*offtopic* Vibrationsfrei Kuehlen

[BastelWastel]

Auch wenn es relativ wenig mit Robotic zu schaffen hat moechte ich zu einem kleinen kreativen Brainstorming anregen. Ich glaube bei so vielen kreativen Koepfen bin ich hier trotzdem nicht so falsch.

Beruflich stehen wir vor der Anforderung unsere elektronischen Komponenten moeglichst vibrationsfrei zu kuehlen.
"Ohne Luefter" lautete die kurze beschreibung unserer Desinger..

Es handelt sich dabei um komplette 19" Systeme mit CPU Chassis, Motor Treiberkarten etc.

Bisher wurde mit Lueftern und Waermetauschern gearbeitet.
Welche alternative Moeglichkeiten wuerdet ihr vorschlagen, (Peltier, Wasserkuehlung an den Komponenten direkt?)

MfG,
BW

[Hessibaby]

Wir kühlen unsere Server mit speziell, von uns, entwickelten Heatpipes.
Mail mir mal ein Bild rüber und ich sage Dir ob das auch bei den Systemen geht.

[ElTransistor]

naja, peltier hat ein paar nachteile, du musst ja 1. die warme seite irgendwie kühlen, sonst hat das ding nen scheiss wirkungsgrad. und das wird ohne lüfter dann auch schwer. und sie verbrauchen _sehr_ viel strom. wasserkühlung evtl, soweit ich weiß werden bei apple die mac's auch so gekühlt. es gibt z.b. die laing pumpe die is bei pc-moddern sehr beliebt:) aber das ist ja dann auch nicht 100% vibrationsfrei?
was ginge noch? kompressorkühlung!
oder wie wäre es mit einem passivgekühlten system, mit der schon erwähnten heatpipe und einem dicken kupferblock. es wäre von vorteil wenn die komponenten von vornherein wenig wärme produzieren würden..

[Manf]

Irgendwo muss die Wärme dann ja schließlich hin.
Wenn ein großer Kühlkörper hinten am Gehäuse einen geringen Wärmewiderstand hat dann kann man die Wärme dort hin bringen.
Den Widerstand dahin kann man mit Heatpipes und Peltiers oder mit Wasser herabsetzen.
Den Widerstand der Kühlkörper kann man durch extern geförderte Luftbewegung vibrationsarm verringern.
Auf die Gesamtleistung kommt es schon an, welche Maßnahmen erforderlich sind.

[avion23]

Hi BastelWasel,
erstmal solltest du dir genau überlegen,
- welche Bauteile nennenswerte Verlustleistung haben
- bis zu welcher Temperatur diese arbeiten können (Elko <--> Transistor)
- in welcher Form die Wärme abgeführt werden kann (Spule <---> To220)

Das ist mir auf Anhieb eingefallen, es gibt aber mit Sicherheit noch viel mehr Faktoren. NImm dir ein weißes Blatt Papier und fertige eine Mindmap an, das hilft sehr beim Gedankenordnen.

Dann würde ich versuchen in dieser Reihenfolge das Kühlproblem in den Griff zu bekommen:
- Verlustleistung reduzieren wo möglich.
- Passivkühlkörper / Platinenfläche / Wärmeabstrahlung über Chassis
- Heatpipes EDIT: oder Heatlanes
- Wasserkühlung (Vibration der Pumpe, entkoppeln)
- Öhlkühlung, z.B. bei Spulen, Trafos

IMHO größtes Problem ist die Verwendung von Elkos. Diese trocknen mit höherer Temperatur schnell aus und verlieren dabei Kapazität. Gleichzeitig sind sie sehr schwer zu kühlen.
(Wirtschaftlich) sinnvolle KÜhlmethoden kannst du dir von PC-Netzteilen abschauen. Gleichzeitig sieht du dort auch, wie man es nicht machen soll.

</brainstorming>

[Besserwessi]

Peltierkühler sollte man vermeiden wenn man nicht unbedingt unter die Raumtemperatur muss. Die haben üblicherweise einen lausigen Wirkungsgrad und man muss daher etwa 3 mal soviel Wärme abführen wie am eigentlichen Bauteil. Heatpipes können sehr effizient sein, sind aber nicht so flexibel wie Wasserkühlung. Wenn man viele Einschränkungen in der Kühlung hat, sollte man sich überlegen erst gar nicht so viel Wärme zu erzeugen, also auf stromsparende Komponenten achten, soweit man das in der Hand hat.

[Murdoc_mm]

Hi,

leg doch alles in Flüssigkeit und mach ans Gehäuse große Passivkühler :-s . Bei irgendeinem ROV hier im Forum hab ich von ner Flüssigkeit gelesen die einen ele. hohen Widerstand hat (keine Kurzen), die die Bauteile nicht angreift, usw. (die war sogar Umweltfreundlich). Die Wärme wird dann direkt am Bauteil großflächig abgeleitet und zum Gehäuse und den Passivkühlern geleitet.

Natürlich muss dann das Gehäuse dicht sein.

Gruß

[fumir]

flüssigstickstoff gezielt verdampfen lassen ?

man könnte dafür nen speziellen kühlkörper entwickeln:
kupferblock aufs bauteil.
ein kanal für stickstoff durch den block bohren.
eine düse/engstelle in der mitte des blocks einbauen (dort verdampft der stickstoff).

um den entweichenden stickstoff müsste man sich wohl keine gedanken machen.
ist innert und kühlt nebenbei noch alles was so in der nähe ist.

gäbe natürlich einige schwierigkeiten:
- wie bekommt man den stickstoff an den kühlkörper (leitungen müssen thermisch isoliert sein)
- wie reguliert man die kühlung.
- kondensierende feuchtigkeit
- kann man sich das leisten, ständig neuen stickstoff bereitzustellen.
einige fragen könnten sicher physiker beantworten, die sich mit tieftemperaturexperimenten beschäftigen (davon gibts ne ganze menge, leider gehöre ich nicht dazu :-) )

vielleicht könnte man auch einfach etwas kalten, gasförmigen stickstoff ins gehäuse pusten (um die gesamte luft im Gehäuse zu kühlen) und ansonsten auf die bauteile nur passive kühlkörper setzen.

ist vielleicht ohnehin ne sinnvolle maßnahme: einfach die gesamte raumtemperatur auf etwas über 0° absenken. dazu die luft trocknen, um kondensation zu vermeiden. damit hat man immerhin schon mal ca 20° vorteil gegenüber normaler raumtemperatur. und alle weiteren maßnahmen können moderater ausfallen.

[Felix G]

Wenns was ganz Exotisches sein darf: Wirbelrohr (http://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelrohr)

Pressluft rein, und schon kommt auf der einen Seite warme und auf der anderen Seite kalte Luft raus.

[alter Mann]

Bei irgendeinem ROV hier im Forum hab ich von ner Flüssigkeit gelesen die einen ele. hohen Widerstand hat


Das dürfte einfaches Silikonöl gewesen sein. Aber Salatöl aus dem Discounter funktioniert auch.
Aber ob das im Sinne des OP liegt, den ganzen Rechner mit Öl zu fluten lass ich mal dahingestellt. Was z.B. Wenn mal eine Baugruppe gewechselt werden soll? Das dürfte in eine mittelschwere bis grosse Sauerei ausarten ;-)
Ein ganz anderes Thema sind Festplatten. Denn in die darf auf keinen Fall Öl eindringen. Und das würde es sicher, da Festplatten nicht luftdicht gekapselt sind, sondern ein oder mehrere Löcher haben, die für einen Druckausgleich zuständig und nur mit Filtern versehen sind.

Florian

[Hessibaby]

So wie ich das Original-Posting gelesen habe handelt es sich NICHT um einen Rechner, sondern um eine Motoransteuerung, also um ein 19"-System wo diese Baugruppen gesteckt sind.
@Florian: Lege mal ein Stück Kabel für einige Tage in Salatöl. Das löst den Kunststoff auf. Das ist auch der Grund warum Autos die Biodiesel fahren dürfen umgerüstet werden müssen.
Gruß

[BastelWastel]

Es handelt sich um VME Chassis mit CPU, Motorkarten (Servo und Stepper), Schnittstellenkarten etc. in Oel versenken is leiden nicht drin.
Es geht auch nicht um wirklich grosse Kuehlleistung nur die Schwingungen in Luft und Boden sollen moeglichst ganz vermieden werden.
Waermeableitung auf Kontakt ist auch schwierig da fast alles Steckkarten sind.

@fumir
Dazu muesste man den Fluessigstickstoff direkt an die Warmen komponenten bringen, also auch wieder auf Kontakt.


Meine Gedanken gehen Richtung..ueber jedes Chassi nen Waermetauscher um die aufwaerme ab zu fangen.. Das Wasser mit kleinem Druck einspeisen sollte auch Schwingen/Vibrieren der Pipes verkleinern.

Evtl. auch 1HE Luefter mit LowNoise und mit kleinst moeglicher Drehzahl laufen lassen.

Waende der Schraenke vllt. mit Moosgummimatten verkleiden um akkustische Uebertragung zu vermeiden.


Ganz auf Mechanische Loesungen, sprich Luefter, zu verzichten waere natuerlich optimal.

[PICture]

Hallo!

Nicht meine Idee: ein Lüfter mit zwei Rotoren, die sich in Gegenrichtungen drehen. Ich glaube, dass es bei Flugzeugen angewendet wurde.

MfG

[fumir]

warum bläßt man eigentlich nicht einfach kühle luft über nen schlauch (wie beim staubsauger) ins gehäuse? dann kann man die nötigen lüfter dort aufstellen, wo die vibrationen nicht stören.

naja, irgend ein kühlmedium wirst du schon ans bauteil ankoppeln müssen, egal wie du es machst. die wärme entsteht eben in nem recht kleinen bereich. also muss man sie da erst mal wegbringen. entweder mit nem kühlkörper (welcher art auch immer) oder direkt mit nem kühlenden medium
(hab mal bei ibm flüssiggekühlte computermodule gesehen: ne keramikplatte mit mehreren hundert schichten leiterbahnen in der keramik und den chips direkt drauf gelötet. dann nen metallstempel mit feder auf den chip gedrückt und das ganze in ein gehäuse durch das flüssigkeit strömt. sah ziemlich cool aus und war vor vielleicht 20 Jahren!)

[fumir]

momentan wird wohl an der entwicklung spezieller aktiver kühlkörper gearbeitet. ich glaube die enthalten punmpen und flüssigkeitskreisläufe auf nano-skala. das ist wohl aber noch nicht einsatzfähig.

[ElTransistor]

ich frage mich jetz allerdings was das für ein teil sein soll, was du da bauen sollst? auf der einen seite leistungshungrige motortreiber die sogar gekühlt werden müssen, auf der anderen seite sind die schwingungen eines lüfters schon zu viel..sind sich eure designer sicher, dass sie wissen was sie wollen? ;)

[BastelWastel]

ich frage mich jetz allerdings was das für ein teil sein soll, was du da bauen sollst? auf der einen seite leistungshungrige motortreiber die sogar gekühlt werden müssen, auf der anderen seite sind die schwingungen eines lüfters schon zu viel..sind sich eure designer sicher, dass sie wissen was sie wollen? ;)

Leider ja, wird eine astronomische Anwendung, da werden kleinste Vibrationen schon interessant.
Umgebungstemperatur bewegt sich gegen 10 Grad C und die Schranksysteme sollten max. 1 Grad von der Umgebung abweichen wegen der therminschen Spots und Luftbewegung.

[ElTransistor]

ach, eine teleskop-montierung :) ok, verstehe..

[Felix.]

Wie wärs mit einer Ionenwind kühlung?
http://inventgeek.com/Projects/IonCooler3/overview.aspx

[Felix G]

Also bei einer astronomischen Anwendung würde ich, sofern die Schränke nicht direkt neben dem Teleskop stehen, in erster Linie auf die Temperatur achten.

Die von langsam drehenden Lüftern erzeugten Vibrationen sind ziemlich gering, und sollten sich problemlos mit Gummipuffern oder ähnlichen Maßnahmen in den Griff kriegen lassen.

Wenn der Schrank aber heizt wie blöd, dann erzeugt er lokales Seeing, was ja nicht unbedingt ideal ist. Das worst-case Szenario wäre ein Schaltschrank der in einer Kuppel steht, denn da kann die warme Luft nur durch den schmalen Spalt oben entweichen, muss also direkt vor dem Teleskop vorbei.


Also:
Das Gehäuse so gut es geht wärmeisolieren, und die Komponenten mit einem möglichst großen Lüfter kühlen

[avion23]

1°C? lol

So etwas kann man berechnen. Einfach das Volumen deines Baukastens nehmen (19", 1HE z.B.) und die Verlustwärme.

Das Ergebnis wird dich nicht freuen... IMHO ist das so gut wie unmöglich.

[Besserwessi]

Eine Möglichkeit wäre es dann noch die warme Abluft mit einem Rohr oder Schlauch so weit weg zu leiten, dass sie nicht mehr stört. Der Lüfter könnte dann auch dort aufgestellt werden. Um nicht von woanders unkontrollierte Luft zu strömen zu lassen müste man eventuell auch die Zuluft ähnlich zuführen, und das Ganze fast Luftdicht machen.