LED Prototyp: passiv oder wassergekühlt

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    • LED Prototyp: passiv oder wassergekühlt

      Moin,

      da mir Dietmar (Illutronix) nahe gelegt hat, dass ein Kühlkörper mit Rippen nicht viel bringt (passiv ohne Lüfter), hab ich mal ganz was anderes getestet.

      Habe mir testhalber ein Alu-Ovalrohr (60x30x3mm) in 50cm Länge besorgt und darauf 10 Stück 3W LEDs befestigt. Später sollen das dann 2m lange Stangen werden und davon 6 Stück nebeneinander. Das wären dann 240 LEDs mit je 3W für etwa 1200l.

      Einerseits soll dieses Ovalrohr ausreichen, um die LEDs passiv zu kühlen. Dann möchte ich 2 Schläuche reinlegen, durch die bei Bedarf direkt das Aquariumwasser gepumpt wird, um dies zu erwärmen. Es passen nämlich genau 2 24er PVC-Schläuche nebeneinander in das Rohr ;)

      Erster Test war erfolgreich: Habe die LEDs mehrere Stunden mit 700mA befeuert (=25W). Mein hochpräzises Thermometer (=Finger 8) ) sagt: ca. 40°C. Das sollte ja OK sein.

      Als nächstes soll ein Test mit PVC-Schläuchen folgen. Mal schauen, ob man damit tatsächlich einen Eimer Wasser erwärmen kann :)
      Gruß, Robert
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      I) 460l Miniriff
      Algenrefugium, 180W LED (DIY), Mondphasen- und Strömungssimulation, DIY-Wavebox, Balling, DIY-Aquariencomputer
      II) 240l Nord-/ Ostsee / Mittelmeer - Anemonenaquarium
      35g/l Salz, je nach Jahreszeit 10...20°C, gekühlt über Erdleitung, 30W LED
      III) 200l Nord-/ Ostsee - Röhrenmäuler
      60W LED, Wasserkreislauf verbunden mit II)

    • Hallo Robert

      Super Idee :good:

      So eine Idee habe ich mit Luftschläuchen auf der Interzoo auch schon gesehen.
      Sinn macht es ja Jedenfalls die Energie für die Beckenerwärmung zu nutzen.
      Wo ich meine Bedenken habe oder hatte, dass die Kunststoffe je eigentlich nicht so gute Wärmetransporter/Leiter sind.
      Die Frage wo ich mir hier stelle ob es das AQ – Wasser ist wo man benützt oder einen geschlossenen eigenen Kreislauf gebildet wird wo durch das AQ geführt wird zur Wärmeabgabe.
      Denke das aber bei einer guten Materialwahl hier noch sehr viel Potenzial vorhanden sein kann.
      ><((((º> <º)))) ><

      Salzige Grüsse
      Henning

    • Ja Henning, das ist alles nicht optimal. Hinzu kommt, dass man das Becken ja wahrscheinlich nicht ständig heizen will. Sprich, man wird den Kreislauf durch die LEDs öfter mal abschalten müssen. Dann kocht und gammelt das Wasser in der Leitung so vor sich hin und wenn man dann wieder einschaltet, läuft diese Suppe ins Becken :rolleyes:

      Alternativ könnte man natürlich z.B. Kupferrohre in das Ovalrohr stecken und normales Wasser durchleiten. Dann müsste man noch einen Wärmetauscher im Becken bauen, der wiederum meerwassertauglich sein muss.

      Also für bessere Ideen bin ich offen ;)

      Henning schrieb:

      So eine Idee habe ich mit Luftschläuchen auf der Interzoo auch schon gesehen

      Hast Du mal ein Bild oder Link von?
      Gruß, Robert
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      60W LED, Wasserkreislauf verbunden mit II)

    • Hi.
      PE aus der bodenheizung :)
      Das klappt neue wärmetauscher haben die auch drinnen eBay Kleinanzeigen.
      Hatte das mal so ähnlich versucht nach unserem interzoobesuch.
      Hatte dazu einen wasserkreisslauf an einen flachen kühler mehr oder weniger gut befestigt :D
      Bei einer langsamen durchflusslwistung von 100l pro Stunde war das Wasser knapp 30Grad warm.
      LG ronny

    • Hi Robert,

      an der selben Thematik bin ich gerade zu Gange und bin da noch unschlüssig.
      Normale Plattenwärmetauscher taugen jedenfalls nicht, da die mit Kupfer verlötet werden.
      Und selbst bei denen, welche komplett Edelstahl sein sollen, habe ich Zweifel, was da als Zusatz beim Löten Verwendung findet.

      Der aktuelle Stand ist die Verwendung von
      a) Alu-Verbundrohr
      b) Edelstahlwellrohr

      Das Wellrohr habe inzwischen da liegen, kam aber noch nicht zum Test bzgl. Meerwassertauglichkeit (das Thema mit den verschiedenen Legierungen hatte wir ja schon Mal - und daher will ich "einfach" mal die Praxis testen. Da aber die Korossion u.U. seeehr langsam von statten geht, will ich das Wellrohr mal bei dauerhaft 60° testen- und das steht halt noch aus, weil ich mich ständig um anderer Leute Heizung kümmere ;) .)


      Zur Wärmeableitung:
      Zum einen kann die warme Brühe über eine Wendel des Rohres (a oder b) im Pumpensumpf ins AQ gelangen-
      ist dies nicht gewünscht wäre ein Luftwärmetauscher aus dem Autoinnenraum die Lösung.
      Leitet man das "Kühl"-Wasser generell durch beide Elemente, könnte man im Sommer womöglich gleich das AQ mit kühlen :thinking:


      Ansonsten:
      die Wendel auch in einen anderen Behälter leiten (zB Maischefass) und dieses mit Leitungswasser kühlen-das hat ja immer 5°C.
      Das setzt nat. einen Zu-und Ablauf in greifbarer Nähe voraus.


      BG
      Holle
      Wer ruhig leben will, der darf
      nicht alles sagen, was er weiß und
      nicht alles glauben, was er hört.
      (aus China)

    • Ich fürchte, es gibt keinen Edelstahl, der ewig in Meerwasser hält oder? Vielleicht gibt es einen, der sehr lange hält, aber selbst das wäre nicht ausreichend. Bleibt höchstens Titan, aber das wird wohl zu teuer.

      Habe jetzt übrigens den Test mit PVC-Schlauch laufen. Das Ovalrohr wird kaum noch warm :) Also es scheint schon etwas zu nützen.
      Gruß, Robert
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    • Henning schrieb:

      Hallo Robert
      Leider kein Bild aber eines gefunden wo man sehen kann wie es gelöst wurde :yes:

      Danke Henning! Die haben aber scheinbar nur an den außenliegenden Anschlüssen Schlauch verwendet, innen ist Metall. Wohl nicht meerwassertauglich. Aber trotzdem sehr interessant!
      Gruß, Robert
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      60W LED, Wasserkreislauf verbunden mit II)

    • total interessantes Projekt.
      So als Idee: innerhalb des Rohres statt mit Schläuchen mit V4A-Rohren arbeiten und an beiden Enden der Lampe dann von Stahl auf PVC übergehen.
      V4A ist noch halbwegs bezahlbar (1m 25er Rohr (davon gingen ja zwei nebeneinander) kostet so was um die 20 Euro) und ist im Gegensatz zu V2A eigentlich (zumindest sehr lange) seewasserfest.
      Was Titanrohr In der Stärke kostet weiß ich nicht; ich füchte aber dass das unbezahlbar wird.
      Wir können den Wind nicht ändern, aber die Segel anders setzen! (Aristoteles)
      -------------------
      Salzige Grüße
      Achim

    • Hallo Robert,

      wirklich interessanter Ansatz.
      Auch die Idee mit den PE Rohren aus der Fußbodenheizung finde ich gut.
      Mit ist nicht ganz klar wie du die Wärmeübertragung zwischen ALU und Kunststoffrohren aktuell machst.
      So wie ich es verstanden habe liegen die nur drin, oder?
      Was du dir zu Testzwecken ja evtl. mal aufbauen könntest - das Aluprofil an seinen Enden zum Kunststoffrohr hin abdichten und die entstandene Kammer mit Wasser füllen.
      Dadurch wäre die thermische Anbindung zwischen Rohr und Profil erheblich besser.
      Eventuell mit einem kl. Röhrchen nach oben, dass sich das Wasser bei Erwärmung ausdehnen kann.

      Was die Wärmetauscher angeht - ich denke schon, dass man da mit Kunststoff was machen könnte.
      Das eigentlich wichtige dabei ist eine möglichst dünne Plattenstruktur mit ausreichend Fläche dann spricht auch nichts gegen ein Kunststoffmaterial.
      PMMA (Plexiglas) hat z.B. eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von 0,2 W/mK.
      Das Material ist als "Folie" mit 1mm Dicke erhältlich.

      =0,2W/mK / (1*10^-3)m = 200 W/m^2K

      Bei einem Plattenwärmetauscher mit einer Austauschfläche von 1qm wäre meine Kühlleistung als rund 200 Watt pro Grad Temperaturunterschied.
      Ich weiss - die Formel gilt nur für statische Bedingungen - gibt aber ein ganz gutes Gefühl bzgl. der Möglichkeiten.

      In der Klimatechnik sind Kunststoffwärmetauscher mittlerweile nicht selten anzutreffen.

      Gruß Dietmar

    • Also ich meine schon speziell das Alu-Verbundrohr und nicht das Fußbodenheizungsrohr- das ist reines PE-Rohr und Dickwandiger.

      ggf könnte man aus diesen Platten einen Wärmetauscher basteln ?! die gibt es in den wildesten Ausführungen-
      sogar in doppelt, was dann direkt einen Gegenstrom-WT darstellen würde - basteln !!! :good:
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    • wobei man die "einfache" Platte natürlich auch direkt ins Becken tauchen könnte....
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    • amcc schrieb:

      V4A ist ... eigentlich (zumindest sehr lange) seewasserfest.

      Genau, aber das reicht nicht! Ich hätte gern was für die Ewigkeit ;)
      Wie Holger ja schon erwähnte, hatten wir so eine Diskussion schon mal:
      DIY-Ersatzwelle für Aquaclear

      Illutronix schrieb:

      Mit ist nicht ganz klar wie du die Wärmeübertragung zwischen ALU und Kunststoffrohren aktuell machst.
      So wie ich es verstanden habe liegen die nur drin, oder?

      Richtig. Aber da das Ovalrohr innen 24mm hat, passt ein 24er Schlauch saugend, schmatzend rein ;)
      Bei dem aktuellen Test habe ich 22er Schlauch genommen (habe nicht genügend 24er hier) und ich möchte mal behaupten, dass das Alu gute 15°C (gefühlt) kälter bleibt als ohne "Wasserkühlung". Der Unterschied ist jedenfalls jetzt schon gravierend :) Werde mir die Tage mal ein anständiges Thermocouple-Messgerät aus der Firma ausleihen...

      Illutronix schrieb:

      Was du dir zu Testzwecken ja evtl. mal aufbauen könntest - das Aluprofil an seinen Enden zum Kunststoffrohr hin abdichten und die entstandene Kammer mit Wasser füllen.
      Dadurch wäre die thermische Anbindung zwischen Rohr und Profil erheblich besser.

      Irgendwie sowas wäre wohl sinnvoll. Vielleicht mit Wärmeleitpaste vollpumpen 8)
      Ich brauch aber auch noch etwas von dem Zwischenraum zwischen den Schläuchen für Kabel usw. Das Teil soll ja am Ende etwas hübscher werden, als der aktuelle Prototyp.
      Gruß, Robert
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    • Habe jetzt mal mit Thermocouple gemessen. Jeweils bei ca. 16°C Umgebungstemperatur auf der Unterseite zwischen 2 LEDs gemessen:

      Ovalrohr offen, ohne Schläuche: 47°C
      Mit Wasserkühlung (Wasser 20°C): 32°C

      Das macht doch schon was her :)
      Gruß, Robert
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    • Ja sicher Henning.
      Gruß, Robert
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    • Hallo zusammen,

      mit den von Holger hier genannten Platten werden ja tätsächlich Wärmetauscher gebaut, allerdings ist mir das nur aus der Klimatechnik bekannt.

      Hier werden diese Platten in größeren Stückzahlen mit dickeren Klebestreifen aneinander geklebt, so das sich zum einen Luftkanäle durch die Kammern der Platten ergeben und zum andern weitere Känale durch die Klebestreifen zwischen den Platten.

      So können die verschiedenen Luftströme aneinander vorbei geleitet werden ohne sich zu vermischen.

      Ich habe so etwas mal als adiabatische Kühlung (Verdunstungskälte) beruflich gebaut.

      Das eigentlich Problem bei der ganzen Sache hier ist ja die Unverträglichkeit der üblichen Materialien mit dem Salzwasser, daher mal folgende Idee:

      Ein geschlossener Kühlkreislauf mit normalem Wasser zum kühlen der Leds, der durch eine Spirale (möglichst große Kontaktfläche) geleitet wird, welche in einem dünnwandigen Süsswasserzylinder im Technikbecken steht.

      Dort würde dann das Wasser im Zylinder erwärmt und der Zylinder gibt die Wärme ans Wasser im Technikbecken ab.

      Der Vorteil liegt auf der Hand: Das Salzwasser hat nirgendwo Kontakt zum Material des Kühlkreislaufes.

      Gruß Guido