Chłodziarka do akwarium DIY [TŁUMACZENIE]

Comment

Elektronika

20110601_DSC_8105

Przedstawiona powyżej chłodziarka akwariowa używa 15V, 15A ogniwa Peltiera do chłodzenia mojego 20 litrowego akwarium. Napięcie zasilające ogniwo Peltiera zostało ustawione na 11V aby ogniwo generowało mniej ciepła i pracowało z wyższą wydajnością.

Do obliczenia punktu pracy ogniwa Peltiera polecam kalkulator który można pobrać pod adresem:

http://www.overclock.net/peltiers-tec/249758-ultrasonic2s-tec-calculator.html

tec_calc

Celem tego projektu jest obniżenie temperatury panującej w akwarium o 6°C. Aby użyć kalkulatora ogniw trzeba znać następujące parametry:

  • Napięcie zasilania
  • Ilość ciepła
  • Temperatura gorącej strony ogniwa Peltiera

Napięcie zasilania – aby ocenić różnicę w cieple generowanym przez ogniwo Peltiera, w kalkulatorze próbowałem użyć zarówno wartości 11 jak i 12V. Ustaliłem, że ogniwo zasilone napięciem 11V powinno móc schłodzić wodę w akwarium do zakładanej temperatury jednocześnie generując mniej ciepła.

Moc cieplna – przez moc cieplną rozumiem energię przejmowaną przez wodę w akwarium z otoczenia. Aby obliczyć tę wartość zmierzyłem ile czasu potrzeba aby podgrzać wodę w 20 litrowym akwarium o 0.1°C. Najpierw użyłem wentylatora aby schłodzić wodę w akwarium o 2°C poniżej temperatury otoczenia. Po 6 minutach temperatura wody wzrosła o 0,1°C.

Energia = Energia potrzebna do podniesienia temperatury 1L wody o 0,1°C * ilość wody
Energia = 418 J/(L*K)*20 litrów
Energia = 8360 J

Czas = 6 minut = 360 sekund

Moc cieplna = Energia / czas
Moc cieplna = 8360 / 360 [J/s]
Moc cieplna = 23 W

Skoro dla różnicy temperatur wynoszącej 2°C moc przejmowana z otoczenia wynosi 23W stwierdziłem, że dla 6°C moc cieplna powinna wynieść ~69W.

Temperatura gorącej strony ogniwa – rozumiem przez to:

Temperatura gorącej strony = temperatura otoczenia + sprawność radiatora * obciążenie radiatora

Wydaje mi się, że temperatura otoczenia nie powinna przekroczyć 32°C. Całkowite obciążenie radiatora z kalkulatora wyniesie około 200W. Aby ocenić sprawność radiatora Venomous X przeczytałem przegląd radiatorów CPU (dostępny tutaj). Z przeglądu wynika, że temperatura poprzedniej wersji radiatora Venomous X (Thermalright Ultra-120) przy mocy cieplnej równej 125W wzrosła o 12,4°C. Oznacza to, że rezystancja termiczna radiatora wynosi 0,1°C/W. Obliczona temperatura gorącej strony ogniwa wyniesie 32+0,1*200 = 52°C

Kalkulator TEC wykazuje, że przy powyższych parametrach zimna strona ogniwa będzie miała temperaturę około 18°C co potwierdza tezę, że ten projekt spełnia założenie chłodzenia temperatury wody o około 6°C. Jeśli spróbujemy obliczyć 8 stopniowy spadek temperatury – obliczona temperatura strony zimnej ogniwa wyniesie około 31°C – układ nie zadziała.

Obliczenia pokazały także jak ważnym elementem całego układu jest wysokiej klasy radiator. Jeśli użyjemy radiatora którego rezystancja termiczna wynosi 0,3°C/W spadek temperatury który uda nam się osiągnąć wyniesie 3-4°C.

Ogniwo Peltiera

15V 15A ogniwo Peltiera o QMAX=150W

 

Blok wodny

Blok wodny użyty w chłodziarce

 

Termostat

Termostat z sondą zewnętrzną którą można umieścić w akwarium

 

Meanwell PSU

Chiński zasilacz 12V 30A. Nie potrzebuję takiej wydajności jednak wolę gdy układ ma „rezerwę mocy”. Polecam zasilacze firmy MeanWell

 

Thermalright Venomous X

Radiator – czyli najdroższa część całej chłodziarki. Thermalright Venomous X wraz z 12 cm wentylatorem pracującym z prędkością 1600 RPM

 

Jak widać konstrukcja jest całkiem prosta..

Jak widać konstrukcja jest całkiem prosta..

 

Gotowa chłodziarka: blok wodny, radiator, zasilacz oraz termostat.

Gotowa chłodziarka: blok wodny, radiator, zasilacz oraz termostat.

 

Eheim 2215

Moje akwarium, filtr Eheim 2215 pompuje wodę przez chłodziarkę.

 

Crystal Red

Krewetka Crystal Red. Duża ma około 1,6 cm natomiast mała około 2 mm.

Na termostacie ustawiłem temperaturę 25°C. Od momentu uruchomienia chłodziarki najwyższa temperatura tutaj w Hong Kongu osiągnęła 32°C na zewnątrz i 30°C wewnątrz. Chłodziarka była w stanie schłodzić wodę do 25°C. Zakładam, że chłodziarka jest w stanie schłodzić 20 litrów wody o 6°C poniżej temperatury otoczenia.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Akceptuję
Śmietnik wykorzystuje pliki cookies. Korzystanie z witryny oznacza zgodę na ich zapis lub odczyt zgodnie z ustawieniami przeglądarki.