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Thema: Kühlsystem - z.B. Miniatur-Kompressionskältemaschine

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier Avatar von Getorix
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    Kühlsystem - z.B. Miniatur-Kompressionskältemaschine

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    Hallo,

    ich Suche für folgendes Roboterprojekt: http://www.roboternetz.de/community/...neningenieurin

    eine engergieeffiziente Kühlmethode mit der sich ca. 90 °C heisser Heissleim auf 30°C herunterkühlen lässt.


    Die Schmerzensgrenze in Sachen Gewicht für die Kühlung liegt bei ca. 200 g, etwas leichteres wär natürlich schöner. Die Wärmemenge, die jeweils weg muss, hängt dann vom System ab, das es noch nicht dimensioniert ist, weshalb ich da noch keine Angaben machen kann. (bzw. vermutlich das System dann so designe, dass die Kühlung passt).

    Ich durchforste das Internet und Kataloge schon seit 2 Tagen nach kleinst-Wärmepumpen, Kompressor-Kühlmaschinen und Co. und werde einfach nicht fündig .


    Liebe Grüsse
    Lina

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    mir fällt grad spontan nur peltierelement ein die eine seite zum heizen nutzen für den heiskleber und die andere zum kühlen
    was gibt es noch zu sagen

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Wo ist der Beitrag von PICture von vorhin hin? hm....

    Ich denke auch, dass du mit 200g kein Kühlsystem realisieren kannst.

    Bei TCEs entscheidet doch die angelegte Polarität darüber welche Seite warm und welche Seite kalt wird oder? Als ersten Gedanken kommt mir dabei, das Pelztier zum zum Kühlen der Füße und zum aufheizen des Klebers zu verwenden. Dabei wird auf einer Seite des TCEs ein Passivkühler angebracht. Die andere Seite ist die "Arbeitsseite" Während das TCE zum Heizen des Klebers verwendet wird, wird der Passivkühler vorgekühlt. Sobald der Fuß abgekühlt werden muss wird das TCE umgepolt. Der Kühler kühlt jetzt die heizende Seite während die Arbeitsseite den Fuß abkühlt. Wie effektiv das Ganze ist müsste jemand beurteilen der sich besser mit TCEs auskennt.
    Alles ist möglich. Unmögliches dauert nur etwas länger!

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier Avatar von Getorix
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    Hallo,

    ja, Pelterielemente sind die aktuelle Lösung (für das Funktionsprinzpmodell) nur leider reicht da das Peliterelement alleine nicht, da die warme Seite angeblich zu warm wird und die dann den ganzen Prozess ausbremst. Meine Vorgänger haben da drum Wärmetauscher und Lüfter installiert, was wahnsinnig viel Bauraum braucht und viel zu viel Energie.

    Das mit dem Umpolen klappt leider nicht so gut, da man halt etwa 60 s warten muss, bevor man die Polung ändert, da sonst das Element zerstört wird. Heizdrähte/Widerstände heizen eh deutlich schneller und effizienter. Das ist nicht so ein Ding, da noch welche hinzuzufügen.

    Für den geplanten Akkubetrieb ist das nichts. Ich will Peltierelemente natürlich deswegen nicht auschliessen, mit einer etwas vernünftigen Dimensionierung liesse sich auch bestimmt etwas machen, aber ich hoffe noch drauf, etwas geeigneteres zu finden.


    Liebe Grüsse
    Lina

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Effizienter als mit nem Heizdraht wirst du den Klebstoff nich warm bekommen..
    Das abkuehlen wird schon anspruchsvoller, vor allem weil Pelztiere eine grausige Ausbeute haben.
    Vllt. macht sich hier was Chemisches besser? Fluessiger Stickstoff, ne Dose Kaeltespray,..?

    200g sind halt nicht viel.

    Gruss, Andreas
    Nam et ipsa scientia potestas est..

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    Wie wäre es Statt die Sache elektrisch anzupacken, es mit der Kühlenergie einer zB. Stickstoffdruckflashe, CO2 oder Druckluftflasche zu machen? Expandierende Gase.
    Kleine Düsen an den Klebepunkten, Magnetventil(e) und Druckflasche. Gab es nicht mal diese Sprudelwassermaschinen mit einer kleinen CO2 Flasche? Als Versuch sollten alle Bauteile darin enthalten sein. Die Dinger gibt´s gebraucht schon für 20-EUR. Da ist die Klebestelle im nu fest.
    Wie funktioniert das nochmal mit dem aufheizen?

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Zum Aufheizen kann so ein Peltierelement schon Effektiver sein als ein Heizwiderstand. Allerdings sind 90 C (+x) etwas sehr hoch für die normalen Elemente, und durch die Größe werden auch die Verluste größer. Nur beim Kühlen ist die Effizienz der Peltierelemente eher mau. Da ist der Lüfter schon gar keine so schlechte Idee, zumindest um erstmal bis etwa 40 C zu kommen.

    Als kleines Kühlsystem könnte man ggf. ein Stirlingmotor nutzen - der geht ggf. auch zum Heizen.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich hab mal mit spezialisten Telefoniert wegen Pelztieren, der meinte man müsse so ca. das Doppelte an Leistung in das Element stecken, wie man Wärmeleistung transportieren will, sonst "staut" sich die Wärme auf der Kühlungsseite. Außerdem erreicht man bei den Peltiers nur eine Termperaturdifferenz um die 30-40°C, also wenn die warme Seite auf 90° ist, bekommt man die "kalte" Seite kaum unter 50°C wobei wie schon erwähnt eher das Element anfängt den Strom in Wärme umzusetzen als Wärmeleistung zu transportieren!
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen können binär zählen, die anderen
    nicht.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ... mit spezialisten Telefoniert wegen Pelztieren, der meinte man müsse so ca. das Doppelte an Leistung in das Element stecken, wie man Wärmeleistung transportieren will ...
    Das gilt wohl, wenn man die Energie von der kalten Seite auf die warme Seite transportieren soll. Hier soll von Warm nach Kalt transportiert werden, da wäre theoretisch noch Energie rauszuholen, auch würde es ganz von selber gehen, aber um die Sache zu beschleunigen (oder um in der Klebefuge einen definierten Temperaturgradienten aufzubauen) würde man gern auch etwas Energie hineinstecken.
    Das ist dann schon etwas schwieriger abzuschätzen, sicherlich ist es energetisch günstig, wenn man die Wärmekapazitäten, die den Temperaturwechsel mitmachen sollen, möglichst klein hält. Da könnte ich mir zum Heizen den Widerstand vorstellen, zum Kühlen das Kältespray.
    Vielleicht wäre es auch möglich eine Kältesenke (z.B. ein Metallstück oder eine Flüssigkeit), die etwa Raumtemperatur hat nur dann mit der heißen Stelle in Kontakt zu bringen, wenn Kühlung gebraucht wird. Das ist dann mechanisch wieder eine Herausforderung, sozusagen ein Ein- und Ausschaltbarer Wärmeübergang.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    wenn du von Warm nach Kalt übertragen willst, nimmst du die "kalte" Seite vom Peltie Element an die Wärmequelle und die "warme" Seite an eine Ableitstruktur (Kühlkörper + Lüfter z.B.) dadurch wandert die Energie zur warmen Seite und kann dort abgeführt werden (eigentlich iest es eine Art Wärmeleitboost wenn man es so sieht)

    wenn du es anders herum anschließt würde die "kalte" Seite nur 40°C kälter werden als die warme Seite, inklusive absorbierter Wärme bei einer Quelle von 90°C also 50°C ungefähr!

    die einzige Wärme die transportiert wird ist die Wärme die von der bereits warmen Seite durch das Material übertragen wird, also quasi eine Wärmezirkulation im Peltier Element(also fast schon isolierend)?! Irgendwie hab ich da was falsch verstanden oder ? gibt keinen Sinn? ^^
    und außerdem würde die Warme Seite sich durch die gestaute Wärme weiter aufheizen + Abwärme des Peltierelements.

    Der Wärmewiderstand eines "unversorgten" Peltier-Element ist genau so hoch wie der eines löchrigen Stück Metall, also ziemlich bescheiden(Wenn man von der Übertragung durch das Metall spricht, klar dass der Übergang an die Luft so effektiver ist)! Wenn ich das jetzt kurzschließe (oder nen Verbraucher anschließe) wird sich da bestimmt nicht viel dran tun, der einzige Nutzen ist, wenn man es mit Strom versorgt!
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