Hallo zusammen. Ich sitze gerad an einem größeren Uni-Projekt und würde mir liebend gerne hier mal eine Einschätzung abholen, da ich auf diesem Gebiet noch sehr Einarbeitungszeit vor mir habe. Klimatisiert werden soll ein ca. 1m*1m*1m großer Raum, der isoliert werden wird. Dabei sollen Temperatur im Bereich 15-45 °C und rel. Luftfeuchte im Bereich 10-80 % geregelt werden können. Die Genauigkeit ist erstmal nicht im Vordergrund, bei Temperatur wären +-1 und für Luftfeuchte +-3 ganz nett. Das ganze soll natürlich möglichst günstig gestaltet werden. Eine weitere Anforderung sind sehr geringe Strömungsgeschwindigkeiten. Ich habe das mal mit einer einfachen analytischen Berechnung überschlagen und komme für den Raum als rechteckiges Rohr auf eine Geschwindigkeit von 0,035 m/s um Re_krit von 2320 nicht zu überschreiten und laminar zu bleiben. Der derzeitige Vorplan sieht vor, dass das eigentliche Klimasystem flexibel nutzbar jeweils über zwei Schläuche unten und oben an der Kammer angeschlossen wird (Kreislauf) und extern liegt. Innerhalb des Klimasystems tendiere ich gerade stark zu einer Lösung auf Peltierelement (Luft kühlen und bei Bedarf entfeuchten), dann ein Ultraschallzerstäuber (bei Bedarf Befeuchten) und letztlich ein Heizdraht um die Luft auf die gewünschte Temperatur erwärmen zu können, bevor sie in die Kammer eintritt. Bei Erfassung der Temperatur schwanke ich gerade noch zwischen Thermoelement und Widerstandsthermometer. Ich würde die Temperatur jeweils am Eintritt und Austritt an der Kammer erfassen und am Mittelwert die Regelung festmachen. Ich habe wie gesagt von Regelungstechnik bisher 0 Ahnung, klingt dieses Grundkonzept für euch realistisch? ;) Beste Grüße Jovi
jovise schrieb: > klingt dieses > Grundkonzept für euch realistisch? ;) Für eine Klimakammer ist "zuerst kühlen, dann heizen" ok, für ein Haus wäre es katastrophale Energieverschwendung. Was nicht heisst, dass es das nicht gibt, wir hatten mal so eine Anlage für das Fotolabor. Allerdings wird die Notwendigkeit des Kühlens nicht nur durch die Solltemperatur bestimmt, sondern auch durch die gewünschte Luftfeuchtigkeit, da Abkühlen die gebräuchlichste Methode ist zur Entfernung von Wasserdampf. In jedem Fall ist eine intelligente Steuerung zu empfehlen, damit nur so stark gekühlt wird wie nötig. Georg
jovise schrieb: > Bei Erfassung der Temperatur schwanke ich gerade noch zwischen > Thermoelement und Widerstandsthermometer Thermoelemente sind für die niedrigen Temperaturen unpassend. Ein Pt100 erlaubt reproduzierbare Messungen. Die Zuleitungen sind kurz, also Pt100 in 4-Leiter Messung statt Pt1000. NTC und PTC wie KTY würde ich nicht nutzen, Digitalsensoren wie DS1820 gingen, reagieren aber träger.
Kauf einen fertigen Klimaschrank. Bei dem sehr mageren Wissen wird ein Selbstbau eh nichts.
Moin, mir ist kein Klimaschrank mit Peltierkühlung bekannt, auch bei wesentlich kleineren Exemplaren laufen da beachtlich grosse Aggregate mit Verdampfer/Verdichter an sobald gekühlt wird. Ich würe jedenfalls zunächst mal einen kleineren Aufbau realisieren und die einzelnen Teile nacheinander implementieren. Temperaturmessstellen dürften gerne mehr dazu, mit der geringen Luftgeschwindigkeit könnte man sich komische Effekte vorstellen; kommerzielle Geräte können kleine Stürme entfesseln um das gesamte Volumen schnell umzuwälzen. Dämmung nicht vergessen. Wenn Du 6qmm Oberfläche hast, kann sich da eine Menge Energie bewegen. Überschlag doch mal anhand der Flächen, Wärmeleitwerte und gewünschten Temperaturunterschiede, wie viel Leistung deine Wärmepumpen haben müssen. Heizen ist sicher nicht das Problem, aber Kühlen ist aufwendig! -- SJ
Danke euch für eure Beiträge. Sapperlot W. schrieb: > Kauf einen fertigen Klimaschrank. Bei dem sehr mageren Wissen wird > ein > Selbstbau eh nichts. Danke für den Ansporn :) die Menschheit wäre mit dieser Denkart wohl nicht allzu weit gekommen. Alle kaufbaren Schränke über die ich Informationen eingeholt habe, weisen sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten im Inneren auf. Ohne aufwändige Umbauten ist da nicht zu holen. Sven J. schrieb: > Moin, > > mir ist kein Klimaschrank mit Peltierkühlung bekannt, auch bei > wesentlich kleineren Exemplaren laufen da beachtlich grosse Aggregate > mit Verdampfer/Verdichter an sobald gekühlt wird. > > > Dämmung nicht vergessen. Wenn Du 6qmm Oberfläche hast, kann sich da eine > Menge Energie bewegen. > > Überschlag doch mal anhand der Flächen, Wärmeleitwerte und gewünschten > Temperaturunterschiede, wie viel Leistung deine Wärmepumpen haben > müssen. Heizen ist sicher nicht das Problem, aber Kühlen ist aufwendig! > > -- > SJ Sowohl Memmert als auch Binder nutzen Peltierelemente in ihren Schränken und dort sind die Temperaturbereiche weit weit größer. Ich werde ja meist nur ca. 5 °C unter Umgebungstemperatur kühlen müssen (abgehesen vom Hochsommer). Ich habe eben eine überschlägige Rechnung gemacht und komme mit einer 25 mm Dämmung am Gehäuse (sicher noch ausbaubar) und einem delta_T innen/außen von 10 K auf einen Verluststrom von 120 W. Das ist natürlich erstmal nicht wenig, Peltierelemente sind ja keine Leistungsbrecher. Allerdings geht es ja darum ein konstantes Klima zu schaffen, d.h. in der Einlaufphase kann sowohl der Luftdurchsatz als auch die Leistung höhere gefahren werden, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Ich werde mich jetzt mal ausführlich mit der Auslegung und Dimensionierung von Peltiers beschäftigen.
Ich denke auch das ein Peltierelement von der Leistung nicht ausreichend genug ist. Kommt natürlich auch auf die Reaktionsgeschwindigkeit drauf an. Bei Klimakammern ist die Feuchtigkeitsregelung auch sehr mühsam. Vorallem wenn du das Ding öffnest gibt es sofort immer einen hässlichen anstieg der Luftfeuchtigkeit. Luftgeschwindigkeit zum umwälzen scheint mir auch sehr tief. Die Gefahr da besteht das sich die Luft nicht richtig umwälzt und sich in der Kammer verschiedene Temperatirzonen bilden. wenn du in der Abluft deine Messungen vornimmst kann es sein das es dann zu üblen fehlmessingen kommt. Ich würde den Sensor lieber im Raum mittig platzieren.
Zu Peltiers ist zu sagen... 120W thermisch ist eine Menge. Selbst bei Delta T gleich null ist der wirkungsgrad nur vielleicht 30%, dh um die 120W zu pumpen, musst die 400W reinstecken, und auch abfuehren. Bei DeltaT ungleich Null wird's schlechter, also denk an 500..1000W die abgefuehrt werden muessen. Das geht nur per Wasser. Die Peltiers werden eine Menge kosten... Numm einen Kompressor, und ueberleg wieviel Volumen du wirklich brauchst.
Wie homogen müssen Temperatur und Feuchte werden? Die geringe Umwälzung wird wohl eines der größten Probleme werden. Wie willst du die Feuchte messen? Die üblichen Halbleiter-Sensoren haben ja selbst schon eine Genauigkeit von +-3. Gute Schränke verwenden Psychrometer. Die funktionieren aber nur, wenn sie ordentlich angeströmt werden...
das hier ist ein Standard-Gerät für solche Zwecke, ev haben sie auch grössere Öfen: http://www.thunderscientific.com/humidity_equipment/model_2500.html Hat keine "Umluft", Feuchte über sehr kleine Volumenströme, ca 1-10 Liter/Minute.
Fertig kaufen ist garantiert billiger als sowas selber bauen. Aber wenn du das nicht glaubst dann mach ruhig... Fuer den Anfang empfehle ich mal das du dich informierst wie du denn die Luftfeuchtigkeit dauerhaft in dem von dir gewuenschten Bereich zuverlaessig messen willst. Mit einem fertigen IC fuer 3Euro geht das nicht. Ausserdem vermisse ich Angaben darueber was du in deiner Kiste so treiben willst. Wenn das z.B ein Geraet drin steht das selber 100W verbraucht dann musst du das natuerlich auch abfuehren koennen. Die hohe Luftstroemung haben fertigen Kammern fuer gewoehnlich weil der Kunde sowas haben will. Oder willst du anstatt Stunden lieber Tage warten bis das was in der Kammer steht hast auf die Temperatur der Kammer runter ist? Olaf
Falls hohe Stroemungsgeschwindigkeiten ein Problem sind ... Lufttemperatur und Feuchtigkeitsmessungen werden extrem unpraezise falls nicht, denn die Zeitkonstanten werden zu hoch. Gradienten bleiben aufgrund langsamer Transportmechanismen sehr lange stehen. Nebel, Inversionslagen existieren als Gleichgewichtszustand naemlich nicht. Trotzdem bleiben diese temporaeren Zustaende lange stabil. Bedeutet.. sobald in einer Klimakammer Waerme erzeugt oder benoetigt wird, sobald Feuchte benoetigt, oder erzeugt wird misst man was man will, oft relativ stark daneben. 5 Grad Temperatur und 10% Feuchte Verteilung ueber so ein Volumen sind schnell erreicht. Worum geht es ueberhaupt ?
Also um noch mal etwas mehr Licht ins Dunkel zu bringen: die kaufbaren Schränke in der passenden Größenordnung mit einstellbare RH und Temperatur beginnen bei ca. 15.000 EUR. Aus diesem Grund macht ja es durchaus Sinn, erstmal zu schauen, was in Eigenregie möglich ist. In der Mitte der Kammer werden dünne Kunstofffasern gesponnen, deshalb die Anfälligkeit gegenüber Luftströmungen. Die hat erstmal keinen nennenswerten Wärmeausstoß zur Folge. Wie schon gesagt: Es kann durchaus Einlaufzeiten geben, also ohne laufenden Prozess die Klima einschalten, Lüftgeschwindigkeit auf 30.000 upm und Kette. Sind die T- und RH-Bedingungen erreicht, wird der Lüfter runtergerelt und der Prozess gestartet (Dauer 1-5 Minuten). Wichtig ist nicht dass schnelle Temperaturänderungen erfolgen sondern eine angemessene Konstanz. Zu der Frage, wie homogen das ganze werden soll: es handelt sich ja um einen luftdicht abgeschlossenen Kreislauf, also gehe ich davon aus, man durchaus mit einer gewissen Genauigkeit für das enthaltene Luftvolumen eine Feuchtigkeit (+- 3) einstellen und diese Luft dann umwälzen kann. Ein weiterer Punkt ist, dass am Ende dieses Projektes durchaus herauskommen kann, dass dies alles wirtschaftlich oder technisch nicht umsetzbar ist. Auch ein Ergebnis. Trotzdem muss es ausgearbeitet und verschiedene Varianten betrachtet und dargestellt werden.
jovise schrieb: > In der Mitte der Kammer werden dünne Kunstofffasern gesponnen, Das sind offensichtlich beachtliche Faserstärken, wenn man dafür 1 m³ Raum benötigt.
Route 6. schrieb: > jovise schrieb: >> In der Mitte der Kammer werden dünne Kunstofffasern gesponnen, > > Das sind offensichtlich beachtliche Faserstärken, wenn man dafür 1 m³ > Raum benötigt. Das war eine skalierbare Vornnahme ;) ich bin nach einigem Rechnen mittlerweile auch bei der Erkenntnis, dass 1 m³ Innenraum nicht realistisch klimatisierbar ist mit den Mitteln die mir zur Verfügung stehen. Mit etwas dickerer Dämmung sowie Maßen von 0,7m/0,7m/0,7m liegt der Verluststrom bei ca. 30W. Damit werden die Pelztiere auch wieder realitischer
Servus Jovise, ich habe vor kurzem einen Inkubator selbst gebaut. Ich habe nur die Funktion Heizen und Befeuchten. Für die Funktion Heizen habe ich ein Solid State Leistungssteller mit Phasenanschnittsteuerung verwendet welche eine 60 W Glühbirne dimmt +- 0,2 °C. Alternativ zur Glühbirne könnte man Heizkabel aus dem Terrarien Zubehör verwenden. Beim Befeuchten habe ich lange mit verschiedenen Ultraschall Befeuchtern probiert und bin jetzt auf eine Terrarien Beregnungsanlage umgestiegen diese ist aber zurzeit noch ungenau + 7 % r.F . Plan ist es noch mit verschiedenen Einspritzdüsen zu experimentieren.
Bei Humidoren ( Zigarrenlagerung) gibt es interessante Konzepte zur Feuchteregelung. Temperatur ist dagegen recht einfach. Ich sehe ein größeres Problem bei den nötigen Sichtfenstern, da kommt einiges an Wärme durch. Grüße Bernd
Hast Du mal bei Mytron angefragt? Die haben Schränke im Angebot, die Deinen Anforderungen nahe kommen, und sind sehr flexibel. Ich arbeite da nicht, wir haben nur mal mit denen ein Konzept für einen sehr speziellen Schrank erarbeitet. http://www.mytron.de/ Ansonsten gibt es noch Brutschränke mit Peltier-Elementen, gebraucht durchaus auch preislich attraktiv - nur meist ohne Feuchteregelung.
Da dein Prof offensichtlich nicht in Klimatechnik forscht versuche ihm deutlich zu machen dass a) deine Zeit (Geld kostet du ja nichts bis sehr wenig) wissenschaftlich sinnvoller einsetzbar ist und b) für ihn wichtiger, er schneller zu Ergebnissen und damit Veröffentlichungen kommt wenn er aus Projekt- oder freien Mitteln einen fertigen Klimaschrank kauft. Einer mit abschaltbarer Umwälzung scheint ja zu reichen. Falls dass nicht klappt solltest du an anderen Instituten und Fakultäten nachforschen ob es schon einen passenden Schrank gibt den ihr mitbenutzen könnt. An technischen und naturwissenschaftlichen Fakultäten sollte es etliche geben. Da es möglicherweise keine zentrale Laborausstattungsliste gibt bedeutet das abklappern der Laborverantwortlichen.
Das wird seeeeehr aufwändig! Geringe Strömungsgeschwindigkeiten kannst Du Dir abschminken. Es sei denn Du nimmst die Luft, unverändert, von außen. Ansonsten gilt: Die warme Luft musst Du nach unten blasen, die kalte nach oben. In dem Moment, in dem Du irgendwas in einen so riesigen Raum stellst, hast Du Ecken und "Schatten", die Du nur durch ordentliche Luftbewegung vermeiden kannst. Konkrete Geräte haben gerne den Ventilator auf halber Höhe und blasen dann geradeaus. Erledigen also das hoch/runter durch Strömungsgeschwindigkeit. Außerdem ändert jedes Teil, das Du in den Innenraum bringst die Temperatur und damit sogar die Luftfeuchte. Weiterhin "veränderst" Du ja ständig die Luft. Diese soll ja überall gleich sein. Also schon wieder blasen. Willst Du auch eine halbwegs geregelte Luftfeuchte haben, so wird es richtig aufwändig. Ein Bleistift: Die Einstellungen stimmen (geregelt durch ein Heizregister und einen Verdampfer) und jetzt soll eine geringere Luftfeuchte eingestellt werden. Das geht aber nur, indem Du die gesamte Luft (blasen) abkühlst und das (überschüssige) Wasser herauskondensierst. Dadurch stimmt dann aber wieder die Lufttemperatur nicht mehr. Also anschließend heizen. In der Praxis wird das ganze wohl darauf hinauslaufen, dass Du zwei fast unabhängige Einheiten benötigst. Eine, die sich um die Lufttemperatur kümmert und eine, die sich um die Luftfeuchtigkeit kümmert. Erstere, meist eine Kombination aus Heizregister und Wärmetauscher und dem obligatorischen Ventilator. Die muss sowohl die Innenluft, als auch die eingestellte Masse heizen bzw. kühlen können. Die Zweite bestehend aus einem Kühler (wenn zu feucht) einem Verdunster (meist Ultraschall, wenn zu trocken) und hinten eine weitere Heiz-/Kühlkombination um die Austrittsluft auf den Eingangszustand zu bringen - dem nach je. Alles in allem nichts, was man mal zu zwischen Frühstück und Mittag plant, geschweige denn konstruiert.
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.