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Wie die Kühlung dimensionieren?

Wie die Kühlung dimensionieren?
10. Juli 2015 23:41
Hallo Allerseits,
ich habe mal eine Frage zu der Dimensionieren einer Kühlung für das Säurebecken. Bisher habe ich meine Säure mittels Pumpe durch einen alliere, der durch eine mit Wasser gefüllte Kiste in der Kühltruhe führte. Das hat bisher gut funktioniert und ich hatte das gleichzeitig für die Umwälzung genutzt. 2 Fliegen mit einer Klappe. :-)

Ich muss aber mein Säurebecken vergrössern und wollte evtl. eine Titanschlange ins Becken installieren. Kann man das berechnen oder gibt es erfahrungswerte?

Evtl. kann ich auch die Titanschlange in der Kühltruhe installieren und mittels Pumpe da wieder durchführen. So würde meine Umwälzung erhalten bleiben und ich hätte eine effektiere Kühlung.

Any ideas?

grüsse Frank
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
15. Juli 2015 11:53
Hallo!

Die genaue Größe des Titankühlers hängt von verschiedenen Faktoren ab: Durchflussgeschwindigkeit, Wandstärken, Oberfläche, Temperaturdifferenzen usw.
Das kann man schon recht genau berechnen.

Grundsätzlich ist so ein Aufbau eine gute Idee, die man auch im semiprofessionellen Bereich anwenden kann: eine einfache Gefriertruhe wird mit einem passenden Tank/Kanister und Kühlmittel mit bspw. Kühlerfrostschutz versehen. Der Wärmetauscher befindet sich dann z.B. im Kanister und man pumpt den "heißen" Elektrolyt hindurch und danach wieder ins Bad.

Wenn man dann noch eine Art Bypass mit einem regelbaren Ventil legt, kann man die Temperatur im Bad bei maximaler Umwälzung mit einer elektronischen Regelung sehr konstant halten.

Der große Vorteil der Kühltruhe ist, dass man kein großes (und teures) Kühlaggregat benötigt, aber dank der großen Wärmekapazität (je nach Truhe durchaus 100-200 Liter bei -20°C!) trotzdem extreme Wärmespitzen abfangen kann. In Ruhezeiten hat dann der kleine Kompressor genug Zeit, entsprechend runterzukühlen.

Für Anlagen, die nur 8/24h laufen ist das eine sehr kostengünstige und praktikable Lösung.

Mit freundlichen Grüßen,
Christoph Drube
Electronic Thingks



1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15. Juli 2015 11:55.
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
19. Juli 2015 13:59
Hallo Herr Drube,

ich hatte die Antwort erst heute gesehen und bedanke mich schon mal dafür.
Also würde ich dann eine "Kühlschlange" aus Titanrohr in meine Kühltruhe verfrachten und da dann kühlen. Ich gehe mal davon aus das es egal ist wie die gebogen ist.
In meiner "kiste" in der Kühltruhe ist ca. 220x320mm Platz um eine Kühlschlange unterzubringen. Pumpenleistung ist 600l / h.
Können Sie mir da ein Angebot machen. Blöderweise ist an meiner Pumpe ein Schlauch mit 12mm Innenmass. Aber da muss ich mir was einfallen lassen.

Grüsse Frank

P.S. Platte mit 450x450x8mm wird grade eloxiert. 15A / 4h. :-)



1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19. Juli 2015 14:00.


Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
20. Juli 2015 11:28
Hallo!

Für die exakte Auslegung des Wärmetauschers müsste man die genauen Parameter kennen.
Mit 15A (bei geschätzten 20V) ist man bei etwa 300W, die abgeführt werden müssen.

Wenn die Pumpe aber eh 12mm Querschnitt hat, würde ich auch nicht eine einzige Kühlschlange verwenden sondern bspw. mehrere einfache Kühlrohre parallel schalten, also T-Stücke aus Kunststoff mit PVC-Schläuchen und Schlauchschellen (da die ja nur mit Kühlmittel in Berührung kommen, reichen da normale Edelstahlschellen oder sogar verzinkte) verbinden und dann die Rohre jeweils zwischen die Abzweige setzen. Das sieht dann so aus wie eine Art Rippenheizung.

Das hat einmal den Vorteil, dass der Durchfluss viel größer ist (Querschnitt!) und die Pumpe viel weniger Leistung benötigt und dass die Konstruktion sehr einfach durch weitere T-Stücke und Rohre erweitert werden kann, wenn der Kühlbedarf steigen sollte.

Kunststoff-T-Stücke mit seitlicher Reduzierung sollte es geben (Aquaristikbereich, Pflanzenbewässerung) - ansonsten müsste man wohl die Drehbank anwerfen.

Edit: T-Reduzierstücke aus PVC mit 12-8-12mm gibt es bspw. bei ebay.

Mit freundlichen Grüßen,
Christoph Drube
Electronic Thingks

P.S.: 450x450x8mm? Hört sich nach FDM-3D-Drucker und PEI-Beschichtung an ;-)



2-mal bearbeitet. Zuletzt am 20. Juli 2015 11:39.
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
20. Juli 2015 16:16
Ja ist eine druckplatte.

Ich dachte wenn ich eine Titan Schlange einbaue, dann kann ich mehr Wärme abführen.

Grüße Frank
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
20. Juli 2015 16:30
Hallo!

Das war wohl etwas mißverständlich von mir:

Die Titanrohre bleiben natürlich erhalten. Man nimmt anstatt einer Schlange aber einfach mehrere gerade Rohrstücke, die man dann jeweils über 8mm-Schlauchstückchen rechts und links an die T-Stücke anschließt. Und die T-Stücke rechts und links verbindet man wiederum senkrecht über 12mm-PVC-Schläuche untereinader und schließlich das eine Ende mit der Pumpe und das andere mit dem Bad. Insgesamt sieht das dann aus wie eine Art Heizkörper: die Rippen werden von den Titanrohren gebildet und die Verbindungen zwischen den Rippen von den T- und Schlauchstücken.

Die Wärmeübertragung findet natürlich auch hier ausschließlich über die Titanoberfläche statt und kaum über die Verbinder etc. (Faktor 130!)

So ein Kühler hätte gegenüber einer Schlange auch noch den Vorteil, dass man ihn mit etwas Geschick in einem enghalsigen Kanister zusammenbauen kann, ohne diesen aufschneiden zu müssen.

Ich hoffe, jetzt ist es etwas klarer :-)

Mit freundlichen Grüßen,
Christoph Drube
Electronic Thingks
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
20. Juli 2015 16:43
Hallo,
man danke. Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht. Das ist wahrlich eine einfache Lösung. und die werde ich glaube ich so umsetzen.

Ich werde natürlich berichten. Und die Titanrohre bei Ihnen bestellen.

Grüsse Frank
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
16. August 2015 10:47
Hallo Allerseits,

nachdem ich mittlerweile relativ viel eloxiere und mir die Wärme lästig wird habe ich nochmals ein wenig rumprobiert.

Wie auf dem Bild zu sehen, lasse ich im Moment noch 3 ca. 20cm lange Alu-Rohre mit kaltem Wasser durch laufen und habe die in das Eloxierbecken gehängt.

Jetzt über Nacht ist die Temperatur im Säurebecken "nur" um 2 Grad runter gegangen.

Mein ursprüngliche Gedanke die Säure durch die Kühltruhe zu jagen habe ich bisher noch verworfen. Aber in Anbetracht dieser Lage werde ich das wohl wieder aufleben lassen.


Ich muss also nochmal fragen was denn "optimale" Kühlwirkung erzielt? Die Säure direkt zu kühlen also zum Beispiel mit einem Durchlaufkühler oder mit kaltem Wasser durchfluteten Kühlschlange im Säurebecken?

Ich bin echt ratlos.

Grüsse Frank


Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
19. August 2015 08:36
Hallo,

derzeit bin ich an dem selben Problem.

Meine Meinung hierzu ist, dass ich mich entschieden habe, auf keinen Fall die Säure durch die Gegend zu Pumpen. Wenn es irgendwo mal ein Leck geben sollte, ist die Gefahr groß, dass mehr Schaden entsteht. Das ist mir zu Unsicher. Und das Geld, alles aus Titanrohren zu machen, habe ich schlichtweg nicht.


Ich werde nun folgendes Testaufbau machen:

Wärmetausch im Becken durch PVC Schläuche. Ich werde auf einen dicken Innendurchmesser setzen und eine dünne Wandung. Der Dicke Durchfluss verringert die Durchflussgeschwindigkeit und somit steigt die Wärmeaufnahme. Werde das aber mal noch rechnen.

Die Schläuche werden am Boden und an den Wänden verlegt. An den zwei Seiten, an denen die Blei-Platten sind, werden die Schläuche mit Abständen zueinender vor den Blei-Platten verlegt.

In die Gefriertruhe werde ich ein Becken mit Kühlflüssigkeit stelle. Dies dient als Puffer und das Medium hat genügend Zeit zum Abkühlen.

Bevor die Kühlflüssigkeit in die Gefriertruhe kommt, geht diese durch einen Wärmetauscher von eienr PS-Wasserkühlung. Diese soll, so geplant, die erste Wärme entziehen, damit in der Truhe möglichst wenig Wärme entsteht.

Das ist der Plan. Werde gerne weiter berichten.

Liebe Grüße
Johannes
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
19. August 2015 09:13
Hi,
Also das mit dem pvc-schlauch würde ich lassen. Das funktioniert nur sehr minderwertig.ich habe beides schon durch. Einmal nur sehr kaltes Wasser durchlaufend und Säure durchlaufend.
ich habe mir jetzt 1m 12.2mm AD Titanrohr gekauft und baue mir wie auf dem Bild oben eine Kühlschlange und gleichzeitig habe ich mir einen Hailea Ultra Titan gekauft mit dem ich erst mal das Durchkaufende Wasser kühle. Sollte das kmmer noch nicht klappen werde ich die Säure durchjagen. Aber auch das habe ich wie du bedenken. Bei mir wären es im worst case 100 Liter die meine Garage fluten.

Ich will da garnicht dran denken.

Grüsse Frank
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
19. August 2015 23:01
Hallo Frank,

Nach 6 Jahren Tüftlerei und dehrzeit ausgereifter Eloxieranlage "8.0" kann ich sagen- das nur Aktive Kühlung sinn hat dh. Durchlaufkuhlen -also kostspielige angelegenheit. Ich nutze dazu Heilea Titan 2000 mit 1650W Kühlleistung. Da es unklar war aus welchen Legierung die Kühlschlange des Heilea angefertig ist - wird die Säure nicht durch Durchlaufkühler direkt gekühlt - sondern durch 2. Kühlschlange aus Titan die in Eloxierbad fest verbaut ist. Die 3 Rohre L=je 53cm(ca. 1000 cm²) D=1" , gr.2, WS 0,6 mm (Marke Spectitubes - Airbus tochter) sind mit PP Klemmfitings verbunden. Aus erfahrung reicht die Külleistung für 900W dh. zb. 40A bei 22,5V . dh. Durchlaufkühler arbeitet dann praktisch non stop bei ca 8°C Kühlwassertemp.(schaltet sich nicht aus). Also man braucht Durchlaufkühler mit ca. doppelt Watt Kühlleistung als Watt Laistung(V * A) beim Eloxieren.
Jetzt kann man damit gut arbeiten - vorkühlen in Sommer und mehrere Eloxiergänge nacheinander sind kein Problem mehr.
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
20. August 2015 06:09
Guten morgen,
Danke schön mal für deine Antwort. Ich werde auf jeden Fall berichten. Mein Hailea ist im Zulauf und titanrohr ist schon fertig zugeschnitten. Ich denke das ich am Wochenende zu einem Ergebnis komme.

Grüße Frank
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
22. August 2015 19:28
So,
ich meld mich nochmal zu Wort.

Ich habe folgenden Testaufbau gemacht. Und zwar wirklich nur um zu sehen ob es auch wirklich klappt.
Bild Nummer eins zeigt mein Eloxierbecken,, Rechts hinten. Heilea Ultra 300A mit 395Watt Kühlleistung. Vorne rechts: Pufferspeicher für das gekühlte Wasser. ( Achtung Produktpalzierung :D )

Bild Nummer2:
Kühlgerippe aus Titan Grade2. 4x 22cm und 1x 17 cm unten im Eloxierbecken. im Moment runtergehalten von einem Bleiblech. Alle 12mm Durchmesser.

Der Hailea kühlt ca. 20 Liter Wasser in sagenhaften 60 Minuten von 34Grad auf 6 Grad runter. Allerdings wirklich nur Wasserkühlen. Ich war echt Baff.
Seit heute nachmittag um 18 Uhr habe ich das alles installiert und nach ca, 90 Minuten war die Säure schon ein Grad kälter. Im Moment steht sie bei 21 Grad. Die war seit 2 Tagen völlig ungekühlt und in der Garage ist es angebnehm. :-)

Ich lasse meine Kühlinstallation jetzt mal über nacht laufen und je nach "erfolg" morgen eine Platte eloxieren.

Grüsse Frank


Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
23. August 2015 08:23
Guten morgen alle zusammen,

meine Kühlung habe ich heute über nacht laufen lassen meine Säure ist jetzt auf 13 Grad runter. Ich finde für knappe 300cm² Kühlfläche ist das schon OK so.

Gleich nach dem Frühstück werde ich mal anfangen zu eloxieren und dann mal schauen wie es sich "im Betrieb" verhält.

Also bisher bin ich begeistert. Allerdings macht mir das Kondenswasser an den Schläuchen kopfzerbrechen.

Grüsse Frank
Re: Wie die Kühlung dimensionieren?
23. August 2015 16:33
Hi,

Also die Kühlfläche ist ausreichend für 300W . Nur die Durchlaufkühlerleistung ist zu knapp. Also bei mir wenn 900W (40A*22,5V- bei 25°C Ümgebungstemp.) überschreitet - kommt die 1650W Hailea an die grenzen. Grob geschätzt würdest du also Durchlaufkühler mit ca. 550W brauchen, um mit 300W zu Eloxieren.

Servus
Rafal



1-mal bearbeitet. Zuletzt am 23. August 2015 16:35.
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