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Thema: *offtopic* Vibrationsfrei Kuehlen

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    *offtopic* Vibrationsfrei Kuehlen

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    Auch wenn es relativ wenig mit Robotic zu schaffen hat moechte ich zu einem kleinen kreativen Brainstorming anregen. Ich glaube bei so vielen kreativen Koepfen bin ich hier trotzdem nicht so falsch.

    Beruflich stehen wir vor der Anforderung unsere elektronischen Komponenten moeglichst vibrationsfrei zu kuehlen.
    "Ohne Luefter" lautete die kurze beschreibung unserer Desinger..

    Es handelt sich dabei um komplette 19" Systeme mit CPU Chassis, Motor Treiberkarten etc.

    Bisher wurde mit Lueftern und Waermetauschern gearbeitet.
    Welche alternative Moeglichkeiten wuerdet ihr vorschlagen, (Peltier, Wasserkuehlung an den Komponenten direkt?)

    MfG,
    BW
    Nam et ipsa scientia potestas est..

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Wir kühlen unsere Server mit speziell, von uns, entwickelten Heatpipes.
    Mail mir mal ein Bild rüber und ich sage Dir ob das auch bei den Systemen geht.

    Planung ersetzt Zufall durch Irrtum

    Gruß aus dem Ruhrgebiet Hartmut

  3. #3
    naja, peltier hat ein paar nachteile, du musst ja 1. die warme seite irgendwie kühlen, sonst hat das ding nen scheiss wirkungsgrad. und das wird ohne lüfter dann auch schwer. und sie verbrauchen _sehr_ viel strom. wasserkühlung evtl, soweit ich weiß werden bei apple die mac's auch so gekühlt. es gibt z.b. die laing pumpe die is bei pc-moddern sehr beliebt aber das ist ja dann auch nicht 100% vibrationsfrei?
    was ginge noch? kompressorkühlung!
    oder wie wäre es mit einem passivgekühlten system, mit der schon erwähnten heatpipe und einem dicken kupferblock. es wäre von vorteil wenn die komponenten von vornherein wenig wärme produzieren würden..

  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Irgendwo muss die Wärme dann ja schließlich hin.
    Wenn ein großer Kühlkörper hinten am Gehäuse einen geringen Wärmewiderstand hat dann kann man die Wärme dort hin bringen.
    Den Widerstand dahin kann man mit Heatpipes und Peltiers oder mit Wasser herabsetzen.
    Den Widerstand der Kühlkörper kann man durch extern geförderte Luftbewegung vibrationsarm verringern.
    Auf die Gesamtleistung kommt es schon an, welche Maßnahmen erforderlich sind.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hi BastelWasel,
    erstmal solltest du dir genau überlegen,
    - welche Bauteile nennenswerte Verlustleistung haben
    - bis zu welcher Temperatur diese arbeiten können (Elko <--> Transistor)
    - in welcher Form die Wärme abgeführt werden kann (Spule <---> To220)

    Das ist mir auf Anhieb eingefallen, es gibt aber mit Sicherheit noch viel mehr Faktoren. NImm dir ein weißes Blatt Papier und fertige eine Mindmap an, das hilft sehr beim Gedankenordnen.

    Dann würde ich versuchen in dieser Reihenfolge das Kühlproblem in den Griff zu bekommen:
    - Verlustleistung reduzieren wo möglich.
    - Passivkühlkörper / Platinenfläche / Wärmeabstrahlung über Chassis
    - Heatpipes EDIT: oder Heatlanes
    - Wasserkühlung (Vibration der Pumpe, entkoppeln)
    - Öhlkühlung, z.B. bei Spulen, Trafos

    IMHO größtes Problem ist die Verwendung von Elkos. Diese trocknen mit höherer Temperatur schnell aus und verlieren dabei Kapazität. Gleichzeitig sind sie sehr schwer zu kühlen.
    (Wirtschaftlich) sinnvolle KÜhlmethoden kannst du dir von PC-Netzteilen abschauen. Gleichzeitig sieht du dort auch, wie man es nicht machen soll.

    </brainstorming>

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Peltierkühler sollte man vermeiden wenn man nicht unbedingt unter die Raumtemperatur muss. Die haben üblicherweise einen lausigen Wirkungsgrad und man muss daher etwa 3 mal soviel Wärme abführen wie am eigentlichen Bauteil. Heatpipes können sehr effizient sein, sind aber nicht so flexibel wie Wasserkühlung. Wenn man viele Einschränkungen in der Kühlung hat, sollte man sich überlegen erst gar nicht so viel Wärme zu erzeugen, also auf stromsparende Komponenten achten, soweit man das in der Hand hat.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hi,

    leg doch alles in Flüssigkeit und mach ans Gehäuse große Passivkühler . Bei irgendeinem ROV hier im Forum hab ich von ner Flüssigkeit gelesen die einen ele. hohen Widerstand hat (keine Kurzen), die die Bauteile nicht angreift, usw. (die war sogar Umweltfreundlich). Die Wärme wird dann direkt am Bauteil großflächig abgeleitet und zum Gehäuse und den Passivkühlern geleitet.

    Natürlich muss dann das Gehäuse dicht sein.

    Gruß
    Kollaps einer Windturbine
    (oder: Bremsen ist für Anfänger )

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    flüssigstickstoff gezielt verdampfen lassen ?

    man könnte dafür nen speziellen kühlkörper entwickeln:
    kupferblock aufs bauteil.
    ein kanal für stickstoff durch den block bohren.
    eine düse/engstelle in der mitte des blocks einbauen (dort verdampft der stickstoff).

    um den entweichenden stickstoff müsste man sich wohl keine gedanken machen.
    ist innert und kühlt nebenbei noch alles was so in der nähe ist.

    gäbe natürlich einige schwierigkeiten:
    - wie bekommt man den stickstoff an den kühlkörper (leitungen müssen thermisch isoliert sein)
    - wie reguliert man die kühlung.
    - kondensierende feuchtigkeit
    - kann man sich das leisten, ständig neuen stickstoff bereitzustellen.
    einige fragen könnten sicher physiker beantworten, die sich mit tieftemperaturexperimenten beschäftigen (davon gibts ne ganze menge, leider gehöre ich nicht dazu )

    vielleicht könnte man auch einfach etwas kalten, gasförmigen stickstoff ins gehäuse pusten (um die gesamte luft im Gehäuse zu kühlen) und ansonsten auf die bauteile nur passive kühlkörper setzen.

    ist vielleicht ohnehin ne sinnvolle maßnahme: einfach die gesamte raumtemperatur auf etwas über 0° absenken. dazu die luft trocknen, um kondensation zu vermeiden. damit hat man immerhin schon mal ca 20° vorteil gegenüber normaler raumtemperatur. und alle weiteren maßnahmen können moderater ausfallen.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Felix G
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    Wenns was ganz Exotisches sein darf: Wirbelrohr

    Pressluft rein, und schon kommt auf der einen Seite warme und auf der anderen Seite kalte Luft raus.
    So viele Treppen und so wenig Zeit!

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Bei irgendeinem ROV hier im Forum hab ich von ner Flüssigkeit gelesen die einen ele. hohen Widerstand hat
    Das dürfte einfaches Silikonöl gewesen sein. Aber Salatöl aus dem Discounter funktioniert auch.
    Aber ob das im Sinne des OP liegt, den ganzen Rechner mit Öl zu fluten lass ich mal dahingestellt. Was z.B. Wenn mal eine Baugruppe gewechselt werden soll? Das dürfte in eine mittelschwere bis grosse Sauerei ausarten
    Ein ganz anderes Thema sind Festplatten. Denn in die darf auf keinen Fall Öl eindringen. Und das würde es sicher, da Festplatten nicht luftdicht gekapselt sind, sondern ein oder mehrere Löcher haben, die für einen Druckausgleich zuständig und nur mit Filtern versehen sind.

    Florian

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