Wasserkühlung einer Motorsteuerung

[RAM]

Hallo,

als Pumpe ist mir gerade eine Solarpumpe eingefallen, die du über eine Solarzelle auf dem Dach deines Schiffes mit Strom versorgen könntest. Oder du bastelst dir vielleicht eine Pumpe, die über die Welle deines Antriebsmotors mit angetrieben wird. Ist mir nur mal so spontan eingefallen.

Gruß,

Martin

[Hellmut]

Hallo Freunde

Erstmal vielen Dank für die lebhafte Reaktion, hier im Einzelnen:

@Binaer: Du hast teilweise recht, jedoch von mir auch keine hinreichenden Informationen erhalten. Da es sich um ein Segelboot handelt sind für den Antrieb Segel, nicht jedoch Motoren zuständig. Die Motoren kommen zum Einsatz statt herkömmlicher Servos und Winden, sind aber tatsächlich nur gelegentlich aktiv. Daher möchte ich sicherstellen das die Motorsteuerung nicht zu heiss wird, aber auch nicht ständig eine Wasserpumpe betreiben, da dadurch der Akku zu schnell leer wird.
@coldfirev3: Ich baue ein Segelboot mit einem Holzrumpf bei welchem man die Holzstruktur sehen kann. Ich finde das sieht pitze aus. Siehe hier unter Hobbie/Voilier Bauphase:

www.kohlsdorf.homepage.t-online.de

Dadurch kann ich natürlich keine Kupferflächen direkt nach außen ans Wasser führen.

@m.artmann: Genau in Richtung deines Vorschlages geht mein Denken. Sie dir stupsis 2. & 3. Bild hier an. Ich denke daran 2 Dieser Boards mit der Lötseite zueinander in einen Rahmen zu stecken Dazwischen, also statt des Kühlkörpers wie im 3. Bild Dieses Rechteckige Profilrohr durchzuführen, Kupfer wäre ja sicher besser als Messing, und mit den beiden IC`s, siehe stupsi Bild 2 eine gute Wärmeleitverbindung zu erstellen. Die Stirnseitigen Öffnungen dieser Rechteckprofilrohre müssten jweils ein Schlauchanschlussstück bekommen und ansonsten versiegelt werden. Die Rechteckprofile sollten jedoch soviel Masse haben, das sie im Notfall, Ausfall Wasserkreislauf, noch eine gewisse Menge Wärme abführen können.
@x4ace: Du meinst Alu ist besser als Messing?

@stupsi: Gut das du hier antwortest. Ich habe an deinen Bildern gesehen, dass du die Shunt-Widerstände nicht flach auf die Platine gelötest hast, sondern freistehend. Ist das für die Ableitung der Wärme besser als aufliegend? Hier nochmals ganz konkret gefragt. Der Engpass bei dieser Motorsteuerung sind das die Shunt-Widerstande, oder die 2 IC`s, oder beides?

Sollten die Shunt-Widerstände mit 0,01Ohm, 5W, tatsächlich sehr kritisch sein, so könnte man hier mit Alu oder Kupfer unter den 4 Shunts arbeiten und die Anschlüsse an den Aussenseiten durch eine Bohrung führen und diese durch Schrumpfschlauch, vielleicht auch Kunststoffrohr isolieren. Das Gleiche über den Shunts, Die Berührungsflächen mit Wärmeleitpaste bestreichen. Auf der Bestückungsseite hat man ja viel Platz, da die mechanischen Widerstände eine große Bauhöhe aufweisen. Ist der Aufwand an dieser Stelle es wert?

Dann noch eine Frage zu den Temperatursensor, auf deiner Stückliste kann ich nichts als Temperatursensor entschlüsseln? Die Möglichkeit die Temperatur direkt zu messen würde mir ja erlauben, dann wenn erforderlich, eine Wasserpumpe zu starten.

[x4ce]

ich meine, das alu die wärme auch im notfall besser an die umgebung abgibt. messing und kupfer leiten zwar sehr gut, aber speichern die wärme auch länger als alu. ich kann mich auch irren, aber bin 99% der meinung.

ich würde dir empfehlen einen kühlkörper zu erstellen, der in etwa so aussieht, das ein wassergeühlter block vorliet, aber im notfall noch ein paar lufkühlungsfinnen aufweist, so das du eine doppelte sicherheit hast. wenn du dir das nicht vorstellen kannst, dann zeichne ich das gerne nochmal per cad.

gruss x

[Hellmut]

Hallo x4ce

Der Einsatz von Lüftern müßte ja immer auch mit Luftkühlkörpern verbunden sein, und da habe ich mit dem Einbauplatz Probleme

Hallo ACU, den Einsatz so einer kleinen Pumpe zur Unterstützung des Wasserflusses ist denke ich notwendig, in Verbindung mit Temperatursensor könnte man das auch betreffs Energieverbrauch optimieren. Die Motoren sind ja nicht im Dauereinsatz. 3 der Motoren die am meistens aktiv sein dürften dienen der Betätigung der Winsche die eine Genua und das Hauptsegel steuern. Diese sind aber nur dann häufiger aktiv wenn viel Wind ist und die Maneuver häufiges Steuern der Segel erfordern. es sind sozusagen "super Winden" In diesem Fall hat das Boot Fahrt und damit dürfte der Wasserfluß auch ohne Pumpe funktionieren.

Hallo engineer, der Artikel in deinem Link zu deiner PC-Kühlung ist extrem interessant. Du sprichst davon dass du 10ccm Wasser/Sekunde zur Kühlung benötigst, braucht man soviel?

Ich gehe davon aus das ich in meinem Boot immer einen Zufluß und einen Abfluss von Wasser habe, der See ein unendliches Reservoir ist.

Was ist für die Funktion der Wasserkühlung entscheidend? Wenn ich ein Messing oder Alu-Profil über die beiden IC`s, siehe stupsis Bild 2, führe, über Wärmeleitpaste dafür Sorge das die Wärme vom IC effektive an das Profil geleitet wird. Ist es die Temperaturdifferenz Wasser, erwärmtes Profil? Ist es wichtig das Wasser schnell daran vorbei fliesst, aber z.B. nur 2mm Wassersäule im Profil? Dann wäre viel Oberfläche zwischen Wasser und Profil aus Messing oder Alu; oder das viel Wasser dort ist, aber nur langsam fliesst?
Wenn ich statt dessen aber z.B. eine Alu-Platte von der Größe der Platine, sagen wir 5 bis 10mm nehme und in diese Alu-Platte ein Laberynth lege durch das wasser fliesst. Ich würde die Platte hierfür in "Sandwich" Bauweise machen und innen Kupfer oder Messingrohre verlegen durch die Wasser fliesst, dann ist einerseits eine massive Wärmesenke vorhanden, welche durch das durchliessende Wasser gekühlt wird.

Was glaubt ihr ist besser?

Hallo RAM, da ich versuche das Boot sehr realistisch aussehen zu lassen verbieten sich leider Solarzellen, aber das konntest du nicht wissen. Danke für deinen Tip.

[Hellmut]

Hallo x4ce

Ja, hier sind Hosenträger und Gürtel vernünftig. Im Rahmen des Lesens und Nachdenkens über die Beiträge erscheint mit der ALU-Block mit Wasserkühlung aus den von dir genannten Gründen vernünftig. Bin noch gespannt was engineer dazu sagt, der scheint hier ja viel Erfahrung zu haben.

[engineer]

here I am

Kupfer ist besser Als Alu! Entscheidend ist, die Wärem gut leitend an das Wasser abzugeben. Grosse Oberfläche ist wichtig. Daher die ->fins in den Wasserkühlblücken.

Noch was zu oben: Die Speicherwirkung der Metalle ist kein Problem, sondern eher ein Vorteil: Kommt es zu einer raschen Erwärmung der Chips und die Kühlung läuft noch nicht, "verickert" die Hitze dynamisch im Wärmeleitblock. Der Vorteil kommt auch bei CPU zum Tragen. Sieha dazu "was passiert, wenn die Pumpe ausfällt" auf www.audiopc.ultracool.de

Ich plädiere nach wie vor für eine Wärmebrücke der Cips per Kupfer hin ins Wasser. Das sollte auch bei einem Holzboot möglich sein. Könnte man nicht einen verlängerten Alukiel bauen, der unter Wasser auf dem Holzboden sitzt? Der würde auch verhindern, dass der Holzboden beim Auflaufen beschädigt wird. Auf den Kiel kommt T-förmig der Cu-Wärmeblock. Wenn die Hitze auch nur irgendwie ins Kupfer krieichen kann und nach Aussen ans Wasser kommt, hast Du gewonnen.

Eine indierekt Wasserkühlung mit einem echten zweiten Kreislauf dürfte schwierig werden, es sei denn m an baute wirklich eine kleine Wasserpumpe (tauchpumpe mit Ansaugstutzen am Bug) ein, führte was Wasser über selbstgebaute Chipkühler und bliesse dann das Wasser am Heck wieder raus. Als Pumpe käme eine der kleineren 12V-Pumpen in Frage, die man mit den Motoren koppeln könnte: Das Ausgeblasene Wasser wäre ein zusätzlicher Antrieb.

Wie wäre es , wenn Du die E-motoren wegliessest, und nur 2 starke Ansaugpumpen als Antrieb benutzen würdest? Als Rückstoss für ein quasi-Segelschiff würde das allemal taugen. Und mit 2 Pumpen könnte man auch die Richtung gut steuern - wie bei einem Panzer. Aber ich glaube, das wäre scho wieder ein Konzept für ein ganz anderes Projekt - gfs für einen Katamaran oder so ....

[binaer]

Es gibt da noch zusätzliche Probleme.
1. Warum wird bei PC-Waküs Destilliertes Wasser mit Korrosionsschutz verwendet? Damit die Wakü nicht verkalkt und der Kühler nicht korrodiert
Eine Verkalkte oder Korrodierte Kühlung leitet die Wärme viel schlechter ab.

2. Das Seewasser müsste je nach Kühlerart auch gut genug gefiltert werden, denn wir wollen ja keine Verstopfung.

@Hellmut: Ich denke dass ein Labyrinth im Kühler die Kühlleistung nicht steigert, es sei denn du hast eine starke Pumpe, aber einen "passiven" Betrieb, wo das Wasser durch die Fahrt durchgetrieben wird wirst du dann wohl vergessen können

@engineer: Kupfer hat zwar eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Alu, was aber nicht zwingend heisst, dass Kupfer besser geeignet ist. Denn Kupfer ist allergisch gegen Wasser. Alu korrodiert zwar mit der Zeit auch, aber massiv weniger als Kupfer.
Und ich denke dass Hellmut sein Segelbot kaum mit Elektromotoren betreiben will

lg binaer

[engineer]

1) Weil es ein geschlossener Kreislauf ist, und oft Kupferkühler mit Aluradiatoren in Konjunktion benutzt werden, was Elektronienwanderung auslöst.

2) Das Kupfer kommt nach meiner Empfehlung NICHT mit dem Wasser in Berührung! Das Kupfer leitet nur trocken die Wärme der Chips auf das grossflächige Alu. Irgendwo im Holz gibt es dann einen Durchstich. Ich hoffe, man kann sich das Vorstellen.

Eine Korrosion ist auch unerheblich, da das Seewasser ständig am Alukiel vorbeiströmt. Filterterung braucht es nicht- eine Veralgung wie im PC theoretisch möglich - ist hier ausgeschlossen. Das Alu bildet dann seine natürliche Al2O3-Oberfläche! Ab und an etwas Putzen des Kieles / Kühlers wäre das Einzige, das theoretisch anfiele.

[binaer]

@engineer:
Ob der Kreislauf geschlossen ist oder nicht, ist für die Korrosion so ziemlich egal. Und Korrosion kann nicht daher kommen, dass Alu und Kupfer zusammen benutzt werden, denn auch reine Kupferkühlungen (Mit Kupferkühlkörper etc...) haben das Problem der Korrosion.
Soweit ich Hellmut verstanden habe, will er aber kein Alu an der Aussenseite des Schiffes.

lg binaer

[engineer]

Doch! Es macht einen grossen unterschied und zwaf für beide Aspekte:

1) Bei "nur-Alu" exisitert keine Differenz in der elektrochem. Spannung der Metalle

2) In geschlossenen Systemen, gibt es nur eine Anfangskorrosion- da das Wasser irgednwann mal gesättigt ist.

Zurpck zum Thema: Da der Aluboden ausscheidet, bleibt nur Luftkühlung. Eine Wasserkühlung als Zwischenkreislauf ist nutzlos und ineffizient.
Dann würde ich also bie den doicken schwarzen Luftkühlkörpern bleiben und einen großen 120er Lüfter draufsetzen.