Расчет мощного радиатора для пельтье

[dummynull]

Хочу сделать на пельтье элементах нечто вроде охлаждающего вентилятора (как полноценный кондиционер необходимой мощности это слишком дорого). Эффективность очень сильно зависит от разницы температур между холодной и горячей сторонами, теплоотвод должен быть отличным и на мой взгляд, неудачи у людей в интернете с подобными поделками связаны именно со слабым охлаждением.
Обычно пользуюсь графиком для определения площади радиатора (ну и данные дюйм*градус/вт), но когда воздухом 35 градусов обдуваешь радиатор горячей стороны и надо с холодной получать около 20 градусов, уже 15 разница температур на элементе в случае идеальных бесконечных радиаторов. Поэтому, фантазирую про еще максимум 10 градусов (в сумме по обе стороны) из-за термопасты и радиатора. Пельтье 4*4 см, поэтому с такой малой поверхности имеет смысл питать их заниженным напряжением (кпд еще выше тогда) и ставить больше количественно, чтоб площадь контакта с радиатором увеличить. Какой поправочный коэфициент за счет обдува обычными корпусными 120 мм вентиляторами - не понятно, данные экспериментов спорные ибо слишком много переменных, у некоторых в 2 раза, у других в 4. Вот например, в продаже есть радиаторы с плотным оребрением примерно на 3600 см^2, по моим прикидкам это лишь около 40 ватт с умеренным обдувом при 10 градусах разницы. Если даже делать водяное охлаждение, проблема радиатора переносится на проблему водоблока, который должен успевать отдавать тепло в воду (люминиевый радиатор запаять и трубки присандалить, может? китайцы эти блоки дурацкие делают, тупо канал трубчатый внутри). В общем не хотелось бы пролететь с нехваткой радиаторов, но и из-за их дороговизны избыточно переплачивать тоже не охота, нужно совет практиков, на что расчитывать при очень низкой разнице температур.

[vem566]

при очень низкой разнице температур.

Как раз в этом и проблема. Эффективность теплоотдача растет нелинейно с ростом температуры. В Вашем случае - разницы температур. И принудительный обдув так же даст ожидаемый эффект при заметной разнице. От 30 градусов и выше.
В то же время, в древности, в пустыне за счет опахал получали достаточно низкую температуру воды. По некоторым источникам исследователей чуть ли не до точки замерзания. Не знаю насколько этому верить, но охлаждение за счет испарения весьма эффективно. Может подумать в этом направлении?

[dummynull]

Изучал потенциал испарительного охлаждения, но получается эквивалент 500 ватт в час при испарении 1 литра воды в час, что еще не так просто реализовать из-за очень низкого кпд, когда воздух охлажденный и влажный уходит в трубу за окно. По эксперименту с мокрым листом бумаги, температура с 30 до 25 понизилась при постоянном обдуве вентилятором (измерял бесконтактным ик термометром) и никак не удавалось больше снизить, возможно влажность воздуха влияет.
Мне много мощности не надо, лишь бы за компьютером можно было работать комфортно, а мобильный кондиционер для этого не подходит из-за шума и потому что в продаже нет моделей с двумя гофрами, значит колхоз и потеря гарантии на дорогую и не надежную бандуру.

[vem566]

Вода далеко не самый эффективный компонент для испарителя. Нужны жидкости с низкой температурой кипения.
Пример:
Ацетон - 56°С
Диэтиловый эфир - 35°С
Пентан - 36°С
Например медная емкость с такой жидкостью и тепловым контактом с охлаждаемой поверхностью и дальше обычный радиатор.
Боюсь способ решения будет не самым дешевым.

[dummynull]

Ну это вообще нереально, не буду же выпаривать столь дорогие жидкости, не имея возможности их сконденсировать назад. Мне просто нужно холодный воздух для комфорта, несколько пельтье сойдет, если правильно охладить их.

[Borodach]

https://www.google.com/search?q=%D0%B2% ... 38&bih=638

Вложения

вентилятор.gif

(81.25 KiB) Скачиваний: 127

[vem566]

не буду же выпаривать столь дорогие жидкости, не имея возможности их сконденсировать назад.

и дальше обычный радиатор.

Где происходит охлаждение и конденсация. И обратно в

медная емкость

Система замкнута.

А чем не устраивают варианты модератора?

[dummynull]

Borodach
Увлажнение воздуха мне не надо (этих испаривателей куча в продаже), поэтому выпаривание будет с очень низким кпд, чтобы через две трубы наружний воздух охлаждать и по радиатору на внутренний контур передавать. Возни куча, эффективность гораздо ниже, чем с пельтье.

vem566
А как конденсировать пары ацетона, например? Это ж надо компрессор и кучу всего как в обычном холодильнике (тогда уж на пропане или фреоне делать), у меня нет необходимых инструментов, чтоб такое соорудить, надо мастерскую, гараж.

[vem566]

Да не надо никакого компрессора. Как делают на ацетоне охлаждение компа: в место СД вставляют радиатор от печки Москвича(как раз по размеру) и его обдувают вентилятором(если не хватает естественной конвекции). Пар охлаждается и стекает самотеком в бачок к процессору. Система замкнута и герметична. Самая большая морока с пайкой трубок.

[dummynull]

Не понял, а почему ацетон конденсируется в такой системе? Надо же температуру более низкую для конденсации, чем температура воздуха на испарителе (т.е. в комнате).

Добавлено after 8 minutes 45 seconds:
А, тьфу, вы наверное имеете ввиду не целиком охлаждение на ацетоне, а тепловую трубку типа сделать вместо обычного радиатора? Сложновато, так как работает в очень низком диапазоне температур и требует некоторую разницу температур. Если сравнивать с компьютерными. Обычный аллюминиевый радиатор или водяное охлаждение для пельтье практичнее.

[Дмитрий М]

У Пельте слишком близко зоны нагрева и охлаждения. В общем случае ТС очевидно понимает что для охлаждения надо уводить тепло. В кондиционере это происходит перекачкой фреона в испаритель на улице. Как в комнате отобрать тепло у Пельте я не очень представляю. Его применение это маленький ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫЙ ящик и большой радиатор снаружи с обдувом. Так выглядят автохолодильники и рекламные минибоксы для всяких там энергетиков и пепси... на несколько банок. Вот на фото снятый холодильничек с минибокса для Ред Булла... питание 12 в 5 ампер.

[dummynull]

Я пришел к выводу, что на пельтье вполне можно сделать охлаждение, если плевать на стоимость электричества. Все что видел на ютюбе и сайтах были неудачи по очевидным причинам - плохой отвод тепла и холода (зачем ставить маленький радиатор на холодную сторону, да еще без обдува?). Ну и вообще, элементов же надо много, чтоб был какой-то толк. Если считать по теплоемкости воздуха, скорости обдува обычным компьютерным кулером и т.п., то для комфорта в качестве вентилятора холодильной мощности в 100 ватт хватит. Конкурировать с кондиционерами смысла мало, цена радиаторов и блоков питания становится дикой (разве что на али брать, но я спекусь за время доставки), хотя обычно кондиционеры в 2-3 квт холодильной мощи не работают непрерывно, а пельтье можно было бы сделать на пол квт и работать они все равно должны долго, чтоб продлить срок службы. В любом случае, радиаторы надо прикинуть поточнее, ибо дорого. А еще дороже, если ошибусь и придется еще заказывать, платить за доставку и время терять.

Добавлено after 5 minutes 20 seconds:
Забыл сказатЬ, что рассматривал вариант водяного охлаждения, используя радиатор печки авто (1300 рублей в среднем), но помпа, трубки и водоблок цену резко поднимают. То есть оправдано не для холодящего вентилятора, а полноценного кондиционера.

[vem566]

Ну, как я и писал, реализация идеи не будет дешевой.
А охладитель, любой, основан на перемещении тепла из одного места в другое. Вы же хотите переместить тепло из одного участка комнаты в другую. Никак не теплоизолированных между собой, и в общем то рядом находящихся. Идея скорее утопическая. Возьмите замороженную полторашку воды, поставьте между собой и вентилятором. Эффект будет заметный и дешевый. Borodach же предлагал.

[dummynull]

Не, горячая сторона сосется из окна и выводится в окно двумя трубками.

[Дмитрий М]

http://forum.easyelectronics.ru/viewtop ... 10&t=15742 вот практические опыты и много данных о КПД и прочем для Пельте. По моему фигня всё это.
Помню в середине 80-х у нас в НИИ пытались Пельте заменить холодильник крио на приёмной спутниковой головки системы связи. Три ступени батарей, море красной меди и вид перевёрнутой пирамиды Хеопса на головке... До -70С пытались, потом все лаборатории были этими батареями завалены, ТЭБ они звались. Ничего толкового не получилось..ну так то была научная тема и СССР..деньги не жалели. Помимо неустойчивой работы эта хрень ещё и подвес согнула на головке..своим весом.

[dummynull]

Извините, но не соглашусь, ибо изучил негативный опыт экспериментаторов, которые делают одни и те же ошибки и их легко объяснить с физической точки зрения. Мне не нужны сверхнизкие температуры, потому что эффективность модулей стремится к нулю при большой разнице температур, поэтому наработки институтов не в тему. И если заметите, у всех экспериментаторов одна и та же идея - взять модуль помощнее, а радиатор абы какой, и так сойдет. А то что площадь модуля крохотная и можно сравнить с проблемой охлаждения процессоров, которые даже с водянкой греются нехило - никому в голову не приходит. Чтоб это работало, надо много слабых пельтье (либо напряжение занижать) и огроменные радиаторы с обдувом по обе стороны, тогда эффективность будет такая же, как на графиках.

[Дмитрий М]

Ну тут речь не про низкие температуры а то как конструктивно в комнате отвести тепло с горячей стороны. Если только что-то типа пластинчатого теплообменника, противоточного притом. По внутренней трубе обдувать холодную сторону, по внешней теплоизбытки сдувать на улицу. Имхо дешевле оконник купить бу и поставить как мобильный.

[dummynull]

Оконный или мобильный кондиционеры шумят (а мне надо в тишине и комфорте программировать), оба поставить не выйдет без жуткого колхоза с потерей гарантии, квартира съемная. Зато окно в полутора метрах от меня, можно гофры вывести и на подоконник поставить вентилятор с охлаждением, чтоб на меня дул. Еще раз повторю, не пытаюсь сделать полноценный кондиционер, это слишком дорого на пельтье, в том числе по электричеству, стены все равно прогреты. Мне хватит жалкие 100-150 ватт холода получить, ну и тепла отвести под 250 ватт, подобрав подходящую площадь радиаторов. Транзисторы остужать для пассивных радиаторов не проблема, там большие разницы температур и по таблице не сильно ошибешься, а здесь, при требуемой малой разнице температур и еще обдуве - вообще без понятия, единственный ориентир это данные охлаждения процессоров, по которым все очень грустно, ведь боксовые кулеры молотят на огромной скорости, площадь 1000-1500 кв см обычно и температуры под 80-90 градусов с 65 ваттного процессора. А если брать данные тайваньских радиаторов черненых в дюйм*градус/ватт, то наоборот, все радужно и красиво должно охлаждаться без обдува. У меня нет радиаторов больше 400 кв см для теста, поэтому и спрашиваю, что там на практике получается.

[vem566]

Берем радиатор 400 кв см, прикручиваем турбину, скорость потока 20м/сек, и не получаем ни хрена! Причина - для того, чтобы работало, нужна разность температур.
Сами же пишите,

боксовые кулеры молотят на огромной скорости, площадь 1000-1500 кв см обычно и температуры под 80-90 градусов с 65 ваттного процессора

Короче - вернулись к самому началу. Или шибко дорого, или никак.

[dummynull]

Ну потому и надо подобрать такой радиатор, чтоб с умеренной скоростью обдува давал температуру 20-25 градусов. По расчетам и таблице для радиаторов 3500 кв см подойдет на 100 ватт тепла, но не шибко верю, сравнивая с процессорными кулерами. Ладно, видимо придется купить такие радиаторы для эксперимента.