Те, кто держат дома аквариум, нередко сталкиваются с проблемой перегрева воды в резервуаре. Понятно, что в такой среде подводные обитатели чувствуют себя некомфортно, а при резких перепадах температуры некоторые из видов даже погибают. Потому, вынося этот вопрос на рассмотрение, нельзя не отметить, что эта проблема несет глобальный характер. Повышение температурного режима ведет к изменению кислородного баланса, развитию колоний вредных водорослей и групп бактерий. Как устранить проблему? Предлагаем ознакомиться с парой действенных способов применения чиллеров для охлаждения воды в аквариуме.
Описание промышленного чиллера
Чиллер (водоохлаждающая машина) — устройство для охлаждения жидкости за счёт парокомпрессионного или абсорбционного холодильного цикла. После снижения температуры жидкость используется для охлаждения воздуха в теплообменнике (вентиляторном доводчике) или для отвода тепла от оборудования.
Принцип работы промышленного чиллера
Устройство применяется в различных отраслях промышленности. Охладительный агрегат в связанной системе с вентиляторным доводчиком используют в некоторых моделях кондиционеров.
Принцип работы промышленной охладительной установки
На производстве в качестве установки быстрого удаления тепла применяются специальные абсорбционные чиллеры. Он необходим для обеспечения работы различного промышленного оборудования с выделением тепла. Чиллер отбирает и отводит избыточное тепло и поддерживает оптимальный температурный и тепловой режим оборудования. В качестве жидкости, поглощающей газ в полном объёме, на промышленных установках применяется бромид лития в воде.
В процессе охлаждения воды выделяется избыточное количество тепла, которое отводится в окружающую среду.
Промышленная установка состоит из двух блоков:
- верхнего — генерирующая горячая ёмкость с относительно высоким давлением;
- нижнего — включает испарительную ёмкость и отдел с абсорбентом.
Характер работы установки:
- Тепло от генератора воздействует на абсорбент, который выделяет пары воды.
- Пар передаётся в конденсатор и переходит в жидкое состояние, отдавая тепло специальному резервуару с водой.
- Потеряв тепло, вода из конденсатора подаётся в испаритель.
- Здесь вода под действием давления испаряется с поглощением тепла от охлаждаемого контура (чиллера).
- С помощью прокачки насосной установкой кипящей воды теплообмен усиливается.
- В это время оставшийся концентрат абсорбента переводится в абсорбер, где происходит поглощение газа из испарителя с выделением тепла.
- Отводящий контур отводит из ёмкости с абсорбентом тепло за пределы установки.
- После отвода тепла полученная вода и абсорбент снова передаются в генератор.
Схема устройства чиллера на производстве
Преимущества чиллеров над компрессионными холодильниками:
- небольшое количество потребляемой энергии;
- низкое выделение шума при работе;
- экологичность, т. к. рабочим веществом является простая вода, а не фреон;
- поглощают выделяемую энергию;
- длительный период эффективной эксплуатации;
- производственная безопасность;
- удобство управления.
- стоимость;
- необходимость источника горячей энергии;
- большой вес;
- высокое водопотребление системы.
Чиллер при производстве пива
Водоохлаждающие машины активно применяются при производстве пива. Оно используется для охлаждения сусла. При получении солодового навара нужно оперативно снизить температуру. От этого зависит качество напитка. Этот навар содержит полезные и вредоносные бактерии. Полезные элементы сохраняются при температуре выше 60°C, а все вредоносные бактерии погибают. Но при медленном охлаждении после отметки 60°C, растёт вероятность появления вредоносных микроорганизмов. Поэтому снижать температуру нужно оперативно.
Охладитель на заводе по производству пива
Важность скорости производственного процесса выражается ещё и в том, что процесс ферментации и добавление дрожжей можно производить только при благоприятной температуре около 20°C.
При медленном остывании в наваре образуется большое количество бактерий. Дрожжи при добавлении не смогут поглотить избыточные микроорганизмы. Напиток будет испорчен. Медленное остывание также ухудшает товарные качества продукта.
Алюминиевые приспособления
Радиатор для светодиодов, пользующийся наибольшей популярностью, выполнен из алюминия. Главным минусом прибора является то, что он состоит из ряда слоев. Это неизбежно вызывает переходные тепловые сопротивления, преодоление которых возможно посредством дополнительных теплопроводных материалов: веществ на клею, изоляционных пластин, материалов для заполнения воздушных промежутков.
Алюминиевый радиатор для светодиодов используется чаще других. Он подвержен прессовке и прекрасно справляется с отводом тепла.
Для активного уровня охлаждения, как правило, требуется плоский лист из алюминия, размер которого не больше, чем размер светильника. Лист обдувается вентилятором.
Подходящей температурой для функционирования светодиода считается показатель 65 °С. Однако чем ниже температура, тем выше уровень КПД устройства и больше его ресурс. Оптимальной температурой поверхности радиатора считается показатель 45 °С, но не выше. Для диода мощностью 1 W надо произвести установку на радиатор из алюминия. Площадь радиатора составляет 30-35 см2. Радиатор светодиода 3 W потребует увеличения площади вдвое и будет составлять 60-70 см2.
В качестве радиатора лучше всего подходит устройство из алюминия как наиболее легкое и относительно недорогое. При расчете прибора для светодиодных матриц берется пропорция 35 см на 1 W.
Для систем охлаждения активного характера площадь радиатора может быть меньше в 10 раз. На светодиод 1 W хватает 3-3,5 см2.
Для примера рассмотрим радиатор «звезда» для светодиодов. Устройство используется для отведения тепла от светодиода и представляет собой небольшой радиатор. Его основу составляет пластина из композитного материала — использован алюминий, отводящий тепло от светодиода, и фольга из меди с контактными площадками. Радиатор монтируют на светодиоды с высоким показателем мощности (1-3 Вт).
Изготовление чиллера своими руками
Для быстрого охлаждения жидкости в домашних условиях чиллер можно изготовить самостоятельно. Разберёмся, как сделать чиллер своими руками.
Необходимые материалы
Требования к материалам для чиллера, изготавливаемого своими руками:
- хорошая теплопроводность;
- пригодность к пищевому использованию;
- возможность обработки в домашних условиях;
- прочность;
- выдерживание температуры до 100°C.
Под такие критерии отлично подходит стекло, но проблема возникает с одним параметром — возможность обработки. Силикон не подходит. Он плохо выдерживает высокие температуры и не обладает нужными параметрами теплоотдачи.
Остаётся один вид материалов — металл. Среди вариантов можно выбирать между алюминием, медью и нержавеющей сталью. С нержавейкой есть претензии по цене и теплоотдаче. Алюминий — окисляется и небезопасен для здоровья. Оптимальный выбор — медь.
Самодельный чиллер из водопроводных труб
С какими параметрами нужно определиться:
- Диаметр трубки. Больший диаметр позволит обеспечить высокий уровень теплообмена.
- Количество витков в контуре. Чем больше витков, тем лучше теплоотдача.
- Общий диаметр витка.
При расчёте нужных параметров необходимо определиться с объёмом ёмкости, в которую будет погружаться чиллер для отвода тепла.
Диаметр витка и диаметр трубок должен обеспечивать свободное погружение и сохранение одинакового расстояния от прибора до стенок и центра ёмкости. Расстояние между витками можно делать любые, но чем ближе они друг к другу, тем больше их можно создать.
Охладительная установка для аквариума, басейна, купели
Второй вариант кажется более эффективным, ведь он предполагает использование специализированной техники. Чиллеры для охлаждения воды в бассейне, чане с водой и других конструкциях пользуются немалой популярностью. Кстати, сделать такую конструкцию для аквариума можно и своими руками. Это несложно. И к тому же дешевле, чем приобрести заводскую дорогостоящую модель, которая точно не по карману большинству аквариумистов.
Если с бытовым чиллером все понятно, то как быть с бассейном или купелью? Для охлаждения больших объемов воды подойдет только специальная охладительная установка, которая стоит немалых денег.
Процесс изготовления
Небольшой самодельный чиллер потребует около 10-15 м. Создаём витки. Для этого можно использовать прочную палку или другой пригодный предмет. Трубка изгибается для получения нужного количества спиралей так, чтобы общий размер позволил поместить конструкцию в ёмкость.
На один конец трубки одевается шланг. Один конец шланга подключаем к крану или насосу, второй опускаем в раковину или другое подручное сливное приспособление. Чиллер готов.
Использование медного чиллера при варке пива
Принцип работы чиллера своими руками:
- Устройство погружается в ёмкость.
- Шланг подключается к крану. Второй конец опускается в раковину.
- Включается холодная вода.
- В ёмкость помещается горячая жидкость.
- Произойдёт быстрая потеря температуры жидкостью.
Применение самодельного чиллера
Чиллер, сделанный самостоятельно, может потребоваться для следующих целей:
- охлаждение солода при приготовлении домашнего пива;
- снижение температуры воды в аквариуме;
- создание оптимальных условий в небольшом бассейне.
Варка пива с чиллером
Наличие самодельного чиллера позволит в удобное время быстро охладить любую жидкость.
Чиллер из кондиционера.
как из кондиционера сделать чиллер? — вопросом собственно и является название этой ветки.
Мысль довольно проста. В нашем деле охлаждением всяких железяк самогонщика занимается обычно вода. Если система охлаждения замкнута (автономна), то вода после прохождения по дефлегматору (дистилятору) нагревается. Охладить ее можно к примеру прогнав через радиатор, обдуваемый воздухом. А если воздух в помещении горячий? Или воду хочется получить похолоднее, скажем градусов в 5-10, а в помещении все 25.
Вот я и думаю, схема примерно такая. Накопительная емкость, где находится резервный обьем воды, подающий насос, Теплообмениик-чиллер, где фреон испаряясь охлаждает воду, наша охлаждаемая штука-железяка, возвратка с радиатором дополнительного воздушного охлаждения (опционально) и обратно в накопительную емкость.
Вопрос заключен в следующем — как из испарителя кондиционера (фреон-воздух) сделать чиллер (фреон-жидкость)? Тупо засунуть штатный испаритель в банку с водой нехочется. Может, у кого есть опыт такого рода или хотя бы ссылка на интернет с практическими рекомендациями?
Посл. ред. 12 Апр. 10, 13:36 от игорь223
Посл. ред. 12 Апр. 10, 14:04 от мастер24rus
мастер24rus
, еще проще вариант есть — змеевик в емкости с водой, из которой насосом качает автономка. ТРВ (капилляр) ставится на входе в этот медный змеевик, который и является испарителем. Только емкость эту нужно теплоизолировать от внешней среды. Я так было и решил делать с утра, но вдруг есть какой более изящный метод.
То, что ты предлагаешь — проточный теплообменник. Тоже жизненно, хотя предлагаемую тобою «банку с водой» можно в принципе свести к нулю. НО — и там, и там требуются небольшые расчеты тепловые и габаритные. Которые мне делать самому лень. Вот и спрашиваю у коллективного разума. а он пока молчит. почти молчит ))))
Ладно, пойдем дальше. Принципиальная схема и работа оконника, который я собираюсь распотрошить, показана на этой страничке
Оконник у меня другой, но это неважно — все они выполнены по практически одной схеме.
Испаритель откусываем, из него получается (скорее всего получится) радиатор воздушного охлаждения для возвратной воды.
Датчик температуры воздуха, если он перестраивается градусов на 5-10С, запихнем в бочку с водой — если она охладится ниже — компрессор отключается. Если нет — придется заменить.
Вопрос у меня — что будет, если вода в бочке все же остынет прилично и фреон перестанет до конца испаряться — компрессору тогда кирдык прийдет ведь. Кто знает ответ, граждане?
Или опять я один в песочнице, сам с собой играюсь? )))
если вода в бочке все же остынет прилично и фреон перестанет до конца испаряться — компрессору тогда кирдык прийдет ведь. Кто знает ответ, граждане? игорь223, 12 Апр. 10, 18:17
Посл. ред. 12 Апр. 10, 18:39 от SpankyHam
Ну вот примерная схема.
Автономное охлаждение с дополнительным охлаждением воды до температуры ниже комнатной.
К примеру, холодной водой я охлаждаю приемник продукта при вакуумной дистилляции и сам вакуумный дистиллятор-кожухотрубник. Это дает мне возможность работать при более глубоком вакууме (при более низкой температуре). Дрожжи будут жить вечно, гы-ы-ы.
Фреон бежит себе по своему контуру, а вода — по своему. Ну и меняются себе температурами. SpankyHam, 12 Апр. 10, 18:37
Отлично, вполне устраивает. Правда — компрессор будет все время тарахтеть — нет накопителя холода — но фиг с ним. Ставим после бочки с водой, бочку не теплоизолируем.
Фреону нужно отобрать два с половиной кило тепла от воды. (Девятка кондишен, и то столько на фиг не надо — просто под рукою есть)
Как рассчитать теплообменник из двух медных труб — какой диаметр, какая длинна ?
змеевик конденсатора полностью замерзает льдом и ни чего работает все равно мастер24rus, 12 Апр. 10, 19:02
Светодиодные лампы с радиатором охлаждения: виды радиаторов
Светодиодные лампы с радиатором охлаждения: виды радиаторов
Светодиодные лампы прочно вошли в нашу жизнь, практически полностью вытеснив лампы накаливания и энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Можно предположить, что все дело в их экономичности, отличных технических характеристиках (таких как световой поток, CRI, угол рассеивания), а также в их продолжительном сроке службы.
Для чего нужен радиатор в светодиодной лампе
На срок службы изделия первоочередное влияние оказывает качество светодиодов, а также драйвер, правильная работа которого напрямую влияет на стабильность диодов.
Однако в процессе эксплуатации светодиодной лампы её поверхность загрязняется, что негативно влияет на отвод производимого тепла. С течением времени появляется проблема перегрева, с которой связано уменьшение светоотдачи диодов вплоть до их выхода из строя.
Чтобы этого избежать, повышают стабильность работы источников света. Для этого в конструкции каждого из них предусмотрен радиатор.
Виды радиаторов
Радиатор – это конструктивный элемент, который служит для отвода и рассеивания тепла от светодиодов.
Светодиодные лампы с радиатором охлаждения
Светодиодные лампы с радиатором охлаждения бывают следующих видов:
- с алюминиевым радиатором;
- керамическим;
- композитным;
- пластиковым.
Светодиодные лампы с алюминиевым радиатором
Данные лампы относятся к стандарт- или high-классу. Алюминиевым радиатором в таких изделиях может быть как полоска металла, так и конструктивно более сложная алюминиевая база. Отсюда и разделение таких светильников на два вида:
- с ребристым радиатором;
- с плоским радиатором.
Светодиодные лампы с ребристым алюминиевым радиатором
Наиболее эффективно защищённые лампы, радиатор которых представлен в виде многослойной конструкции с вентиляционными каналами. За их счет увеличивается площадь рассеивания тепла, что существенно увеличивает срок службы светодиодов, а также препятствует их деградации со временем по причине перегрева.
Светодиодные лампы с алюминиевым радиатором
Лампы с плоским радиатором
Плоский радиатор менее эффективен, чем ребристый. Используется такой охлаждающий элемент в основном в лампах небольшой мощности. Часто для более эффективного отвода тепла он имеет вентиляционные каналы, а его поверхность для диэлектризации покрыта слоем специальной краски или лака.
Композитный радиатор
Светодиодные лампы с радиатором охлаждения из композитного материала отличаются в первую очередь демократичной ценой. В таких лампах элемент представляет собой двухслойную конструкцию из алюминиевой полосы, покрытой теплопроводящим пластиком.
По причине своей низкой цены лампы с композитным радиатором являются наиболее широко представленными на рынке в сегменте эконом-класса.
Однако такие радиаторы не могут эффективно отводить тепло, поэтому гарантийный срок службы изделий с ними редко когда превышает 1 год.
Пластиковый радиатор
Самый простой вариант, правильнее назвать его имитацией радиатора. Элемент представляет собой корпус, выполненный из терморассеивающего пластика. Главные отличия таких ламп: низкая цена, короткий гарантийный срок, непродолжительный срок службы (10000-15000 часов). В лампах высокой мощности для повышения теплоотвода пластиковый радиатор выполняют с дополнительными массивными ребрами и вентиляционными отверстиями.
Светодиодные лампы с плстиковым радиатором
Керамический радиатор
Светодиодные лампы с радиатором охлаждения из керамики отличает высокая теплостойкость, а диэлектрические свойства материала позволяют монтировать светодиодные модули прямо на поверхность такого радиатора. Наиболее распространенным видом лампы с керамическим радиатором без рассеивающей колбы является так называемая лампа-кукуруза.
Светодиодные лампы с керамическим радиатором охлаждения
Светодиодные лампы с каким радиатором охлаждения выбрать?
Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что качество любой светодиодной лампы зависит в том числе и от качества радиатора, а точнее от материала, из которого тот выполнен.
Наиболее надежными, с продолжительным реальным сроком службы считаются светодиодные лампы с алюминиевым радиатором охлаждения, а также с керамическим (в том случае, если такой источник света не будет иметь рассеивающей колбы).
Пластиковым вариантам можно отдать предпочтение в том случае, если использоваться подобные лампы будут лишь эпизодически и непродолжительное время, например, в кладовках, подсобных помещениях.
Сделай сам: фреоновый чиллер из кондиционера
Идея переделки системы охлаждения лазерного станка витала в голове уже давно, но, как водится, руки за головой не поспевают. Первоначально работу по охлаждению «трубы» (лазерного излучателя) выполнял простенький китайский чиллер, точь-в-точь как на картинке.
Устроен он банально и просто: жидкость проходит через радиатор из алюминиевой трубки, который, в свою очередь, продувается вентилятором. Само собой, ни о какой стабильности температуры или о запасе мощности не может быть и речи. Летом в пару к нему был куплен обычный оконный кондиционер, который просто охлаждал воздух, подаваемый в чиллер. Решение было временное, но, как известно, нет ничего более постоянного, чем что-то временное.
Последней каплей послужил апгрейд станка на более мощную «трубу», которой требовалось уже более серьезное охлаждение. Первоначально выбор пал на китайский фреоновый чиллер, но сроки доставки и стоимость оказались выше ожидаемых, поэтому было решено модифицировать то, что есть. Требования к системе предъявлялись следующие:
• Стабильное поддержание температуры в диапазоне +8 … +14 С • Автономность • Возможность работы в режиме 247 • Меньший по сравнению с текущей системой расход электроэнергии
Самое простое, что можно было придумать – это погрузить холодную часть кондиционера в жидкость, непосредственно охлаждающую «трубу», что, в конечном счете, и было сделано.
Разобрали оба устройства, да так лихо, что забыли это сфотографировать. Из кондиционера был удален внешний корпус, крыльчатка вентилятора, продувающего холодную часть, утеплитель и пара жестяных стенок. Из чиллера достали всю электрику и расширительный бачок.
Резервуар под холодную часть решено было сделать из ПВХ 6мм толщиной, так как пластик был в избытке, он прекрасно режется как фрезером, так и простым ножом. И его легко клеить. Кроме того, не хотелось разбирать фреоновую часть кондиционера — пришлось бы заново опрессовывать трубки, заправлять и т.д. Резервуар клеили почти по месту, получилась прямоугольная коробка 360х300х90мм, которую соединили с расширительным бачком при помощи двух штуцеров, посаженных на герметик, и шланга.
(извиняюсь за качество фото — под руками был только старенький iPhone)
Приклеили верхнюю крышку резервуара с болтом в качестве заглушки газоотводного отверстия (на фото отсутствует)
Подключили помпу, индикаторы работы и аварийную сигнализацию от старого чиллера, заправили систему (в качестве хладагента использовали тосол), включили кондиционер в режим «холодим до победного». Довольно скоро градусник показал +5 градусов.
Еще через некоторое время температура опустилась до -2 и продолжала падать. На этом тесты решено было прекратить и поработать уже над визуальной составляющей устройства. Из куска тонкого пластика изготовили лицевую панель и верхнюю крышку, воздухозаборное отверстие закрыли сеточкой, сделали тепловую изоляцию трубок.
Затем настал черед передней стенки (с воздухозаборником, закрытым сеточкой и окошком) и тепловой изоляции обоих сосудов.
Терморезистор кондиционера был не изящно приклеен на один из шлангов при помощи синей изоленты.
Что получили в итоге:
Плюсы
+
температура не поднимается выше +14 градусов, не опускается ниже точки росы
+
кондиционер работает в режиме автоподдержания температуры и холодит примерно 5 мин, следующее включение наступает только через час-полтора (заявленная мощность кондиционера 2500 Вт)
+
дешево (примерные цены чуть ниже)
Минусы
—
общая топорность решения
—
колхозный внешний вид
—
термосенсор от кондиционера правильнее было бы разместить внутри расширительного бачка, немного модифицировать схему, откалибровав ее, скажем, на +12 градусов. К сожалению, я откровенно слаб в электронике и слабо представляю себе как это сделать.
Чиллер успешно работает уже второй месяц, не течет, холодит, держит температуру. Словом, делает то, что должен делать.
Материалы и цены:
• оконный кондиционер — достался нам за 2000р
• пульт для кондиционера универсальный — примерно
300р
• тосол (30л) —
1500р
• помпа —
600р
• градусник, провода, реле, датчики —
500р
• пластик, клей, штуцеры, стяжки, синяя изолента —
1000р
Итого примерно 6000р
. Согласитесь, приятная сумма, особенно для холодильника такой мощности.
Нагрев
Для измерения нагрева светодиодов Philips Z ES прогреваю образцы в течение 60 минут. В отличие от оригинальных автоламп Philips Ultinon, у Smart H7 есть еще гибкий радиатор. Поэтому срок службы у Smart будет выше, чем у настоящих Philips Ultinon, примерно в 2 раза.
Измерение провожу около светодиодов на пластине. Отверстия для установки термодатчика на медной плате уже были. Только надфилем проточил канавку для вывода провода термопары.
Сборка и материалы оказались очень хорошими, термопасты не пожалели, такое редко встречается. Диоды стоят на медной пластине, а не алюминиевой. Теплопроводность меди выше почти в 2 раза, и она гораздо дороже алюминия. Гибкая часть радиатора обжата медью и посажена на теплопроводный клей, хорошо так приклеена. Лепестки обжаты очень плотно, пробовал их разболтать, не получилось.
У дешевых автомобильных ламп лепестки иногда болтаются, соединены с корпусом неплотно или без термопасты. Гибкие лепестки даже выпадывали из автолампочки при попытке их поставить в фару.
По большей части я сторонник пассивной системы охлаждения светодиодных ламп для авто. Пассивное охлаждение более универсально и применимо не только в закрытых фарах ближнего или дальнего света. Пассивное можно ставить в противотуманки (сокращенно ПТФ) и другие незащищенные места. Чем проще охлаждение, тем оно надежней. Автомобильные светодиодные лампы с пассивным радиатором устанавливать конечно сложней, но это решается комплектом дополнительных крышек. Увеличенные резиновые крышки скрывают массивный жесткий или гибкий радиатор, не мешая работать электрокорректору или гидрокорректору угла наклоны головного света.
К охлаждению с вентилятором у меня более высокие требования, потому что гораздо чаще встречаются проблемы с отводом тепла. Обычно внешне такие модели выглядят прилично, а как разберешь, внутри большие проблемы,
Чиллер для охлаждения воды своими руками
7226 сумасшедших идей за это время
- Главная
- Новости
- Devices by zx-c64
- Материалы
- – Процессоры и MB
- – Видеокарты
- – Оперативная память
- – Накопители и SSD
- – Системы охлаждения
- – Корпуса и БП
- – Периферия
- – Разгон и модификации
- – Гаджеты
- Блоги
- Уголок бенчера
- Фотогалерея
- Форум
- Магазин
- Файловый архив
- Конкурсы
Введение
От редактора (ALT-F13): Так уж получилось, что статью мы смогли опубликовать аж через два месяца после ее написания. За это время автор не сидел, сложа руки, а двигался дальше в сторону более экстремального охлаждения. Сейчас Steff занимается сборкой самодельных phase-change direct-die систем, в просторечии – «фреонок». На момент написания этих строк, он продемонстрировал уже второй вариант своей системы. Впрочем, первый также прекрасно работал. Так что строки, с которых начинается текст этой статьи – «Экстремальными методами охлаждения компьютера я увлёкся совсем недавно, так что это — описание моего первого эксперимента в этой области» можно считать недействительными:)
Экстремальными методами охлаждения компьютера я увлёкся совсем недавно, так что это — описание моего первого эксперимента в этой области.
Водяное охлаждение я использовал на протяжении нескольких лет, но пришёл момент, когда захотелось большего. Можно было конечно купить готовую систему Asetek VapoChill или nVentiv Mach II (экс-Prometeia), но у фреонок есть свои недостатки. Во-первых это цена, во-вторых — способность охлаждать только один элемент системы. Для охлаждения, к примеру, видеокарты пришлось бы покупать еще одно устройство и серьезно заморачиваться с установкой. Начинать свое знакомство с экстремальным охлаждением с постройки самодельной direct-die системы показалось мне достаточно сложной задачей, поэтому я выбрал другой путь. Альтернативой direct-die охлаждения являются ватерчиллеры, то есть системы на базе водяного охлаждения с эффективным охлаждением хладагента, позволяющие достичь температур ниже окружающих. Серийный ватерчиллер на сегодня есть только один, это достаточно неэффективная (около 0 градусов при загрузке 50-70Вт) и дорогостоящая ($330) система от Swiftech. Голландцы OC-Shop.com обещают начать продажи своего чиллера, но за последние полгода не слишком продвинулись к цели. Известна лишь цена продукта — 600 евро, что еще больше, нежели у продукта Swifttech. По причине отсутствия эффективных серийных чиллеров, остаются два пути — сделать самому или купить чиллер, предназначенный для другого применения. Существует два основных вида ватерчиллеров: на основе фазового перехода (phase-change) или с использованием модулей Пельтье. Первые представляют собой двухконтурную систему, где испаритель «фреонки» охлаждает хладагент в контуре жидкостного охлаждения. Во втором случае вода или другой хладагент проходит через ватерблок, охлаждаемый модулями Пельтье. Этот вид чиллеров компактнее и проще в изготовлении, но сильно проигрывает в температурах и соотношении «эффективность/потребляемая энергия». Так, 500Вт суммарной мощности модулей дают температуру жидкости чуть ниже нуля градусов при нагрузке около 100Вт. Итак, решено — будем делать phase-change waterchiller с тремя охлаждаемыми элементами (процессор, северный мост, ядро видеокарты).
А зачем он нужен?
Наравне с другими полупроводниковыми приборами светодиод не является идеальным элементом со 100% коэффициентом полезного действия (КПД). Большая часть потребляемой им энергии рассеивается в тепло. Точное значение КПД зависит от типа излучающего диода и технологии его изготовления. Эффективность слаботочных светодиодов составляет 10-15%, а у современных белых мощностью более 1 Вт её значение достигает 30%, а значит, остальные 70% расходуются в тепло. Каким бы ни был светодиод, для стабильной и продолжительной работы ему необходим постоянный отвод тепловой энергии от кристалла, то есть радиатор. В слаботочных led функцию радиатора выполняют выводы (анод и катод). Например, в SMD 2835 вывод анода занимает почти половину нижней части элемента. В мощных светодиодах абсолютная величина рассеиваемой мощности на несколько порядков больше. Поэтому нормально функционировать без дополнительного теплоотвода они не могут. Постоянный перегрев светоизлучающего кристалла в разы снижает срок службы полупроводникового прибора, способствует плавной потере яркости со смещением рабочей длины волны.
Компоненты системы
Проще всего собирать чиллер на базе бытового конциционера. Желательно найти кондиционер, который использует газ R22, а не R134а, так как R22 испаряется при низшей температуре. Для данных целей также подходит система от холодильника. Я использовал кондиционер 5000BTU, обычно в них устанавливаются компрессоры мощностью в 1/2 л.с.
В качестве резервуара подойдет любая ёмкость с теплоизоляцией, а в крайнем случае можно сделать самому. В моем случае — это изолированный бачок для холодной воды.
Главная головная боль тех, кто рискнул заниматься экстремальным охлаждением — теплоизоляция для предотвращения конденсата. Простых методов, описанных в статье «Теплоизоляция ватерблоков» перестанет хватать, если температура приблизится к нулю и ниже. Поэтому в ход пойдет «тяжелая артиллерия». Для теплообменников — монтажная пена-заполнитель и изолента, для трубок и шлангов — поролон с закрытыми порами. Обязательно использование диэлектрической смазки для мест установки ватерблоков (также можно использовать силиконовое покрытие, но его потом невозможно удалить с плат).
Собственно компоненты системы водяного охлаждения, ватерблоки и помпа. Мой комплект состоит из PolarFlo CPU waterblock, Danger Den Z-Chip block, Swiftech MCW50 VGA block и помпы Rio Aqua 1400.
Следующий вопрос — выбор хладагента. В данном случае я руководствовался двумя параметрами: жидкость не должна замерзать при низких температурах и иметь как можно большую теплопроводность. Для низких температур подходят антифриз (кто бы сомневался;)), водка или смесь вода+метанол. Я выбрал метанол: он ядовит (внимание!), но обладает наилучшей теплопроводностью. Один из самых простых способов его достать — купить в автомагазине жидкость для стеклоочистителя.
Проводим расчет площади радиатора
Обратите внимание, для правильного расчета площади радиатора учитывают параметры полезной площади рассеивания, а не поверхностной площади. При подсчете полезной площади (S) включают сумму площадей ребер и подложки в квадратных метрах
Нужно учесть, что у каждого ребра две отводящие поверхности. В таком случае S теплоотвода прямоугольной формы S — 1 см2 составляет — 2 см2
При подсчете полезной площади (S) включают сумму площадей ребер и подложки в квадратных метрах. Нужно учесть, что у каждого ребра две отводящие поверхности. В таком случае S теплоотвода прямоугольной формы S — 1 см2 составляет — 2 см2.
В результате проводимых экспериментов была выведена формула расчета требуемой площади теплоотвода:
S = (22 – (M x 1.5)) x W, в которой
S – площадь теплоотвода радиатора; W –мощность подведенная (Вт); M –мощность светодиода. Для пластинчатых радиаторов сделанных из алюминия можно применить следующие примерные данные рассчитанные специалистами из Тайвани:
- 1 Вт: 10 ÷ 15 см2;
- 3 Вт: 30 ÷ 50 см2;
- 10 Вт: приблизительно 1000 см2;
- 60 Вт: 7000 73000 см2.
Поскольку диапазон указанных данных имеет большой разбег и определены они в условиях для климата южной страны, то величины не являются абсолютно точными и подходят для предварительного подсчета.
Более подробную информацию о расчете площади радиатора можно получить, просмотрев видео.
Сборка
Здесь фотографии помогут больше, чем длительное описание на словах.
Я начал с теплоизоляции ватерблоков. Блок заливался пеной, после высыхания ставилась изоляция на трубки и всё вместе закрывалось изолентой.
Таким образом я теплоизолировал все три ватерблока.
Осталось изолировать материнскую плату. Всё пространство вокруг сокета и чипсета намазал диэлектрической смазкой, тоже самое проделал с блоками, потом сделал прокладки из поролона. Аналогичным образом обработал заднюю сторону материнки и видеокарты, затем установил поролон и закрепил пластинами из акрила.
Когда блоки были готовы, занялся кондиционером. Полностью разобрал его, стараясь ничего не сломать.
Для легкого и безболезненного сгибания трубок в нужных местах рекомендую использовать инструмент под названием «pipe bender» (не знаю точного русского названия).
Испаритель кондиционера устанавливается в резервуар.
Для изоляции использовалась та же пена; датчик температуры я закрепил на установленной внутри помпе.
Затем заизолировал трубки возле компрессора и установил вентилятор для охлаждения конденсера.
После этого залил метанол. Первая проверка за пару часов показала такие результаты:
Ватерчиллер достаточно медленно промораживает хладагент, зато и обратный процесс происходит в хорошо изолированном резервуаре достаточно долго. За 12 часов бездействия температура поднялась всего до -12С. И вот — финальный этап, установка в систему. Обязательно приложите максимум усилий для теплоизоляции, как ватерблоков, так и плат. Как видите, цель достигнута – на процессоре приятная прохлада в виде -9С.
Самодельный чиллер для пивоварни своими руками — пошаговая инструкция
Если вы занимаетесь варкой домашнего пива или, хотите заняться, то без охлаждающей системы вам просто не обойтись. Сегодня я покажу, как сделать очень простой, но достаточно эффективный чиллер, который способен охладить сусло с 83 до 25 градусов, всего за 10 минут!
Для изготовления чиллера нам понадобится:
- Гибкая подводка для газа сильфонного типа, желательно из нержавеющей стали, на 1/2 дюйма. В магазине я нашел максимум 5 метров, но этого вполне достаточно. Для подключения воды, понадобятся 2 бронзовых штуцера с наружной резьбой.
- Пластиковые стяжки и нержавеющая проволока, именно из нержавеющей стали, из простого металла ни в коем случае использовать нельзя. В противном случает, проволока моментально окислится и при охлаждении вы испортите сусло!
Изготовления чиллера
Вооружившись пластиковыми стяжками, начинаем связывать шланг через каждые 7-10 сантиметров. Скручиваем шланг аккуратно, петля на петлю..
Как только шланг закончится, сгибаем его конец как на фото ниже. Скрутка шланга должна лежать на дне кастрюли, а изгиб, цепляться за верхний её край.
Начало шланга нужно согнуть так-же, как и конец, но изгиб должен быть внутри кольца.
Теперь берём проволоку, обязательно из нержавеющей стали, и повторяем тоже самое, что и с стяжками. Проще говорю — меняем пластиковые стяжки, на проволоку.
После завершения работы, срезаем пластиковые стяжки и, у нас получается готовый чиллер!
Осталось только накрутить штуцера и можно переходить к испытаниям!
Как самому сконструировать охладитель
Возьмите простой фанерный ящик без крышки, она вам не понадобится. Наполните две двухлитровые пластиковые бутылки водой и отправьте в холодильник/морозильник на пару часов, пока вода полностью не замерзнет. Пока вода охлаждается, вернемся к коробке. Она станет основой чиллера для охлаждения воды в аквариуме.
Поставьте ящик горизонтально и в верхней части вырежьте два круглых отверстия, соответствующих диаметру бутылочной пробки. А теперь вопрос: для чего же они, эти отверстия? Если фантазия у вас работает на пять с плюсом, то вы сразу же все поймете. Или ищите ответ дальше в статье.
На следующем этапе подготовки составных элементов конструкции, позаботьтесь об экранировании внутренней части «охладителя» (коробки). Используйте для этого самую обычную пищевую фольгу, ее можно приобрести в любом супермаркете, посетив хозяйственный отдел. Оклейте ею все внутренние поверхности ящика, где необходимо, подрежьте. В итоге вы получите термокоробку, то есть импровизированный чиллер для охлаждения воды, то, что и необходимо для домашнего аквариума с мелкими рыбками.
На последнем этапе подготовки охладительной установки возьмите бутылки с замороженной водой, вставьте их в отверстия в коробке и пододвиньте к резервуару с водой. Уже через 30 минут уровень температуры воды заметно понизится.
