WaKü via PWT & Durchlauf-/Plattenkühler & Peltier
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- Dieses Thema hat 8 Antworten und 5 Teilnehmer, und wurde zuletzt aktualisiert vor 8 Jahren von Fam3.
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12. April 2016 um 1:04 Uhr #503627Fam3Teilnehmer
Hallo Zusammen!
Mir kam kürzlich eine Idee…. Und wollte mal reinhören was Ihr dazu sagt.
Die Idee ist vielleicht verrückt und für den Einen oder Anderen nicht ganz nachvollziehbar, aber das sollte uns davon nicht abbringen, darüber zu sprechen 😉
Und zwar hatte ich folgenden Idee…
Meine aktuelle WaKü muss ~800W verarbeiten.
Dabei benutze ich einen Phobya 1260SuperNova Radiator mit 5 Lüfter bei 800 U/min. Die Wassertemperatur beläuft sich unter Volllast(IntelBurnTest+FurMark) bei 35°C(21°C-Raumtemp.).Nun überschlägt sich meine Wirklichkeit mit der Irrealität:lol: (oder hoffentlich nicht).
Mir kam die Idee den Radiator aus der WaKü heraus zu nehmen, und diesen durch einen Plattenwärmetauscher zu ersetzen.
Der 2. Kreislauf des PWT soll Kühlwasser von ~5-10°C führen. Um das Kühlwasser das ganze Jahr über so kalt zu bekommen, hatte ich an Peltier-Elementen gedacht. Diese Peltier-Elemente würde ich in einer Eigenkonstruktion verbauen. Einer Art Kühlplatte in der das Wasser des 2. Kreislaufs vom PWT fliesst. Diese soll das Wasser auf ~ 5-10°C kühlen. Um die Gegenseite des Peltier-Elements zu kühlen, hatte ich gedacht die Eigenskonstruktion so zu gestalten, dass ich das Wasser der WaKü(Hardware) zum “kühlen” der heißen Seite, benutze.Den Rest lass ich mal offen….
Weiss selbst nicht so genau, wer wie wo was:roll::roll::?:
Aber ich weiss, dass es Möglich wäre.:!::!::!: -
12. April 2016 um 11:04 Uhr #957698ThaRippaAdministrator
Dann such mal genug Pelts für 800W Transport-“Leistung” und rechne aus wie viel Heizleistung du wegen deren schlechtem Wirkungsgrad dann abführen musst. Pelts sind schon lustig aber leider seeehr unpraktisch für Anwendungen mit hoher Wärmeleistung und/oder höher gewünschter Temperaturdifferenz. Gesendet von iPhone mit Tapatalk
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12. April 2016 um 15:04 Uhr #957704psahgksTeilnehmer
Fam3;529389 said:
Um die Gegenseite des Peltier-Elements zu kühlen, hatte ich gedacht die Eigenskonstruktion so zu gestalten, dass ich das Wasser der WaKü(Hardware) zum “kühlen” der heißen Seite, benutze.Wenn ich dich richtig verstanden habe und du die Heißseite des Peltierelements mit dem gleichen Kreislauf kühlen willst, den das Peltierelement kühlen soll, erhitzt du das Wasser dadurch einfach noch zusätzlich.Hätte den gleichen Effekt (prinzipiell), als wenn du das Peltierelement an der Luft ohne Kühlung und ohne Verbraucher betreiben würdest. Verbrät dann halt nur Strom in Wärme.Wenn du mit einem Peltierelement den Rechner kühlen willst, such dir eins aus, das mit der Abwärme eines einzelnen Bauteils (z.B. Prozessor ) zurechtkommt und kühle das mit der Wakue. Wenn du dabei mit recht hohen Temperaturen in der Wakue leben kannst könnte es gegenüber direkter Wakue einen Vorteil bringen. Allerdings keinen besonders großen.
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12. April 2016 um 19:04 Uhr #957716Fam3Teilnehmer
Edit kommt später…Edit begonnen: @ThaRippa:Danke für den Hinweis, aber ich dachte eher an eine Kühllplatte, die von Peltier-Elementen besetzt ist und NUR zun Unterstützung(Differenz zur Raumtemp.) dienen soll.Dass damit keine 800W sinnvoll herunter gekühlt werden kann ist klar.:d::d:@psahgks:Du hast mich leider falsch verstanden.Ich meinte 2 von einander getrennte Kreisläufe. Der erste Kreislauf ist für die PC Hardware(und Peltier-Elementen) zum Kühlen gedacht, und der 2. (seperate) Kreislauf zur Kühlung des PC-Wassers im Plattenwärmetauscher.Ich habe hier einen Plan der WasserKühlung erstellt und ein SketchUp von einer möglichen Variante.(Abmessungen Platte 40cm x 40cm, Finnen(außen)1mm x 40mm, Abstand Finnen(außen) 3mm, Finnen(innen)1mm x 20mm, Abstand Finnen(innen)1,5mm + 2mm + 2mm + 1,5mm, Kanalbreite 10mm)Der aktuell würden ca 8Liter durch den Kühler fließen.(Edit: Ich korrigiere, habe mich mich verrechnet… ca 2Liter!)Grundsätzlich sollte der Durchlaufkühler von ausserhalb gekühlt werden und nicht DURCH Peltier-Elementen ;)Die Peltier-Elemente wollte ich zum Herabkühlen des Kühlwassers, des 2. Kreislaufes, nutzen.Und die Abwärme der Peltier-Elemente wollte ich im 1. Kreislauf einbinden. Bislang überschlägt sich das Mediums-Volumen:lol: aber damit könnte man leben, auf einer grossen Fläche verteilt:d:2 Liter in der Durchlaufkühler, dann noch ein wenig in den Plattenwärmetauscher und dem AGB + 1-3Liter in dem PC Kreislauf. Macht unterm Strich Runde 5Liter :lol::lol::lol::lol:Ich hoffe, ich konnte ein wenig Klarheit schaffenGruß Fam3
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12. April 2016 um 20:04 Uhr #957719Christoph!Administrator
1. Du hast eine thermischen Kurzschluss. Du musst irgendwo die Energie aus Deinem System wieder rausbekommen. Damit meine ich den Strom den der PC komplett in Wärme umsetzt und die zusätzliche Wärme des Peltiers (den Strom den das Peltier “verbraucht”).2. Ein Peltierelement hat einen Wirkungsgrad (einen beschissenen) d.h. Du hast mehr Energie von der warmen Peltierseite abzuführen, als Du mit der kalten Seite aufnehmen kannst.
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13. April 2016 um 13:04 Uhr #957736Fam3Teilnehmer
Durch den parallelen Aufbau einer WaKü könnte man doch theoretisch das wieder ausgleichen…?
Denn in den Kühlleitungen in denen nicht so viel Abwärme produziert wird, wird am Ende auch weniger Joule der Gesamtkühlung beigesetzt.(?) Das meine ich jetzt gegenüber einem seriellen Kreislaufes. Naja und die Differenz zwischen parallel und seriell gleicht am Ende das Peltier-Element aus(Negativ durch +°C). -
13. April 2016 um 15:04 Uhr #957739Mad-MaxModerator
Der Fam3 und seine famosen Ideen. Ja klar kannst du die Pelztiere dann mit ner eigenen Wakü kühlen, aber abgesondert von der des PCs. Sonst hast du ja quasi nix anderes als am Anfang nur in viel komplizierter. Des weiteren ist die Idee verwerflich, da du für die Pelztiere Strom brauchst – sprich den Gesamtverbrauch hochtreibst, und noch mehr Wärme erzeugst, die noch dazu gekühlt werden muss. Ja kann man machen, aber erscheint mir nicht sinnvoll. Dann einfacher die aktuelle Wakü verbessern / erweitern und damit kühler werden. Mein Verständnis des “Nutzen” der Peltiers war der Wärmepumpeffekt – sprich die Wärme wurde besser da weggenomnen, wo sie herkam (CPU / GPU). Da die Kühler mittlerweile was können und die WLP auch ergo eher nicht sinnvoll. Dann kannste besser gleich nen Durchlaufkühler mit reinsetzen, die gibts in fertig und erprobt….
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13. April 2016 um 18:04 Uhr #957743ThaRippaAdministrator
Genau darauf zielte meine Frage eingangs ja ab. Rechne mal bitte aus,
– wie viel Watt zusätzlich abgeführt werden müssen
– welche Temperatur die heiße Seite dann haben soll, da die kalte ja immer nur “ein paar” K kühler ist als die heiße, also von der Kühlleistung auf der heißen Seite abhängtDas reicht eigentlich schon, mehr muss man nicht wissen.
Ach was, lasst uns das doch mal zusammen durchdenken:
So ein Pelt kühlt die eine Seite um (rechnerisches Beispiel!) 50K ab, und kann etwa 100W Wärme transportieren. Diesen Wert sieht man übrigens schon mal nirgends, es steht immer die maximale Leistung des Elements da. Die ist aber nur das Produkt aus Spannung und Stromstärke, sprich die maximal aufgenommene elektrische Leistung. Zwischen der und der Realität liegt: der Wirkungsgrad. Und der ist bei Peltierelementen, so sagt man, etwa 1/10 des Carnot-Wirkungsgrads. Der wiederum ist weit entfernt von 1, und hängt maßgeblich von der Temperaturdifferenz ab.
Aber wir nehmen einfach mal 1/10 Wirkungsgrad an, also 0.1 oder 10% 😀 ums einfach zu machen. Nun bedeutete das in unserem Beispiel, wir müssten 1000W elektrische Leistung aufwenden, um den Transport von 100W Wärmeleistung im Pelt zu bekommen. Uff.
Und jetzt kommt noch das Problem, dass die elektrische Leistung dabei selbst in Wärme umgewandelt wird. Sprich: wir müssten jetzt 1100W Wärmeleistung von der heißen Seite ableiten, damit sich die nicht erwärmt. Erwärmt sie sich, erwärmt sich ja auch die kalte Seite. Das kann ganz schnell so weit gehen, dass man die kalte Seite heizt. :devil:
Aber nehmen wir mal an, der Sekundärkreislauf ist groß genug und schafft die 1100W weg. Die transportierte Wärmemenge ist genau dann am größten, wenn beide Seiten des Peltierelements gleich warm sind. Klingt erstmal komisch, weil es ja sonst genau umgekehrt ist. Je größer das Temperaturgefälle, desto mehr Wärme wird transportiert.
Hier in unserem Szenario haben wir aber ein merkwürdiges Element, welches aktiv Wärme pumpt. Und das kann das eben genau an dem Punkt am allerbesten, an dem die Differenztemperatur 0K beträgt.Was bedeutet das nun für unser Beispiel? Nun, die 100W Leistung hat unser Element nur, wenn wir die Temperatur des Sekundärkreislaufs auch so weit runtergekühlt bekommen, wie die des primärkreislaufs sein soll. Solange beide kreisläufe mit Raumluft gekühlt werden, fällt jedem auf, dass man sich hier im Kreis dreht. Dass man besser da steht, sobald man das Peltier-Element abschaltet. Denn wenn man die dafür benötigte Kühlfläche in den Primärkreislauf einbaut, ist man wahrscheinlich besser dran. O:-)
Und wenn der Primärkreislauf wirklich nicht mehr kälter werden kann durch mehr Fläche, erst dann kommen Wärmepumpen in Frage. Dann aber welche mit größerem Wirkungsgrad.:+
Zurück zum Beispiel. Wir haben jetzt für unsere 100W Kühlleistung eine WaKü gebaut, die 1100W Heizleistung auf Raumtemperatur +Delta-T der Radiatoren (Übergang Wasser-Luft, hat man ja immer) kühlen kann. Ab hier wirds wirklich nur noch geschätzt, aber angenommen wir haben noch 50W Transportleistung bei 20K Temperaturdifferenz. Wir können die Sekundärseite ja nicht kühler bekommen, also kann das Wasser theroretisch vielleicht 20K abkühlen, wenn nur 50W Heizleistung vom PC ins Wasser abgegeben wird. Bei etwa 70K Differenz ist die Transportleistung nämlich gleich null, und dazwischen verläuft das nicht linear. 20K kühler wäre aber schon nah an den 10°C die du möchtest. 🙄
Nur, was macht denn der Primärkreis, wenn das Wasser 0.1K kühler wird? Die Effizienz der dortigen Radiatoren sinkt, soviel ist klar. Damit sinkt auch die Kühlleistung. Blöd. Aber nehmen wir an, wir könnten so gut elektrisch kühlen, dass uns das egal ist. Hier wirds schon absolute Spinnerei, aber weiter: jetzt kommt irgendwann der Punkt, bei dem die Wassertemperatur unter der Raumtemperatur liegt. Und wir Pumpen das kalte Wasser durch Radiatoren, wo wir wärmere Luft durchpusten… moment mal, plötzlich kühlen wir mit dem Primärsystem den Raum! 🙁
Macht nichts, bzw. ist gut so, denn auf der Sekundärseite heizen wir ja mehr als 10x so stark. Aber wir müssen uns schon fragen, warum wir die Kälte verschwenden. Wenn wir unter 30°C wollen, muss also das Wasser von der Luft im Gehäuse und im Raum isoliert werden, Radiatoren im Primärkreislauf sind in der Region zunehmend nutzlos und ab Raumtemperatur sogar störend. 8-[
Deshalb hast du das ja auch schon so geplant, und willst nur noch den Plattenwärmetauscher haben als Kühlmöglichkeit für den Primärkreislauf. Also den, der wirklich den PC kühlt. Ich nenn den primär. Äh… weiter. :-#
Dafür bekommen wir das Problem, dass die Kühlkörper im System kühler als die Außenluft werden. Kondenswasser setzt sich ab. Wir eliminieren also den Primärkreis komplett, setzen die Peltierelemente auf die Hitzequellen und die Kühlkörper auf die heiße Pelt-Seite. Nun haben wir immerhin das klassische WaKü-plus-Pelt-System erhalten. Das sieht dann aber nie schön aus.
Puh, erstmal durchatmen. Das war eine gedankliche Reise, die ich gerade auch zum ersten mal gemacht habe und live mitgeschrieben. Jetzt lehnen wir uns mal zurück, und schauen uns gedanklich unser Beispielkonstrukt an, was da hinten am Horizont noch irgendwo laut heiße Luft durch die Gegend bläst. Was wollten wir noch gleich erreichen mit der Aktion? :-k Naja egal.
Zum Glück haben wir uns kein derartiges System vorstellen wollen, welches 800W Heizleistung auf weit unter Raumtemperatur abführen können soll. :fresse:
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14. April 2016 um 2:04 Uhr #957748Fam3Teilnehmer
Nabend Zusammen;)Okay, ich versuch mal alles zusammen zu bekommen und das relativ geordnet!(Wer mich mittlerweile kennt, weiss dass ich nur konfuses Zeugs schreibe und Gedanke habe):x#-o[-XIdee:Ich möchte mir ein Case und eine WaKü bauen.Da mir nun alle Möglichkeiten offen stehen, bin ich viel am überlegen, damit Alles zusammen passt.Bei der WaKü wollte ich mal was neues ausprobieren. Eine WaKü die durch einen Plattenwärmetauscher(PWT) gekühlt wird. Um dem PWT stehts kühles Wasser zur verfügung zu stellen, habe ich mir überlegt einen PC-Kreislauf und einen Kühl-Kreislauf zu erstellen.Die mittel zum PC-Kreislauf und modifizierung am Kreislauf wären möglich. Beim Kühl-Kreislauf hatte ich eine Idee, um die es hauptsächlich geht. Einen Kühl-Kreislauf, der wenig Durchfluss hat, sehr groß ist, und das Wasser letztendlich auf 5-10°C herbakühlen sollte. 5°C war vielleicht ein wenig zu tief gegriffen deswegen möchte ich an dieser Stelle diesen Wert revidieren und ihn auf 10-15°C festlegen.Ich wollte die Kühlzeit im Kühl-Kreislauf maximieren, und unter Zimmertemperatur gehen. Um das anzustellen, kam mir die Überlegung einen Kühler fertigen zu lassen, der das Kühlwasser weitestgehend auf Zimmertemperatur bzw bis zu 25°C herabkühlt. Den weiteren Teil sollten Peltier-Elemente übernehmen. Auch hier wollte ich auf große Durchflussdauer setzen. Des weiteren wollte ich nicht ein Hochleistungs-Peltier-Element einsetzen, das nur punktuell kühlt(ergibt sich aus Durchflusslänge/-dauer). Deswegen viele kleine Elemente und über die Fläche verteilt. Dazu kam mir die Idee eine Art (weiteren)Kühlplatte oder Durchlaufkühler zu basteln auf denen die Elemente dann draufsitzen und das Wasser auf 10-15°C kühlen. (Habe jetzt eine neue Idee die weiter unten steht 😉 pls Comment!!)Alles in allem war die Idee mit einem PWT zu arbeiten und diesem ein Mindestmaß(°C) an Kühlwasser zur verfügung zu stellen. Jetzt noch ein paar Anmerkungen:1. PC-Kreislauf ~500l/h und mehr———Kühl-Kreislauf ~30-100l/h2. PWT = zwei Unterschiedliche Fluide/Durchflüsse möglich3. Kondenswasser bis zum PWT möglich, PC-Hardware unbetroffen (Mischverhalten)4. Fluid-Mengen sind frei wählbar5. PC-/Kühl-Kreislauf variabelWeiterhin zur neuen Idee bei den Peltier-Elementen…Mir kam die Idee, anstatt einer Platte, etc einen wassergefüllten, geschlossenen Kupfer-Würfel zu nehmen, den mit Styropor von aussen zu verkleiden. Im Inneren ist ein Kühlkanal(dünnes Kupferrohr) der vom Wasser umschlossen ist. An den Außenwänden werden die Peltier-Elemente befestigt, die das Wasser im Würfel herabkühlen. Und natürlich werden die P-E’s irgendwoher gekühlt (das steht bislang erstmal offen woher wie und was am sinnvollsten ist, zur Kühlung der P-E. Ich denke das wird sich noch aufklären). Die Idee mit dem Wasser kam mir, weils das beste Wärmespeichermedium ist und ich damit eine thermisch isolierte Masse(o. Fluid) habe, die stehts in bewegen sein wird, weil warmes Wasser bekanntlich aufsteigt. Beim Kupfer(Platte/Kühler) , so denke ich zumindest, würde ich viel Energie verschenken, da diese nur punktuell kühlen. Der weitere Gedanke war die Wärmespeicher kapazität. Vielleicht steht mir bei dem Gedanken aber auch nur die Welt wieder über Kopf…?:x:x:x(hier der Ursprung der neuen Idee… fragt nicht…https://www.youtube.com/watch?v=1Kp_yWY2tdU )@ThaRippa:Danke mal wieder für den, doch so lang gewordenen Text 😉 Weiss ich zu schätzen!:d:Auf das Kondenswasser bin ich oben eingegangen. Wenn ich mich täuschen sollte, bitte korrigiere mich.Bleibt noch deine Anregung zur Berechnung offen. Hier muss ich dich leider vorerst enttäuschen, da ich bislang noch nicht wirklich hinter die Formeln gestiegen bin…Wie oben beschrieben dachte ich mir, viele P-E’s zu nehmen und diese zu verteilen. Wobei ich vorerst pi*Daumen an bis zu (insgesamt)100W Stromaufnahme anfänglich dachte.(Bsp: 10x http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/193550-da-01-de-TEC_1_1703_Peltier_Element.pdf, etc. )Berechnen will und werde ich natürlich auch alles, aber erst wenn ich etwas Gewissheit habe, einen möglichen Ansatz gefunden zu haben.@All, ich hoffe ich habe damit nochmal alles Relevante zusammen gefasst, und vielleicht auch Missverständnisse aus der Welt geschafft(Bsp.: 1000W NUR durch P-E’s zu kühlen^^)Bislang ist ja noch offen, wie die P-E’s gekühlt werden sollen… jetzt werf ich nochmal die Frage in den Raum:Wie würdet ihr es machen:?::?::?::?::?::?::!::!::!::!::!::!: (Mein (neuer*)Ansatz ist, mit dem kühlen Kühlwasser des Kühl-Kreislaufes zu kühlen, um die P-E’s zu unterstützen. Und das Wasser danach in den PWT fliessen zu lassen, bevor es wieder herunter gekühlt wird.)Ansonsten, wenn die Idee klappen könnte wäre das super^^ Komm leider nur noch nicht so ganz mit den P-E’s klar…. auch im rechnen….An dieser Stelle nochmal DANKE an alle!!! Weiter so ;)Gruß Fam3PS: Bislang bleibts eine Idee…Nachtrag:@Admin/Webmaster:Wollte nur mal anmerken, dass ich den ersten(nun zu dem hier geändertem) Beitrag ca 18h vorher geschrieben habe bevor er angezeigt wurde. Danach habe ich die Threadüberschrift abgeändert, welche direkt übernommen wurde. Nur der Beitrag kam ca 18h später…Nachtrag2.Also ich habe mir das nochmal mit dem Wasser in dem Kühlwürfel überlegt…Wasser zu nehmen wäre absoluter Schwachsinn…:x:x[-X[-X Weniger Wärmespeicherkapazität des Fluids bewirkt mehr… Zumindest was den Wärmeaustausch(Fluid) zwischen Würfel und den Kühlrohren betrifft.Nachtrag3.Mir scheint, als wäre dieser Post WIE ein Ende des Threads. Sorry Missverständnis!… bitte weiter drüber diskutieren, nachdenken, anregen, etc!!!Danke
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