Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) - Страница 3 - Аквафорум - форум аквариумистов и террариумистов
На сайт Всеукраинской Ассоциации аквариумистов
На главную страницу форума



 


Вернуться   Аквафорум - форум аквариумистов и террариумистов > Аквариум и оборудование > "Самоделкин" > Охлаждение и обогрев
Аукцион Регистрация Дневники Справка Пользователи Календарь Поиск Сообщения за день Все разделы прочитаны

Важная информация

Ответ
 
Опции темы Опции просмотра
Старый 07.06.2011, 16:16  
Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье)
 
Аватар для Starcomputer
Живу я тут

Регистрация: 06.11.2007
Адрес: Донецк, зона АТО
Сообщений: 19,778
 

Поблагодарил(а) : 5,788
Поблагодарили 17,600 раз(а) в 6,922 сообщениях
Starcomputer Starcomputer поза форумом 07.06.2011, 16:16
Рейтинг: ()

С наступлением лета как всегда возникают новые темы об охлаждении аквариума и оживают старые
На сей раз первой ожила тема об охлаждении аквариума холодильником на основе модулей Пельтье (МП).
При этом в основном приводят непонятно откуда взявшиеся данные о КПД МП и пытаются на основе этого сделать вывод - будет работать или нет
Попробуем разобраться в этом исходя из более научного подхода.

Итак имеем:
Объем комнаты (Ок) - 2,5х3х4 м = 30 м3 или 36,75 кг
Объем аквариума (Оа) - 150 литров / кг воды.
Размеры аквариума - 1,3 х 0,3 х 0,4 м
Площадь стенок (Пс) - (1,3 + 0,3) х 0,4 х 2 = 1,28 м2
Площадь поверхности воды (Пв) - 1,3 х 0,3 = 0,39 м2
Расстояние от ламп до воды (Тв) - 4 см - 0,04 м
К-т теплопроводности воздуха (Ктв) - 0,0226 Вт/м*К
Толщина стекла (Тс) - 8 мм - 0,008 м
К-т теплопроводности стекла (Ктс)- 1,15 Вт/м*К
Свет - 160 ватт.
Температура колб ламп - 40 грд
Температура в комнате (Тк) - 30 грд
Нужная температура в аквариуме (Та) - 25 грд.
Разница дТ = 30-25 = 5 грд.
Теплоемкость воды (С) - 4180 Дж/кг*К
Теплоемкость воздуха - (Св) - 1018 Дж/кг*К

За счет аквариумных ламп, внешнего фильтра, вода в аквариуме нагревается. Нагревом от внешника мы пренебрежем, а от ламп попробуем посчитать (Рл).
Кроме этого вода в аквариуме будет нагреваться через стенки от воздуха в комнате (Рв).
Расчитаем мощность, необходимую для нейтрализации поступающего извне и от ламп тепла:
От ламп:
Рл = Ктв х Пв х (40-25) / Тв = 0,0226 х 0,39 х 15 / 0,04 = 3,3 Вт
От воздуха:
Рв = Ктс х Пс х (30-25) / Тс = 1,15 х 1,28 х 5 / 0,008 = 920 Вт
Получаем просто дикие цифры
Но не все так плохо. Мы не учитываем, что сам воздух имеет низкую теплоемкость
Подойдем с другой стороны.
На сколько нагреется вода, если весь воздух в комнате отдаст ей свое тепло и сам охладится на 5 грд ?
Рво = Ок х Св х 5 = 36,75 х 1018 х 5 = 187 058 вт ("мощность всего воздуха")
при этом 150 кг воды нагреются до:
187 058 / 150 / 4180 = 0,29 грд
Возьмем для верности 1 грд
Тогда от воздуха в комнате вода получит:
Рв = Ктс х Пс х (1 !!! ) / Тс = 1,15 х 1,28 х 1 / 0,008 = 184 Вт
Итого общая мощность, необходимая для поддержания в аквариуме заданной температуры в 25 грд равна:
Ро = Рк + Рс = 184 + 3,3 = 187,3 Вт
Но для начала аквариум нужно охладить до той температуры, которую мы собираемся поддерживать.
Большинство рыб нормально переносит нагрев / охлаждение воды на 0,5-1,0 грд/час.
Значит для охлаждения воды на 5 грд нам нужно 10 часов (36 000 сек).
Для этого нужна мощность:
Рв = Оа х С х (30-25) / 36000 = 150 х 4180 х 5 / 36000 = 87 Вт.
......................................
Вывод:
Поскольку имеющиеся в продаже бюджетные модули Пельтье имеют мощность не более 120-150 ватт, то охладить воду в аквариуме мы сможем, а вот удержать температуру - вряд ли
Т.е. имеющиеся в продаже модули можно применять при объеме аквариума до 50-70 л
......................................
Зы. Я не учитывал в расчетах, что сам воздух в комнате греется от посторонних источников, что все таки есть воздухообмен между комнатами, что сам модуль нужно охлаждать (читай выносить из комнаты) и т.д. и т.п., но даже отбросив эти факторы, которые лишь увеличивают необходимую мощность МП, картина выходит не радостная.
......................................
Рад буду, если кто-то проверит мои расчеты и сделает свои, возможно более оптимистичные.
Просмотров: 41344
Ответить с цитированием
3 пользователей поблагодарили Starcomputer за данный пост:
aides (18.06.2011), boba88 (08.06.2011), астрик123 (10.07.2012)
Реклама помогает развиваться
Старый 13.06.2011, 23:29   #31
Одесский клуб аквариумистов
  
 
Аватар для mdn
 
Регистрация: 21.11.2008
Адрес: Одесса
Сообщений: 408
Поблагодарил(а) : 153
Поблагодарили 543 раз(а) в 163 сообщениях
Записей в дневнике: 1
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

этот нагрев от трения настолько мизерный, что его можно просто игнорировать
а вообще конечно класс... представил себе, как включаешь фильтр, и сразу шланги поплавились, стекло лопнуло, рыбки сварились, и все из-за трения и завихрений ))
хотя если капнуть глубже, то трения сводится к минимальному, потому что вода, не твердое тело, это раз. а два, не забываем что все внутри фильтра покрывается налетом слизи, которая работает как смазка

уж если развивать идею нагрева, от трения воды, дальше - сколько бы вы не дергались в теплой ванне, вода все равно остывает
__________________
Можно, конечно, на рыбалке пить шампанское, но это как-то... не комильфо.

mdn поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 14.06.2011, 01:25   #32
Живу я тут
  
 
Аватар для Skif
 
Регистрация: 07.03.2006
Адрес: Киев, Куренёвка
Сообщений: 1,604
Поблагодарил(а) : 538
Поблагодарили 1,163 раз(а) в 624 сообщениях
Отправить сообщение для Skif с помощью ICQ
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

mdn, вот Вы если такой умный то дайте исчерпывающий ответ на вопрос: "Куда девается та электрическая энергия которую потребляет насос фильтра?"

Skif поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 02:11   #33
Одесский клуб аквариумистов
  
 
Аватар для mdn
 
Регистрация: 21.11.2008
Адрес: Одесса
Сообщений: 408
Поблагодарил(а) : 153
Поблагодарили 543 раз(а) в 163 сообщениях
Записей в дневнике: 1
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Skif, "насос фильтра", как Вы выразились, всего навсего "Гистерезисный двигатель"
Преобразование электрического тока в магнитное поле, создающее ЭДС.
этот принцип ещё Фарадей в 1820 году открыл. Школьный курс физики, кажется 5-7 классах проходили. не помню точно, в другой стране это было.

Если более глубже копнуть, то принцип действия приблизительно такой(заранее простите за каламбур):
магнит ротора намагничивается магнитным полем статора при пуске, дальше он перемагничивается этим же полем. Однако его намагниченность меньше намагниченности постоянных магнитов, поэтому он работает в режиме недовозбуждения, что и вызывает вращение импеллеров наших насосов. Я думаю все замечали, как ведет себя импеллер, если его запустить насухо. Дергается, стучит, и кажется что стоит на месте. Это и есть те самые намагничивания/размагничивания.
Добавлю, что большая часть аквариумных компрессоров(взодушных) работают именно по этому принципу, только в другой геометрической плоскости

Ответ: электрическая энергия преобразуется в магнитную. КПД обычно немногим больше 50%, но иногда достигает 65%. остальная энергия, в основном, уходит в выделение тепла, причем не все тепло уходит "в воду", значительная часть тепла уходит по корпусу наружу.

Ответ исчерпывающий?

пы.сы.
Цитата:
Сообщение от Skif Посмотреть сообщение
Более простой путь - зная сколько энергии уносит с собой литр испарившейся воды можно поставить эксперимент. Ставим куллера на обдув воды, добиваемся желаемых дТ =5грд и засекаем сколько литров в сутки испарится в реально функционирующем аквариуме. Из количества и времени получим Ватты.
я дааавно говорил! тут я тремя ногами ЗА. я даже формулы приводил, что испарение - это САМЫЙ лучший тип охлаждения!!! не даром им пользуюются почти во всех отелях в Дубаях.
__________________
Можно, конечно, на рыбалке пить шампанское, но это как-то... не комильфо.


Последний раз редактировалось mdn; 18.06.2011 в 03:06..
mdn поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 13:24   #34
Живу я тут
  
 
Аватар для Skif
 
Регистрация: 07.03.2006
Адрес: Киев, Куренёвка
Сообщений: 1,604
Поблагодарил(а) : 538
Поблагодарили 1,163 раз(а) в 624 сообщениях
Отправить сообщение для Skif с помощью ICQ
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Цитата:
Сообщение от mdn Посмотреть сообщение
Ответ: электрическая энергия преобразуется в магнитную. КПД обычно немногим больше 50%, но иногда достигает 65%. остальная энергия, в основном, уходит в выделение тепла, причем не все тепло уходит "в воду", значительная часть тепла уходит по корпусу наружу.

Ответ исчерпывающий?
нет, ответ не полный
А куда потом девается магнитная энергия?

Ответ прост. По закону сохранения энергии, энергия с пустоты не берётся и бесследно не исчезает. Т.е. сколько Джоулей электрической энергии "скушал" мотор фильтра столько же он Дж должен накопить или отдать другому предмету. Коль аккумуляторных батарей в нём не содержится и иных способов накопления он не имеет, то вся энергия передаётся воде. Частично в виде кинетической (масса воды движущаяся со скоростью), а остальное в виде тепла, той же воде. Пройдя по трубам поток воды тормозится, скорость стаёт нулевой, значит поток свою кинетическую энергию отдал всему окружающему. Коль и в аквариуме нет аккумуляторных батарей и уровень воды постоянный то и тут негде накапливать энергию. Т.е., в конечном итоге, все равно приходим к нагреву. А уж потом все эти Джоули "вылетают" из аквариума с помощью теплопередачи через стенки и через испарение воды.

Skif поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 14:18   #35
Живу я тут
  
 
Регистрация: 19.05.2009
Адрес: Луцк
Сообщений: 2,228
Поблагодарил(а) : 1,526
Поблагодарили 1,724 раз(а) в 977 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Skif, Поговорил с физиками - признаю Вашу правоту.

Xимик_UA поза форумом   Ответить с цитированием
2 пользователей поблагодарили Xимик_UA за данный пост:
Skif (18.06.2011), Starcomputer (18.06.2011)
Реклама помогает развиваться
Старый 18.06.2011, 16:38   #36
Живу я тут
  
 
Аватар для Hierophis
 
Регистрация: 28.12.2009
Адрес: Южная Украина
Сообщений: 1,592
Поблагодарил(а) : 364
Поблагодарили 1,313 раз(а) в 542 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Цитата:
Сообщение от Skif Посмотреть сообщение
Starcomputer,мы ни камни ни воду не поднимаем. Уровень постоянный! Энергия в виде статической не запасается.
Ну да, часть энергии тратится на преодоление гравитационного сопротивления, запасание этой энергии происходит на учаске трубки, которая выше уровня воды в аквариуме. Доказывается это тем, что при отключении фильтра часть воды сливается и проворачивает крылатку

А охлаждение на модулях Пельтье работать будет, и отлично, только нужно вынести тепловыделяющий элемент за пределы квартиры, изолировать все стенки кроме декоративной пенопластом, вынести лампы за покровное стекло(создав так еще и воздушную подушку для теплоизоляции), обеспечить обдув ламп, короче, все можно сделать, но лучше- градирня на улице- "лучший результат без переплат" ))))))))

А устанавливать вентилятор для испарения воды из аквариума в комнату- это всеранво что устраивать себе маленькую баньку, особенно если нужно 200л аквариум охладить
__________________
Да будет степь, и медянки в ней! * К нам идет ВЕСНА!!! Наконец то!

Hierophis поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 18:30   #37
Одесский клуб аквариумистов
  
 
Аватар для mdn
 
Регистрация: 21.11.2008
Адрес: Одесса
Сообщений: 408
Поблагодарил(а) : 153
Поблагодарили 543 раз(а) в 163 сообщениях
Записей в дневнике: 1
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Hierophis, у меня 2 по 300л аквариума, охлаждались летом кулерами, по 4 на каждый с термодатчиком. испарение было больше, но у меня "сквозная" квартира, плюс стоял вентилятор, который обдувая слегка аквариумы, выдувал все на улицу. Влажности не наблюдалось


Skif, не спорю! но как я и написал, тепло выделяется, но в случае с внешним фильтром, часть тепла уходит "на улицу". я ещё в прошлом году описывал почти все то, что написали выше Вы. И про выделение тепла от фильтра, и о нагреве воды от компресора (он то горячий внутри, и гонит тепленький воздух в воду) пусть и незначительно - но есть. И подогрев воды за счет органики... и т.д. и т.п. Учитывая ВСЕ эти факторы, нельзя забывать и о ИК. ведь если стена комнаты имеет температуру 32с° а вода в аквариуме 30с°, то стена будет нагревать аквариум, мизерно! но будет! в принципе я с Вами согласен абсолютно во всем
Пельтье МОЖНО приспособить к аквариуму, но нецелесообразно.
Skif
__________________
Можно, конечно, на рыбалке пить шампанское, но это как-то... не комильфо.

mdn поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 21:30   #38
Живу я тут
  
 
Аватар для Hierophis
 
Регистрация: 28.12.2009
Адрес: Южная Украина
Сообщений: 1,592
Поблагодарил(а) : 364
Поблагодарили 1,313 раз(а) в 542 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

mdn, ну, это да, но это же шум, сквозняк
А упомянутые факторы- нагрев от стены, от компрессора и тп- это все теоритические нюансы, реальное значение имеет нагрев от ламп освещения и от комнатного воздуха. Охлаждение на Пельтье хорошо тем, что оно позволяет снизить Т в аквариуме до "приличных" значений вне зависимости от Т/Тд на улице, при этом средств нужно не очень много, разве что только купить эти элементы, остальное- дело техники главное-не полениться это все сделать.
Еще из минусов будет повышенное энергопотребление(я думаю что для норм. охлаждения 200л нужно хотябы 300Вт набрать, а цены у нас сейчас чуть ли не как в ЕС) и пожароопасность повышенная всетаки.
__________________
Да будет степь, и медянки в ней! * К нам идет ВЕСНА!!! Наконец то!

Hierophis поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 21:45   #39
Живу я тут
  
 
Регистрация: 19.05.2009
Адрес: Луцк
Сообщений: 2,228
Поблагодарил(а) : 1,526
Поблагодарили 1,724 раз(а) в 977 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Hierophis, Надежных вариантов, имхо, только два - кулеры (минус - значительное испарение воды), чилер - "откачивает" 3 кВТ тепла с затратой 1кВТ электроэнергии (минус - стоит конечно немало). Про бутылки со льдом промолчу....

Xимик_UA поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 18.06.2011, 22:11   #40
Живу я тут
  
 
Аватар для Hierophis
 
Регистрация: 28.12.2009
Адрес: Южная Украина
Сообщений: 1,592
Поблагодарил(а) : 364
Поблагодарили 1,313 раз(а) в 542 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Да это сильно ограничено В зависимости от веселости и находчивости вариантов может быть.. уууу
Кстати "чилер"- "не наш метод"- это уже не совсем самоделка, это уже вариант из разряда"поставь кондиционер". Так можно кондицеоне тиба БК купить, поставить на балконе, обплести холодный радиатор трубкой ПВХ- и готово охлаждение Тот же чилер прийдется на балконе ставить- не греть же им хату!
Кроме кулеров есть еще отдельный испаритель за пределами квартиры, а в частном доме так вообще- закопал ПВХ трубку в грунт на глубину ок. метра, и охлаждение обеспечено. И Пельтье- совсем не плохо, но тоже когда оно вне квартиры. Тут сутьв том, чтоб вынести за пределы комнаты все эти шумящие, нагревающиеся, и испаряющие кучу воды конструкции, ну и обеспечить стабильность уровня воды в аквариуме.
__________________
Да будет степь, и медянки в ней! * К нам идет ВЕСНА!!! Наконец то!

Hierophis поза форумом   Ответить с цитированием
Пользователь, который поблагодарил Hierophis за данный пост:
Xимик_UA (18.06.2011)
Старый 01.02.2012, 18:22   #41
Живу я тут
  
 
Аватар для кирпич
 
Регистрация: 15.03.2011
Адрес: Харьков мимолётом...
Сообщений: 1,304
Поблагодарил(а) : 423
Поблагодарили 568 раз(а) в 375 сообщениях
Записей в дневнике: 2
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Цитата:
Сообщение от Hierophis Посмотреть сообщение
Тут сутьв том, чтоб вынести за пределы комнаты все эти шумящие, нагревающиеся, и испаряющие кучу воды конструкции, ну и обеспечить стабильность уровня воды в аквариуме.
Так давно все хотят! И называлось это ранее:
"По Щучьему велению, по моему хотению..."
Да, забыл, и желательно всё это за спонсорский счёт...

кирпич поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 01.02.2012, 19:00   #42
Живу я тут
  
 
Аватар для Hierophis
 
Регистрация: 28.12.2009
Адрес: Южная Украина
Сообщений: 1,592
Поблагодарил(а) : 364
Поблагодарили 1,313 раз(а) в 542 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

А у меня это все уже давно работает, и сейчас дома Т +25С, в аквариумах +8С, и никакого шума, испарений и пыли И стоило все это гривен 200- помпы, шланги..
__________________
Да будет степь, и медянки в ней! * К нам идет ВЕСНА!!! Наконец то!

Hierophis поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 09.02.2012, 01:59   #43
Живу я тут
  
 
Аватар для Crecker
 
Регистрация: 18.01.2010
Адрес: Южноукраинск
Сообщений: 274
Поблагодарил(а) : 161
Поблагодарили 112 раз(а) в 59 сообщениях
Отправить сообщение для Crecker с помощью ICQ
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

А объемы?

Crecker поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 11.02.2012, 23:34   #44
Живу я тут
  
 
Аватар для Hierophis
 
Регистрация: 28.12.2009
Адрес: Южная Украина
Сообщений: 1,592
Поблагодарил(а) : 364
Поблагодарили 1,313 раз(а) в 542 сообщениях
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Один аквариум ок. 200л второй 30л третий тоже 30л. И никакого расхода эл. энергии(ну только на работу помп)
__________________
Да будет степь, и медянки в ней! * К нам идет ВЕСНА!!! Наконец то!

Hierophis поза форумом   Ответить с цитированием
Старый 11.02.2012, 23:51   #45
Живу я тут
  
 
Аватар для кирпич
 
Регистрация: 15.03.2011
Адрес: Харьков мимолётом...
Сообщений: 1,304
Поблагодарил(а) : 423
Поблагодарили 568 раз(а) в 375 сообщениях
Записей в дневнике: 2
Re: Элементы Пельтье - теория (или правда о Пельтье) ===www.aquaforum.ua===

Цитата:
Сообщение от Hierophis Посмотреть сообщение
И никакого расхода эл. энергии(ну только на работу помп)
А Пельтье откуда кушают?

Или это, сорри, написано за прикопанный радиатор?

кирпич поза форумом   Ответить с цитированием


Share/Bookmark

Ответ


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход




Текущее время: 23:13. Часовой пояс GMT +3.


Powered by vBulletin® Version 3.8.7
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
(с)Бешлега Александр Анатольевич, 2002-2015. Использование материалов сайта без ссылки на источник запрещено.
Благодарим за лицензионную версию форума компанию Барбус, представителя торговой марки Sera в Украине.

Друзья форума: www.akvariumi.com.ua/; Интернет-магазин аквариумных товаров "У Водяного" https://eshop.aqua.in.ua/; Интернет-магазин https://ezoo.com.ua/

AQA.ru  - все об аквариумах

no new posts