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Kühlung / Kühlsystem
22. Juni 2010 07:56
Hallo
ich habe mein Bad nun vergrößert um auch größere Werkstücke eloxieren zu können. Nun werde ich im gleichen Atemzug aber nicht um eine Kühlung drum rum kommen. Wichtig für mich ist, dass ich dafür nicht irgendwelche Kühlpads nutzen oder die säure jedesmal vorher in meinen Kühlschrank stellen will. Dazu fehlt der Platz und vom Keller ins 2.OG ist auch nicht ohne mit dem großen Bad.
Verwendet jemand ein geeignetes Kühlsystem?
Ich dachte auch bereits an eine Wärmepumpe, aber für die Größe werde ich sicher nicht fündig.
Eine CPU-Wasserkühlung war die nächste Idee, da aber der Prozessor deutlich höhere Temperaturen als die Umgebung hat, funktioniert dort ein Wasser-Luft-Wärmeübertrager.
Vielleicht könnt ihr mir ja helfen.
Danke
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Re: Kühlung / Kühlsystem
22. Juni 2010 12:42
Hallo,
eine aktive Kühlung ist eine feine Sache. Du solltest aber vorher einige Dinge bedenken:
Wie oft eloxierst du? Bei seltener Benutzung ist die Methode mit dem runterkühlen und den Eisakkus sinnvoller.
Wie gross ist dein Anodisierbad? Ein kleines Bad erwärmt sich schneller und da ist die aktive Kühlung im Vorteil.
Anodisierst du mehrere Werkstücke hintereinander? Dann wäre die Methode vorher runterzukühlen nachteilig.
Wieviel Kühlleistung brauchst du? Man sollte nicht nur die Erwärmung durch die eingebrachte elektrische Leistung beachten, sondern auch Wärmeverluste und das die Werkstücke anfangs mit heruntergekühlt werden müssen.
Ich habe für mein kleines Anodisierbad mit 4L Schwefelsäure eine kleine Kompressorkühlung gebaut. Sie hat etwa 140W Kälteleistung und ist für die Badgrösse gerade ausreichend. Dazu habe ich einen Wasserkühler zerlegt (die Dinger, die in Büros stehen, mit dem grossen Kanister obendrauf). Man muss natürlich aufpassen, das man den Kreislauf nicht öffnet und das Kältemittel entweicht.
Ich habe eine kleine Holzkiste gebaut und die Technik da reingequetscht. Der sekundäre Wärmetauscher (Kupferrohr) wurde zur Vermeidung von Kondeswasser eingeschäumt. Zur Ermittlung der Kühlleistung habe ich eine definierte Menge Wasser abgekühlt und die Zeit gemessen. Anschliessend nochmal die Zeit in der es sich wieder auf Raumtemperatur erwärmt, um die Verluste rauszurechnen.
Man muss leider Frostschutzmittel nehmen, der Wärmetauscher friert ab ca. +8C° zu, die Innentemperatur ist wohl niedriger.
Die Kühlleistung ist wie gesagt ausreichend, ein el. Thermostat regelt die Kühlung. Die min. erreichbare Temperatur liegt bei -10°C, das ist vom Kältemittel abhängig und hier mehr als ausreichend.
Im letzten Bild ist ein erster Praxistest zu sehen, da hat die Umwälzung noch gefehlt. Ausserdem soll der äussere Behälter noch isoliert werden.
Grüsse,
Thomas.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 11:09
hi drehodor
wie ich das richtig sehe kühlst du außen und führst keine schlange durch das bad.
wäre letzteres nicht effektiver?
aber wie sieht es eigentlich mit kunststoffschläuchen aus. sind die säurebeständig? und haben die nicht ne miserable wärmeleitfähigkeit?
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 12:20
Chrischan:
wäre letzteres nicht effektiver?
aber wie sieht es eigentlich mit kunststoffschläuchen aus. sind die säurebeständig? und haben die nicht ne miserable wärmeleitfähigkeit?
Hallo, Chrischan!
Verzeih, wenn ich hier meinen Senf dazugebe, obwohl dein Beitrag an drehodor adressiert war!
erste Frage: ja, aber Antwort auf die zweite Frage berücksichtigen!
zweite Frage: dazu gibt es von Dir selbst einen Link auf eine Tabelle der Chemikalienbeständigkeit von Kunststoffen.
dritte Frage: ja. Wenn Du aber lange genug kalte Flüssigkeit durchpumpst, werden sie auch eiskalt, und die Kühlung ist gewährleistet.
Grüße, Rudi
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Wenn Du sicher bist, richtig gemessen zu haben, miss nochmal!
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 12:42
nun gut. ich bin nämlich schon zu einer überlegung übergegangen, dass man vllt einfach eine wasserpumpe aus dem pc-kühler bereich nutzt, eine lange schlange durch das bad legt und einen eimer eiskaltes wasser durchpumpt. evtl mit frostschutzmittel versetzt, dann kann man das immer tiefkühler ordentlich kalt machen. es sollte zu mindest helfen bei sehr großen teilen nicht von 16 auf 24°C zu gelangen.
zusätzlich kann man natürlich auch die schwefelsäure noch kühlen im kühlschrank. alle anderen technischen systeme scheinen doch sehr umfangreich, teuer und für meine badgröße ungeeignet zu sein.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 12:51
Ich hatte die Behälter schon vorher so benutzt, nur aussen mit Leitungswasser gekühlt. Das war mir aber auf die Dauer zu verschwenderisch. Die Kühlung verbraucht dafür Strom (ca. 90W), ist aber leistungsfähiger und sehr komfortabel. Man stellt einfach die Temperatur ein und hat damit wieder ein Stück mehr Reproduzierbarkeit und Qualität gewonnen.
Kunststoffschläuche als Wärmetauscher funktionieren sicher, man muss aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffs nur genug davon verbauen. Das ist bei meinem kleinen Bad eher problematisch. Den zweiten Behälter aussen rum sollte man imho sowieso haben wegen der Sicherheit. Ich nutze ihn halt noch zur Kühlung und habe gleich zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen.
Falls es doch Kühlschlangen sein müssen, würde ich sie aus Titanrohr machen, oder man pumpt die Säure gleich durch einen Titan-Wärmetauscher. Diese Lösungen sind jedoch ungleich teurer und für den Hobby-Maßstab eher ungeeignet. Meine Kühlung hat keine 10 Euro gekostet, 2 Euro beim Schrott für den Wasserkühler und den Rest für Holz, den Lüfter und das Thermostat hatte ich schon da. Man kann auch einen Kühlschrank schlachten (mehr Leistung), das ist aber eine ganze Menge mehr Arbeit und die Kiste würde auch etwas grösser ausfallen. Die Idee dazu stammt übrigens aus einem Overclocker-Forum.
Es gibt auch fertige Umlaufkühler, ich glaube die kosten so ab 400 Euro, oder gebrauchte aus der Gastronomie (Bierkühler). Letztere gibts immer mal in der Bucht.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 12:56
Wenn du die Säure und den Eimer mit Kühlwasser im Kühlschrank runterkühlst, kannst du gleich wie ich die Behälter ineinanderstellen und auf die Pumpe/Schläuche verzichten.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 21:20
okay, dafür vorab danke. an eine kühlschrank dachte ich auch schon, es gibt ja auch kleine modelle, mich stört lediglich dass doch komplexe system.
natürlich gibt es nur selten die eierlegende wollmilchsau, die nix kostet und stufenlos bis 0°C kühlt...
ich mache mir aber gerne weiterhin gedanken.
eine andere frage stellt sich bei mir bezüglich der nötigen leistung.
nimmt man einen wirkungsgrad von 100% an bei umwandlung der reingesteckten leistung in wärme, dann ist doch spannung x strom in meinem bad die maximal abzuführende leistung oder? also bei 20V und max 5A reicht ein 100W kühlsystem (reine kühlleistung)
stimmts oder hab ich recht?
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 21:40
Wie ich oben schon geschrieben habe, gibt es da noch andere Sachen zu beachten. Wenn die Badtemperatur niedriger als die Raumtemperatur ist, gibt es da einen Wärmeübergang. Habe es gemessen, hat bei mir bis zu 30W ausgemacht. Ausserdem müssen die Werkstücke abgekühlt werden, bzw. das Bad erwärmt sich beim eintauchen dieser.
Wenn das Bad ein sehr grosses Volumen hat dauert es mit den z.B. 100W sehr lange bis es heruntergekühlt ist, beim Anodisieren reicht die Leistung dann aber aus um die Temperatur zu halten. Das alles sollte bei der Dimensionierung einer Kühlung bedacht werden.
Also nochmal: Wie gross ist dein Bad? Willst du (öfters) mehrere Werkstücke hintereinander anodisieren? Welche max. Ströme sind zu erwarten?
Thomas
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Re: Kühlung / Kühlsystem
25. Juni 2010 22:12
am liebsten hätte ich es so, dass ich ein kühlsystem habe, mit dem ich vor beginn die temperatur etwas senken kann, z.b. 13..15°C. wenn ich dann eloxiere und die teile zum beispiel mit den mir möglichen 100W beaufschlage, dann soll die temperatur möglichst nicht über 20..22°C steigen.
kleine vorab rechnung für reines wasser:
beispiel: 10l=10kg, c=4,18 kJ/(kg K), deltaT=4K
mit etwas rechnung und einem 100W Kühler würde dies etwa 30min dauern... nicht so toll, aber möglich.
ich habe auch selten vor mehrere werkstücke nach einander zu bearbeiten. wenn dann höchstens ein lauf mit maximal 100W, eigentlich aber eher weniger. falls nötig eloxiere ich auch mal 1,5h
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Re: Kühlung / Kühlsystem
26. Juni 2010 12:39
Also ich anodisiere meistens bei 10°C Badtemperatur, in meiner Werkstatt sind es gerade 22°C. Da würde es schon min 1,5h dauern.
Da mein Bad aber kleiner ist und die Kühlung etwas mehr Leistung hat, dauert es nur ca. 45min bis ich anodisieren kann.
Also wenn schon Kühlung, dann sollte sie nicht weniger Leistung haben. Sonst geht es ja schneller wenn man die Säure im Kühlschrank runterkühlt.
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Administrator
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Re: Kühlung / Kühlsystem
30. Juni 2010 14:31
Hallo!
Vielleicht noch eine Anmerkung nach den vielen richtigen Dingen, die hier schon gesagt wurden:
Die Wärmeleitung ist in Kunststoffen (leider) deutlich schlechter als bei Metallen (nach DIN 52612):
- Aluminium: 235 W/(m*K)
- Titan: 22 W/(m*K)
- PVC: 0,15 W/(m*K)
Aluminium leitet etwa 10-mal besser als Titan, Titan aber immer noch fast 150(!) Mal besser als z.B. PVC (andere Kunststoffe liegen in ähnlichen Bereichen).
Ab Herbst werden wir deswegen (hauptsächlich für unsere Industriekunden, aber auch für Privatleute) entsprechende dünnwandige Titanrohre anbieten können. Eventuell können wir dann auch das saubere Biegen der Kühlschlange nach Skizze etc. anbieten.
Passende externe Wärmetauscher aus Titan folgen dann ebenfalls.
Mit freundlichen Grüßen,
Christoph Drube
Electronic Thingks
1-mal bearbeitet. Zuletzt am 30. Juni 2010 14:32.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
28. Februar 2011 12:52
Hallo
Lese seit ein paar Tagen im Forum und dieser Thread interessiert mich besonders :)
Ich bin Kältetechniker und wäre imstande so eine Kälteanlage zu bauen. Sind Titanrohre das einzige was im Bad beständig bleibt? Welche Materialien wären noch geeignet?
Bei Interesse und Maße der zu kühlender Wannen könnte ich solche Kühlanlagen bauen.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
01. März 2011 17:49
Hi,
alles was mit der Säure in Berührung kommt sollte aus Titan sein. Ein Verdampfer aus einem Stück Titanrohr gebogen wäre ganz gut. Bleibt die Frage wie man das Titanrohr mit dem Kupferrohr verbindet. Kann man Titan mit Silberlot löten? Ich glaube ich probiere das gleichmal..
Ein WT aus Alu wäre auch drin. Der dürfte dann allerdings nicht im Bad verbleiben. Der Anschluss ans Alu ist aber auch nicht weniger kompliziert, da bleiben wohl nur Verschraubungen (Fehlerquelle).
Für die Wasserdurchlauf-Variante gibts wohl schon genug fertige Lösungen am Markt, ob da eine Anfertigung lohnt?
Grüsse,
Thomas.
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Re: Kühlung / Kühlsystem
01. März 2011 18:32
Also das mit dem Hartlöten ist nix :-(
Habe ein Rundmaterial richtig angeschliffen und versucht mit Cd-freiem Silberlot und auch richtig gutem Flussmittel, keine Chance. Das Titan nimmt das Lot nicht an..
Thomas.
1-mal bearbeitet. Zuletzt am 01. März 2011 18:32.
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