schatting benodigd vermogen koeling

[jkien]

Dat van die chinezen en vervoer per boot valt trouwens wel mee.

Het valt me wel op dat Chinese verkopers op eBay "shipped" voltooid achten als een pakketje bij hun de deur uit is, terwijl ik het pas voltooid vind als het schip de reis heeft volbracht.
 
Een paar uur na de bestelling sturen verkopers een van de volgende varianten:

"Your order has been marked as shipped."

"Your order is already shipped out."

"Your order has shipped."

[Benm]

Hmm, ik gebruik de engelstalige interface, en daar staat alles op 'paid' en 'shipped' maar niets op 'delivered', zelfs geen items die ik al weken in huis heb en waarvoor ik al feedback heb achtergelaten. Ik denk dat daar iets niet helemaal lekker loopt in de datakoppeling. Neem iets als dit: https://www.trackingmore.com/winit-tracking.html?number=ID18013334458406CN- niks te zien qua tracking maar heb het al pakweg 2 weken in huis. 

[Michel Uphoff]

Estimated delivery date june 28.

Maar ik heb wel eens 8 weken geduld moeten hebben.

[Michel Uphoff]

@ Pinokkio: Het treurige is dat de teruglek dan ongeveer 7 W geweest moet zijn ... Ik kan niet begrijpen hoe zoveel teruglek mogelijk is.

 
Is dat niet het gevolg van warmtetransport tussen warme en koude zijde binnen het element zelf? Dat zou dan grotendeels door de warmtegeleiding van de 127 'thermokoppels', deels door stroming van de ingesloten lucht en deels door straling kunnen komen.
 

Open peltier.jpg (42.05 KiB) 733 keer bekeken

[Michel Uphoff]

Off topic:

 

voltooid achten als een pakketje bij hun de deur uit is

 

Ja, dat doen ze. De deur uit, hun zorg niet meer.

Ben wel eens 3 maanden in de weer geweest met LightInTheBox over een bestelling die allang 'voltooid' was maar kennelijk de haven van Shanghai (volgens de T&T code) nimmer had verlaten.

 

Nou dan kan je je lol op.

 

Een keer een uur lang getracht via hun online chat het probleem op te lossen. Hilarisch!

De dame (neem ik maar even aan, ze heette Kate en had lang blond haar volgens de profielfoto) schreef een volslagen onbegrijpelijk staccato steenkolenengels, én ze kende hun eigen systemen kennelijk nauwelijks.

Dan krijg je chats als:

 

"Name is wrong"

 

"I'm sorry what do you mean?"

 

"You change name"

"Which name?"

 

"Youre name"

 

"Why should I change my name, the name is right"

"And I can't change my name in my profile"

 

"Sorry for inconvenience"

"OK change shipment method?"
 
(Er werd een plaatje volgeplempt met Chinese karakters ter verduidelijking getoond)
 
"Can't read that, I'm Dutch"

 

Een uur lang et cetera et cetera, op het laatst schreef ik maar:

 

"Computer says 'NO' ?"
 
"Yes"
 
De bestelling is nooit aangekomen, en ik had mijn geld al na 6 maanden terug.
 
Maar, meestal gaat het wel goed hoor.
 

[Pinokkio]

Is dat niet het gevolg van warmtetransport tussen warme en koude zijde binnen het element zelf?

Lijkt me niet. Dat effect moet toch in de performance curves verwerkt zijn.
 
Ik zie nu trouwens dat die 7 W uit bericht #38 niet juist is maar 10 W had moeten zijn. Per abuis Gc berekend door bruto vermogen uit #37 door COP te delen i.p.v. ermee te vermenigvuldigen.
 
Als een TEC bij een bepaalde V en DT een COP van 1.1 - 1.2 heeft en hij verbruikt ongeveer 8.5 W  electriciteit (bruto vermogen zoals jij dat noemt) dan moet Gc ongeveer 1.15*8.5 ≈ 10 W geweest zijn, want dat volgt immers uit de definitie van COP. Dus de TEC pompt netto 10 W van koude naar hete zijde.
 
Dat de TEC in werkelijkheid misschien 15 W verpompt omdat er intern 5 W (in noem maar wat) terug lekt moet voor de gebruiker van zo'n TEC niet van belang zijn omdat de gebruiker immers alleen wil weten wat de netto Gc is de TEC wegpompt van zijn te koelen object.
De gebruiker moet toch kunnen vertrouwen op de performance curves bij het ontwerp van zijn apparaat.
 
Als de door de curves voorspelde Gc niet de echte zou zijn omdat de gebruiker daar nog een voor hem onbekende interne teruglek van af zou moeten trekken om de nuttige netto Gc te weten te komen, dan zouden die door de fabrikant meegeleverde performance curves nutteloos zijn.
 
 
Maar het valt natuurlijk niet uit te sluiten dat jouw TEC een slecht exemplaar is wat, om van voor reden dan ook, een veel grotere interne teruglek heeft dan door de fabrikant bedoeld en in z'n performance curves verwerkt.

[Michel Uphoff]

Maar het valt natuurlijk niet uit te sluiten dat jouw TEC een slecht exemplaar is

 

Ok, dat kan ik over een paar weken pas controleren.

 

Iets anders ondertussen:

 

Ik ben aan het bekijken of het zelf maken van een watergekoeld blok de moeite waard is. Voordelen zijn de veel lagere kosten en de eigen maatvoering.

Gezien de bewerkbaarheid denk ik aan aluminium. In een blok aluminium van 13 mm hoog worden haaks op elkaar 10 mm diepe groeven van 1 mm breed gefreesd, zodat er 169 zuiltjes aluminium ontstaan met een totaal zijdenoppervlak van 169*8*10 = 13.520 mm². De zuiltjes staan op een bodemplaat van 3 mm dik, het geheel wordt omsloten door een deksel van 3 mm dik en wanden die bestaan uit een vierkant stukje buis van 46*46 mm buitenwerks, wanddikte 3 mm.
Deksel en wanden worden aan het koelblokje gesoldeerd met Durafix.

Via twee slangnippels binnendiameter = 5 mm wordt met een pompje water door het blok geperst.

 

Koelblok concept.jpg (161.96 KiB) 732 keer bekeken

De TEC is blauw weergegeven. klik om te vergroten

Wat vragen:
Is 5 mm binnendiameter van die nippels niet te klein?
Zijn er verbeteringen in het ontwerp mogelijk, waarbij er rekening moet worden gehouden met bescheiden bewerkingsmogelijkheden (boren, frezen, draaien)?
Is het zinnig vlak bij de nippels enkele zuiltjes weg te halen om de flow niet al te veel te blokkeren?
Is het beter om de nippels (diagonaal) in het deksel te monteren? Dan kunnen ze ook wat groter worden.
Is er iets zinnigs te zeggen over het koelvermogen van het blokje bij redelijke aannames van het waterdebiet?

[Pinokkio]

... bij redelijke aannames van het waterdebiet?

Wat voor debiet heb je in gedachten? Wat voor pomp heb je toevallig nog ergens in de la liggen?

[Michel Uphoff]

Lastig, omdat ik de af te voeren energie nog niet ken. Stel eens 300 Watt. Dan kom ik op wat minder dan een halve liter per minuut voor een DT water van 10 graden.  Maar dit is utopisch bij 100% efficiency van het hele systeempje. Radiator heb ik niet, dus even met emmers knoeien.
 
Wat ik heb is een underwhelming dompelpompje dat 200 liter per uur levert bij 10 cm opvoerhoogte. Bij 60 cm hoogte is er al nauwelijks meer debiet.

[Benm]

Het ontwerp van het blokje op die manier is niet optimaal: het water zal vooral door de diagonaal stromen, en de hoeken waar geen slangaansluiting zit worden eigenlijk niet gebruikt. Beter lijkt het me om een zig-zag route te maken met daarin rijtjes zuiltjes - zeg maar telkens 1 rij solide en 1 rij zuiltjes, waarbij in de knik nog wel een paar zuiltjes mogen staan. 
 
Wat een beetje een praktisch probleem is is de drukval over het geheel - hoe kleiner je de ruimte tussen de zuiltjes laat hoe meer oppervlak, maar het kost navenant meer druk om hier water met fatsoenlijk tempo doorheen te persen. 
 
Als je het uit een solide blok aluminium maakt zou ik  overigens kiezen voor een dikkere onderplaat en minder hoge zuiltjes - dwz gewoon minder diep infrezen. Er zit ergens een optimum aan, ik vermoed ergens waarbij de bodemplaat ongeveer even dik is als de zuiltjes hoog zijn. 

[Michel Uphoff]

Beter lijkt het me om een zig-zag route te maken

 
Maar dat is erg lastig te frezen, niet doenlijk voor mij. In mijn ontwerpje kan ik gewoon een zaagfrees over het blok halen. Overigens, als je de weerstand simpelweg beschouwd als evenredig aan de afgelegde weg, dan is de gang van nippel-dode hoek-nippel even lang als diagonaal. Bij de diagonale weg moet het water ook nog eens tig keer van richting veranderen. Zo bezien is dan de weg (twee keer rechtuit, een bocht) via de dode hoek mogelijk juist degene met de minste weerstand.
 

kiezen voor een dikkere onderplaat en minder hoge zuiltjes

 
Dat zie ik nog niet zo. De warmtegeleidingscoëfficiënt van aluminium is zo'n 400 keer hoger dan die van water.
 
Misschien is een bredere zaagfrees, bijvoorbeeld 2 mm breed (zuiltjes worden dan 1,5 * 1,5 mm) beter, dat geeft wat minder weerstand. Maar dat wordt wel erg uitkijken met zulke smalle en hoge zuiltjes, iets te snel frezen of niet meer vlijmscherpe frees en die dunne dingen gaan om.

[Pinokkio]

Stel je gebruikt een pomp van 2 L/min (ik noem maar wat) dan is de snelheid tussen de pilaartjes 0.24 m/s maar de snelheid uit de 5 mm aansluiting is maar liefst 1.7 m/s. Dat geeft een idioot en onvoorspelbaar stromingspatroon tussen de pilaartjes.
 
Met 2 L/min debiet en 140 W te koelen (ik noem maar wat) zal het water in het koelblok ongeveer 1 graden opwarmen. Dus 2 L/min lijkt me een mooi debiet tenzij je toevallig een pomp hebt liggen met een andere capaciteit.
 
Het huidige ontwerp benodigt wat veranderingen:
 
Het ruitjespatroon moet 45 graden gedraaid worden.
Ik neem aan dat dat niets uit maakt voor die zaagfrees?
 
De in- en uitlaat moet niet elk simpel één 5 mm aansluiting zijn maar een rij verticale spleetjes over de gehele zijwand het koelblok. Elk spleetje van zeg 1.5 mm breed en 8 mm hoog moet gericht zijn op de scherpe hoek van een pilaartje.
 
Ik zal later een tekening posten zodat duidelijker is wat ik bedoel.
 
EDIT: ik zie nu pas je bericht #54 waarin je 300 W en 0.5 L/min noemt en je blijkbaar happy bent met een opwarming van maar liefst 10 graden.....
Bovendien zal 300 W een forse deltaT tussen TEC en water opleveren.

[Pinokkio]

Bijgaand de tekening met de 45 graden gedraaide pilaren.Het is op blauw ruitjespapier getekend dus de blauwe lijnen zijn in feite de middellijnen van de kanalen. Alleen de pilaren aan de randen zijn getekend, de rest in het midden moet men er zelf bij denken.
 

Bovenaanzicht koelblok (rotated square pitch).JPG (477.45 KiB) 731 keer bekeken

 
Elke rij pilaren is zodoende versprongen t.o.v. de vorige rij en dat zal de warmteoverdracht verbeteren. Zo doet men het ook in buizenwarmtewisselaars.
 
Aan de randen van het koelblok zullen nu soms driehoekige pilaren ontstaan, verwacht ik althans.
 
De zijwand aan de waterinlaatzijde krijgt 9 verticale spleten met een hoogte die bijna gelijk is aan de hoogte van de pilaren (zeg 1 mm korter aan zowel boven als onderzijde) en een breedte van 1.5 tot 2 mm. Elke spleet is gericht op de scherpe hoek van een pilaar in de eerste rij.
 
De zijwand aan de wateruitlaatzijde krijgt 8 soortgelijke verticale spleten, tegenover de scherpe hoeken van de pilaren in de laatste rij.
 
 
 

[Benm]

Dat zie ik nog niet zo. De warmtegeleidingscoëfficiënt van aluminium is zo'n 400 keer hoger dan die van water.

 
Dat wel, maar de warmte die afgestaan wordt aan het water moet ook door het zuiltje heen naar beneden. Als je die zuiltjes heel dun zou maken lijkt me vrij duidelijk dat ze dan aan de onderkant significant warmer zijn dan aan de bovenkant. Dat zou iets anders liggen als het 'deksel' geen deksel was maar solide verbonden aluminium, al moet de warmte dan toch nog wel via het deksel en de wanden naar de grondplaat. Maar ik begrijp dat het een en ander gaat verlijmen, geen idee wat de thermische weerstand daarvan is. 

[Michel Uphoff]

Ok, dat ziet er beter uit. Ik ga eens kijken of ik daar een voor mij doenlijk ontwerpje van kan maken.
 

Bovendien zal 300 W een forse deltaT tussen TEC en water opleveren.

 
Enig idee waar ik aan moet denken?
 
Of het 300 W wordt weet ik natuurlijk niet, ik zuig maar wat uit mijn duim. Afgaande op wat ik van anderen op internet lees zou het een realistische waarde kunnen zijn. Maar niemand meldt iets over pogingen tot het zo goed mogelijk optimaliseren van een stack van TECs, en het lijkt mij toe dat de meeste maar wat gokten. Mogelijk zijn de vermogens die opgegeven werden bij wat grotere cloud chambers dus niet maatgevend.
 

Maar ik begrijp dat het een en ander gaat verlijmen

 
Nee, solderen met Durafix een composiet metaal (alu/zink). Themische geleidbaarheid rond 40% van die van aluminium. Maar veel maakt dat niet uit, ik ga uit van koeling door alleen de grondplaat met zuiltjes.