistung in ca. 300 Sekunden ein ganzes kg Wasser 
verdampfen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Der Andere schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Jedenfalls hatten die früher einen Verbrauch in
>> dieser Grössenordnung.
>
> Aber nicht alles auf einer Fläche von 26 mal 26cm :-)

Ein grosser Teil der Kühlleistung wurde für die Öldiffusionspumpe
benötigt, die in etwa diese Abmessungen hat. Ohne genauere Angaben
des TEs kann man wenig zu Sinn und Zweck der Kühlanlage sagen.

Autor: Georg (Gast)
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Hansi schrieb:
> Kann mir jemmand einen Hersteller oder vieleicht eine Ausführung
> empfehlen?

Autokühler, notfalls LKW. Basteln muss man sowieso, schon um die 
Leistung von der Stahlplatte wegzubringen. Womit sich die Frage erhebt, 
wie kommt diese Leistung überhaupt dahin?

Ist ja sicher alles streng geheim.

Georg

Autor: MiWi (Gast)
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Hansi schrieb:
> Guten Tag zusammen
>
> Ich benötige zur Kühlung einer Stahlplatte 1,4301 (260mm x 260mm x 4mm)
> ein Hochleistungskühlaggegat. Die Verlustleistung beträgt ca. 7,5kW,
> folgende Artikel habe ich mal gefunden:
>
> 
http://www.distrelec.ch/de/kuehlkoerper-mit-luefte...
>
> 
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/...
>
> Gerne würde ich von euren Erfahrungen profitieren :).
>
> Kann mir jemmand einen Hersteller oder vieleicht eine Ausführung
> empfehlen?

Irgendwie zuwenig Infos.

Auf welcher Temperatur willst Du die Platte halten? Es macht einen 
gravierenden Unterschied ob es -10°C oder 180°C sind.

Ist der Wärmeeintrag punktförmig (Laser, Autogengasbrenner) oder Flächig 
(Platte in einem Brennraum)

Wie hoch darf der Aufbau werden, wie wird der Kühlmechanismus befestigt?

Denn 7,5 (oder meinetwegen 10)kW auf dieser Fläche wegkühlen ist ja 
nicht wirklich schwierig wenn gelbglühend zulässig ist.

MiWi

Autor: Der Andere (Gast)
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Georg schrieb:
> Autokühler, notfalls LKW.

LKW Brauchst du nicht. Es gibt eine alte Autobauer Faustformel: Von dem 
verbrannten Sprit geht 1/3 der Gesamtenergie in die Abgase, 1/3 in echte 
mechanische Energie und 1/3 in die Kühlung.
Ein moderner Turbodiesel oder Benzinerdirekteinspritzer mag das um 
10-20% zugunsten der mechanischen Leistung verschoben haben, aber mehr 
auch nicht.

Also sollte die Kühlung eines alten R4 oder einer Ente dafür genügen.
Vorausgesetzt er kriegt die Wärme erst mal von der Metallplatte ins 
Wasser.

Autor: Hansi (Gast)
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Es handelt sich um eine Induktive Anwendung, die Leistung wird ca. 
5s-10s angelegt,die Temperatur der Platte sollte im Maximum ca. 150°C 
betragen.

Nach 10s habe ich eine Oberflächen Temperatur von 70°C gemessen.

Die Wärme kann sollte dann nach etwa 60s soweit abgeführt werden, dass 
die Oberflächentemperatur Stahlplatte wieder 50°C beträgt.

Autor: Inkognito (Gast)
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Hab ichs mir doch gedacht: sicher ein Preheater.
Warum nimmst du keine ALU-Platte? Stahl ist zu träge.
Ein Kühlkörper könnte auch gehen, schnell aufheizbar
und auch schnell abkühlbar. Übrigens rechnet man nicht
mit Leistung, sondern mit der Wärmemenge Q in Kcal. oder
Kjoule. Steht auch im Wikipedia.
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rme

Autor: MiWi (Gast)
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Hansi schrieb:
> Es handelt sich um eine Induktive Anwendung, die Leistung wird ca.
> 5s-10s angelegt,die Temperatur der Platte sollte im Maximum ca. 150°C
> betragen.
>
> Nach 10s habe ich eine Oberflächen Temperatur von 70°C gemessen.
>
> Die Wärme kann sollte dann nach etwa 60s soweit abgeführt werden, dass
> die Oberflächentemperatur Stahlplatte wieder 50°C beträgt.

Nimm statt Wasser eine Ölkuhlung mit entsprechendem Öl und die Sache ist 
gegessen, 8kW sind nix was sonderlich aufregend wäre.

Wie? Einfach einen Hohlraum hinten anschweißen und diagonal mit Öl 
durchspülen. Ggfs für ausreichend Verwirbelung des Öls sorgen, damit es 
nicht nur quer durchfließt und dadurch Hotspots entstehen.

MiWi

Autor: Hansi (Gast)
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Vielen Dank für die zahlreichen Vorschläge :).

Autor: ichbin (Gast)
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MiWi schrieb:
> Nimm statt Wasser eine Ölkuhlung mit entsprechendem Öl und die Sache ist
> gegessen, 8kW sind nix was sonderlich aufregend wäre.

Neugierige Frage, vielleicht weist Du das ja aus dem Stehgreif ungefähr 
zu beantworten:
Um wieviel ist den Öl im Wärmetransport schlechter als Wasser? Lässt 
sich das ungefähr als Hausnummer beziffern?
Ich hab hier mehrere Alukühler mit Flüssigkeitskühlkanälen von denen 
einer durch Wasser durchgefressen wurde...

ichbin

Autor: MiWi (Gast)
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ichbin schrieb:
> MiWi schrieb:
>> Nimm statt Wasser eine Ölkuhlung mit entsprechendem Öl und die Sache ist
>> gegessen, 8kW sind nix was sonderlich aufregend wäre.
>
> Neugierige Frage, vielleicht weist Du das ja aus dem Stehgreif ungefähr
> zu beantworten:
> Um wieviel ist den Öl im Wärmetransport schlechter als Wasser? Lässt
> sich das ungefähr als Hausnummer beziffern?
> Ich hab hier mehrere Alukühler mit Flüssigkeitskühlkanälen von denen
> einer durch Wasser durchgefressen wurde...
>
> ichbin

Nein, ich weiß das nicht, ich weiß nur daß es solche Öle im 
Lebensmitttelbereich (Backöfen) gibt. Sollte aber nicht schwer sein daß 
über die Wärmemenge zu rechnen...

MiWi

Autor: Ernst G. Meint (Gast)
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MiWi schrieb:
> Sollte aber nicht schwer sein daß über die Wärmemenge zu rechnen...

Ganz so einfach ist das nicht. Schau dir bei Wikipedia mal den 
Wärmeübergangskoeffizient an. Das ist stark vom Fluid, Geometrie und 
Strömungsgeschwindigkeit abhängig.

Autor: Weinbauer (Gast)
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Autor: Georg (Gast)
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ichbin schrieb:
> Ich hab hier mehrere Alukühler mit Flüssigkeitskühlkanälen von denen
> einer durch Wasser durchgefressen wurde...

Erstens muss er ja kein Alu verwenden, und zweitens ist es 
Geschmackssache, ob man im Fehlerfall lieber Wasser oder Öl in der 
Gegend herumfliessen hat.

Alukühlkörper mit Wasserkühlkanälen haben da oft in die Bohrungen 
eingepresste Kupferrohre, das hat seine Gründe. Ich habe mit direkter 
Wasserkühlung in Alu auch schlechte Erfahrungen gemacht, es war 
notwendig das Wasser stark zu vergiften, damit sich der Kreislauf nicht 
mit Bakterien zusetzt. Irgendwie mögen die Alu.

Georg

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Georg schrieb:

> Irgendwie mögen die Alu.

Ja, wenn die eine ArithmetikLogikUnit fressen, werden sie intelligenter.
:-)

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