Soğutma Sistemleri

Dediğiniz doğru olabilir emin değilim ya bir kitaptan okumak ya da deney yapmak gerekir. Üfürme deneyi niye bilgi vermez onu da söyleyeyim. İçinize çektiğiniz nefesten daha şiddetli olarak üfürürsünüz o yüzden üfürmenin mi içe çekmenin mi daha cerimli olduğunu bilemeyiz. Fan su yüzeyine aynı yakınlıktayken suya üflese de su yüzeyinden hava çekse de aynı hızda aynı miktar hava çekecek bu konuda sanırım hem fikiriz. Basınç değişimi akım yüzünden oluyor, bu yüzden aynı basınç değişimi olacağı için havayı tekrar su üzerine itmektense su üzerinden atmayı daha uygun gördüm, tabi dediğiniz daha verimli olabilir, deneyip ya da araştırıp görmek lazım.

Bu arada filtre borusu kulanmak sistemin verimini (ısı alış verişini) aşırı düşürür. Isı iletkenliği çok yüksek ve sudan etkilenmeyen bir malzeme bulmak gerekir.

Saygılar,

Refet Bey; aslında havayı direkt olarak suya vermek daha akıllıca olacaktır. Bunun iki sebebi var:

1) Hava çekerek basıncı düşürmek buharlaştırmayı arttırır fakat bu çok yüksek vakum değerlerinde fark yaratabilir.(Çok çok yüksek vakumdan bahsediyorum) Ayrıca akvaryum tam yalıtımlı bir sistem olmadığından basıncı düşürmek olası değildir. Yalıtım yapılsa bile CPU fanından binlerce kez daha güçlü ve hızlı bir fan ile bile basıncı düşürüp yeterli su soğutmayı yakalayamazsınız. Çünkü belli bir noktadan sonra düşük basınç ortamına fan kanatları arasından hava geçecektir. Su soğutmayı başarabilecek tek sistem pompa ile vakum oluşturmaktır ki buna balıklar dayanır mı? (Oksijen düşük basınçta sudan çıkacaktır.)

Filtre borusu

2) Havayı içeriye vermek şu yönden de gereklidir; havayı suyun bulunduğu yönün aksine çektiğinizde su yüzeyinden daha çok fanın hava çekilen bölümünün kenarından akım oluşturacaksınız ve fanın kenarlarını soğutmuş olacaksınız.(Kabaca bir tabir ile fanlarda hava akımı girişte normalden  uzaklaştıkça, çıkışta normale yaklaştıkça artar.)

Bizim amacımız suyun yüzeyinde hava akımı oluşturarak hem su yüzeyindeki buhar moleküllerini uzaklaştırıp yüzeydeki havanın nemini azaltmak(1) hem de moleküllere verilen mekanik enerjinin moleküler düzeyde etki etmesini sağlamak, hem de yüzey akıntısı oluşturarak yüzeydeki soğuk(az enerjili) moleküllerin hızlıca çevredeki daha yüksek enerjili moleküller ile yer değiştirmesini sağlamaktır.(2) Bu sebeple fanın su yüzeyine çevrilmesi optimum faydayı sağlayacaktır.

(Önerimin doğruluğu hakkında şüpheniz varsa: 1-Su nemin az olduğu yerde daha hızlı buharlaşır. 2-Termodinamikte sürekli sistemler*. Bunları araştırabilirsiniz."1" cümlenin ilk bölümü 2 ise ikinci bölümü ile ilgilidir.)


Filtre borusu konusunda sizinle hemfikirim. Filtre borusu ve bakır arasında kalacak boşluk(sıvı veya gaz) aynen çift katlı camlarda (ör:Pimapen vb.) yalıtım malzemesi görevi görecektir. İlla borunun yalıtılması gerekiyorsa suda salınım yapmayan bir boya ile boyanabilir.



*: Bir kuvvet etkisinde bulunan bazı sistemlerin özellikleri her farklı noktada sürekli değişebilir. Böyle sistemlere sürekli sistemler denir ve sürekli sistemler sonsuz sayıda homojen sistemden oluşan bir heterojen sistem gibi düşünülebilir.

Su nemin az olduğu yerde daha hızlı buharlaşır. Bu konuda çelişkimiz yok. Çelişkiye neden olan temel şey şu, ben fan ile nemin dışarı doğru daha çabuk atılabileceğini düşünüyorum, bu sayede daha hızlı bir ısı çekimi olacağını düşünüyorum. Siz ise fandaki akışın bir nevi Y harfi gibi olduğunu söylüyor, ve yüzeyin hareketinden dolayı daha iyi buharlaşma olacağını söylüyorsunuz. Sizin dediğiniz de benim dediğim de teoride doğru şeyler ancak birisi 10luk fayda sağlarken birisi daha az  ör:7-8 lik fayda sağlayacak. Hangisinin daha çok fayda sağlayacağını, yani hangisini seçeceğimizi bilmiyorum ama ısı transferi hocama perşembe günü soracağım. Bu arada bu konu Termodinamiğin konusu değildir, termo dersini aldım, termoda zamanla uğraşılmaz, sistem ya steady state; sabit durumdur, ya da uniform flow, sabit akıştır. Isı transferi hocası termonun zaman vb. gibi şeylerle ilgenmediği için ısı transferi dersinin olduğunu söylemişti. Sonuçta biz burada belirli bir zaman ve belirli bir sistemle oynayarak  maksimum ısıyı atmaya çalışıyoruz.

Açıkçası hocaya sorma şansım olmasaydı ben seçimimi şöyle yapardım, eğer akvaryumda kapak kullanacaksam havayı akvaryumun dışına veririm, üzeri tam olarak açık olacaksa nasılsa buhar bir şekilde gider diye suya üfürtürüm. Vantilatör örneğiniz drum için iyi bir örnek değil. Bilgisayar vanı örneği daha güzel sıcak olan iç ortamdan soğuk olan dış ortama doğru havayi itiyor. Elinizi bilgisayarın arkasına koyup bakabilirsiniz. Bir aksilik olmazsa kesin sonucu perşembe veririm.

Saygılar,

Refet Bey; benim termodinamik ile bahsettiğim yüzeydeki akıntının etkisi ile ilgiliydi. Benim söylediğimin de zaman ile çok fazla bir alakası yok.  Hocanızın termo ile ilgili söylediği sanırım termodinamiğin olayın başlangıç ve sonuna odaklanması. Evet termodinamik genel olarak olayın oluş aşamaları ile ilgilenmez. Benim anlattığım da olayın sonucuna dayalıydı.

Sizin bahsettiğiniz bilgisayarın arkasındaki güç kaynağı ise evet o sıcak havayı dışarı üfler. Bunun sebebi güç kaynağının sıcaklığının içeri üflenmesinde zaten sıcaklığı atma derdi olan bilgisayar kasasının ısınmasının engellenmesidir. Eğer havayı içeriye üflese soğutması daha zor olan, soğtulma zorunluluğu olan ve devamlı aşırı ısı üreten CPU, ekran kartı gibi bilgisayar elemanları görevini yapamaz veya hasar görürdü. CPU fanında hava CPU ve fan arasındaki bakır aparata üflenir. Bakır aparatın CPU üzerindeki görevi yüzey alanının arttırılması ve metal olması sebebiyle hava ile arasındaki ısı transferinin artmasıdır. Yani yüzey alanı ve hava akımı arttıkça ısı transferinin kapasitesi ve transfer hızı artar. Bu yüzden rüzgarlı havada elbiseler daha rahat kurur. Buna konvansiyonel ısı transferi denir.

Sanırım ben sizi siz de beni eksik anladınız. Şöyle konuyu açalım; eğer akvaryumun üzeri tamamen kapalı ise o zaman birbirine uzak iki noktada hava açıklığı oluşturulur. A noktasına fan konur, B noktası açık bırakılır.
1)Hava A noktasından dışarı verilip B noktasından içeri alınacaksa hava akımı akvaryum kapağı (veya yüzeyi kaplayan herhangi bir malzeme) ve su yüzeyi arasında mümkün olduğunca homojen bir akış sağlayacaktır. 2)Eğer hava A'dan verilip B'den çıkacaksa bu sefer yine mümkün olan en homojen akım sağlanacaktır fakat ilk önce hava suya çarpacağı için ısı transferi ve buharlaşma artacaktır. Bu da CPU'da olduğu gibi kopnvansiyonel ısı transferini sağlayacaktır. Yani akan hava miktarı aynı olmasına rağmen suyun üzerine çarpacak hava miktarı sayesinde su yüzeyinde akan hava miktarı artacaktır. Amaç hava ile suyun etkileşimi ile buharlaşmayı hızlandırmak. Havayı dolaştırırken su ile kapak arasında kalan boşlukta boşuna hava dolaştırmak yerine yüzeyde daha fazla hava akımı oluşturmanın üç yolu var.

1) Çok daha güçlü fan kullanmak.
2) Kapak ile su arası uzaklığı azaltmak.(Pratikte aşırı bir fayda olmayacaktır)
3) Havayı yüzeye vermek.

Yani bahsetmeye çalıştığımı kabaca şöyle bir şekilde çizebilirim:

Pek ayrıntılı çizemedim kusura bakmayın.

Selam,

Açıklamalar için teşekkürler, bir sistem eksik kalmış ki, henüz uygulamada olmayan bir sistem olabilir, fakat bilgisayar soğutma sistemleri ile ilgilenip birkaç prototip imal ettiğimden bahsedeceğim sistemin de işleyeceğinden eminim.

Sistem peltier ile ısıtma ve soğutma yapabilir, peltier'ler bildiğiniz üzere elektron akışı sayesinde bir yüzeyinden diğer yüzeyine ısı çeken devre elemanıdır. bu elemana uygulanan voltajın polaritesi ters çevirildiğinde ısınan ve soğuyan yüzeyler değişir, ayrıca ters çalıştırılabilir de (bir tarafını soğutur bir tarafını ısıtırsanız elektrik elde edersiniz. Çeşitli ebatlarda ve güçte üretilmişlerdir.

Benim düşündüğüm sistemde elektronik ve çift kontaklı bir termastat olacak ve bu çift kontakt sayesinde peltier'in ne yönde polarize edileceği belirlenecek. Dijital termostat üzerinden alt ve üst sıcaklıkları gireceğiz, belirlediğimiz üst sıcaklık aşıldığında peltier soğtmaya başlıyacak, alt sınır geçildiğinde de ısıtma başlayacak.Cihazımız dış filtrenin çıkış hortumuna bağlandığında ayrıca sirkülasyon sağlamak için motora gereksinimimiz olmayacak.

Tabi peltier'in diğer yüzeyindeki ısının havaya verilmesi gerekli, bunun için hava temas yüzeyi oldukça büyük bir soğutucu ve bu soğutucunun performansını artırmak için bir veya ihtiyaca göre birkaç fan kullanmak gerekli.

Akvaryum suyumuza ısıyı aktaracağımız/çekeceğimiz kısım önemli, burada normalde ısıl iletkenliği iyi olan alminyum veya bakır kullanmak gerekli ki, bunları maalesef akvaryum suyumuzla temas halinde tutamayız. Paslanmaz çelik bir alternatif olabilir fakat performansımız düşecektir. Bu konuda farklı düşüncelerim var fakat denemeden yazmak istemiyorum :D

Sistemi gerçekleştirmeye çalışacağım, büyük ihtimalle bahar aylarında yapmaya başlarım ve bitirdiğimde forumda detaylı bir anlatım yazarım.

Vallahi bunu yaparsanız pek çok kişinin dualarını almış olursunuz Yiğit Bey. Peltierlar hani şu arabalarda kullanılan portatif soğutucuların kullandığı sistemler değil mi?

Yiğit Bey; aklıma gelmişken söyleyeyim. Peltier'ın soğutulması gereken bölümü için su soğutmalı CPU sistemlerini inceleyebilirsiniz. Sanırım işinize yarayacak bir sistem. Malum fanlar ile sıcaklığı oda sıcaklığının altına  çekmek mümkün değilken bu sistemlerda fandaki bu kısıtlamalar yok.

Onur bey, o tip sistemlerden birkaç adet üretmişliğim var, yani uygulama kısmında tecrübem mevcut, fakat bu tecrübem elektronik ve bilgisayar konusunda. Sistemi akvaryuma uyarlarken peltier ile nasıl bir yüzeyi ısıtacağım veya soğutacağım, bu yüzeyden saniyede geçecek su miktarı, buna mukabil kullanılması gereken  peltier gücü, ortalama 250 litrelik bir akvaryumdaki ısı kayıpları vs. hesaplanarak ortaya işe yarar bir sistem çıkarmak gerekiyor.

Ama özellikle bilgisayar modifikasyonu yaptığım sıralarda termodinamik konusunda oldukça araştırma yapmam gerekmişti. Sistemin kullanılabilir düzeyde işleyeceğini henüz yapmadan söyleyebilirim, fakat sistemin en ergonomik sistem olacağını söyleyemem, çünkü ısıl transferde harcanan birim enerjiye karşılık en yüksek ısıl transferi gerçekleştiren sistemler freon gazının sıkıştırılıp serbest bırakılması esasına dayanan (klima/buzdolabı) sistemeleridir. Benim yapmayı düşündüğüm sistemin ise farklı avantajları olacak (küçük ebat, kolay üretim/kullanım, ısıtma kapasitesi, hassas ayar ve bozulmama )

İnşallah ileride bu projeye başlıyacağım, başladığımda da, zaten bazı konuları siz forumdaşlarıma danışacağım. sonuçta hernekadar elektronik benim mesleğim olsa da, akvaryum hobisinde yeniyim ve öğrenmem gereken çok şey var.

Sağlıkla Kalın. 

Ben elimden geldiğince yardımcı olmaya hazırım. Konu ile ilgili arkadaşların da yardımdan kaçınacaklarını sanmıyorum.

[QUOTE=encort]
Yani yüzey alanı ve hava akımı arttıkça ısı transferinin kapasitesi ve transfer hızı artar. Bu yüzden rüzgarlı havada elbiseler daha rahat kurur. Buna konvansiyonel ısı transferi denir.

Sanırım ben sizi siz de beni eksik anladınız.

[/quote]

Bu konularda hem fikiriz  Dediğiniz şeyin aynısını 2. mesajımda görebilirsiniz zaten.

[QUOTE=bjkalley]Su kendine kendine buharlaşıyorsa biz niye fan kullanıyoruz?
Buharlaşmayı hızlandırmak için. Elimize kolonya döktükten sonra üfürünce nasıl daha güzel serinliyorsak akvaryum için de durum aynıdır. Suyun üzerine püskürtülen hava, basıncı düşürür ve buharlaştırmayı kolaylaştırır. Bunun pratik örneğini kağıt deneyiyile görebiliriz. Bir kağıdı alın, üzerine üfürün. Yalnız bunu yaparken yaprağa üfürüp ses çıkartır gibi yandan yapmanız gerekmektedir. Kağıdın üzerine üfürüp basıncı düşürdüğünüzde aşağıdan gelen açık hava basıncının kağıdı yukarıya ittiğini göreceksiniz. Aynı mantıkla fan basıncı düşürüp buharın daha kolay oluşmasını sağlar. Üzerindeki basınç azalırsa su daha kolay buharlaşır, Ankara'da İstanbula göre suyun daha düşük sıcaklıkta kaynamasının nedeni de budur. [/quote]

[QUOTE=encort]
Şöyle konuyu açalım; eğer akvaryumun üzeri tamamen kapalı ise o zaman birbirine uzak iki noktada hava açıklığı oluşturulur. A noktasına fan konur, B noktası açık bırakılır.
1)Hava A noktasından dışarı verilip B noktasından içeri alınacaksa hava akımı akvaryum kapağı (veya yüzeyi kaplayan herhangi bir malzeme) ve su yüzeyi arasında mümkün olduğunca homojen bir akış sağlayacaktır. 2)Eğer hava A'dan verilip B'den çıkacaksa bu sefer yine mümkün olan en homojen akım sağlanacaktır fakat ilk önce hava suya çarpacağı için ısı transferi ve buharlaşma artacaktır. Bu da CPU'da olduğu gibi kopnvansiyonel ısı transferini sağlayacaktır. Yani akan hava miktarı aynı olmasına rağmen suyun üzerine çarpacak hava miktarı sayesinde su yüzeyinde akan hava miktarı artacaktır. Amaç hava ile suyun etkileşimi ile buharlaşmayı hızlandırmak. Havayı dolaştırırken su ile kapak arasında kalan boşlukta boşuna hava dolaştırmak yerine yüzeyde daha fazla hava akımı oluşturmanın üç yolu var.

1) Çok daha güçlü fan kullanmak.
2) Kapak ile su arası uzaklığı azaltmak.(Pratikte aşırı bir fayda olmayacaktır)
3) Havayı yüzeye vermek.
[/QUOTE]
Katılıyorum. Yalnız başta belirttiğiniz 1 ve 2 arasında şöyle bir şey var. A noktasından üfürüldüğünde b noktasından homojen bir akım sağlanamaz orada nem birikmesi olacağını ve buharlaşmanın yavaşlayacağını düşünüyorum. Bu azımsanacak bir durum değildir, banyonun fanını kontrol ettim kap açık ve aralıkken bile çalışma hızında farklar olmakta. http://www.reefkeeping.com/issues/2003-06/nftt/index.php Burada bir makale okudum. En iyi verim üzeri açık sistemlerde alınıyor. Ancak ışıklandırma yüzünden oluşan ısıtma çok ise kapalı sistemlerde fan havayı sudan dışarı doğru atıyor.

Benim buradan çıkardığım sonuç, üzeri açılacaksa fanın suya üflenmesi en iyi verimi verecektir. Üzeri kapanacaksa 2 delik açılıp biri suya hava verip biri yüzeyden havayı atarsa en iyi verim burada alınacaktır.

Bu arada bahsettiğiniz sistem ilgimi çekti. Soğutma için bir sisteme iş verilmesi gerekli. Bu benim bahsettiğim sistemlerde elektrik vasıtasıyla pompa ve fanla olurken siz direk elektron hareketini kullanıyorsunuz. Olaya yukardan baktığımız zaman gördüğümüz şudur; bu sisteme elektrik yani enerji veriliyor. Diyelim ki 2a iş yapılıyor. Bu 2a'lık iş mevcut sistemdeki a'lık ısıyı alıp taşımak için kulanılıyor ve a miktar ısı  çekilerek belirli bir bölge soğutuluyor. Baktığımız zaman toplamda 3a lık bir ısı var sistemde başta a idi. Yani bir tarafı soğuturken diğer tarafı ısıttık hem de fazlasıyla ısıttık. Bu yüzden bu sistemi olduğu gibi filtre girişine bağlarsak her çalışan sistemin toplamda yaptığı gibi ısı üretir. 3a lık ısıyı nasıl dışarı atacağız?

Saygılar,

[quote=Vikipedia'dan alıntıdır]

Termoelektrik soğutucular, bir nesnenin sıcaklığını çevre sıcaklığının altına düşürürken, çevredeki sıcaklık ne olursa olsun, nesne sıcaklığını dengede tutarlar. Termoelektrik soğutucular ısı transfer elemanlarının aktif bir soğutma sistemi olup, miliwatt’tan kilowatt’a kadar değişen bir yelpazedeki uygulamalar için kullanılabilir.

Çoğu termoelektrik soğutucu modül, yüzey alanı başına 3-6 watt/cm²’lik bir pompalama yapabilir.

Termoelektrik soğutucular, bazen termoelektrik modül veya Peltier soğutucusu diye de adlandırılabilir. Termoelektrik soğutucular, küçük bir ısı pompası gibi çalışan yarı iletkenlerdir. Bir doğru akım kaynağından sağlanan küçük bir voltaj sayesinde, ısı, modülün bir ucundan diğerine doğru hareket eder. Böylece modülün bir yüzü ısınırken, diğeri de eşzamanlı olarak soğumaya başlar. Bu olay, doğru akım kaynağının artı ve eksi kutuplarının yer değiştirmesiyle aksine çevrilebilir. Bir termoelektrik modülü, kullanım amacına göre ısıtıcı veya soğutucu olarak kullanılabilir.

Modülün soğuk kısmı –40C'ye ulaştığında, ısı pompalanması kesilir ve ısı pompası özelliğini kaybeder (verim sıfıra düşer). Bu yüzden –5 ila –15C arasında en verimli olur. Sıcaklık bu noktada en yüksek değeri DeltaT’ye (ΔT) ulaşır.

Eğer soğuk kısma azar azar ısı eklenmeye başlanırsa, bu kısmın sıcaklığı, ısı musluğunun sıcaklığına eşitlenene kadar yükselir. Bu noktada termoelektrik soğutucular, en yüksek ısı pompalama kapasitelerine ulaşırlar.

Termoelektrik soğutucular, evde kullandığımız buzdolaplarıyla aynı termodinamik yasalara göre çalışır, ama bazı farklılıklar taşır. Buzdolabında kullanılan dondurucu sıvının yerini, bir yarı iletken alır. Yoğuşturucu da bir ısı transfer elemanıyla yer değiştirir. Ayrıca kompresörün yerini de doğru akım kaynağı alır.

Termoelektrik modüle doğru akım kaynağının bağlanması, elektronların yarı iletken nesneden geçmesini sağlar. Maddenin soğuk tarafında, elektron hareketi sayesinde ısı soğurulur ve sıcak uca gönderilir. Sıcak olan uca ısı transfer elemanı bağlandığı için, ısı, ısı transfer elemanından çevreye verilir. Terrmoelektrik soğutucuların başlıca kullanım alanları mikroişlemciler, buzdolapları, gece görüş teçhizatları vb. olarak verilebilir.[/quote]

Nasılki standart bir ısı pompasında (gazlı sistemde) ısıyı bir radyatör ile havaya transfer etmek gerekiyor ise aynı sistem peltier içinde geçerlidir, radyatör olarak aluminyum bir soğutucu da kullanılabilir, Bu tip bir işlemde hava temas yüzeyi gerçek bir radyatöre göre çok daha az olduğundan verim düşük olacaktır fakat boyuttan tasarruf edilmiş olur (soğutucu üzerinde fan kullanarak verim artırılır). Fakat istenirse radyatörlü bir sistem de uygulanabilir. Peltier sistemi ısıl transferde şu anda gazlı ısı pompalarının performansında değildir, buna rağmen avantajı kolay uygulanabilir olması ve maliyetidir. bu arada belirtmeliyim ki, soğutma işlemi yapılırken peltier'in ısınan yüzeyinden yeterli miktarda ısı havaya transfer edilemezse soğuyan tarafta ısınmaya başlar. Bu yüzden soğutucu hesabı iyi yapılmalıdır. ısıtma performansı ise kullandığımız klasik rezistanslardan daha iyidir.

resimdeki soğutucunun üzerindeki nesne 5cmx5cm'lik 170 watt'lık bir peltier.

http://img234.imageshack.us/img234/4171/peltiermb6.jpg

şu anlık peltier'in üzerinde durduğu soğutucu ve hava kanalları, bu soğutucu üzerinde uygun bir fan olmadan işe yaramayacaktır.

http://img102.imageshack.us/img102/2232/sogutucudx2.jpg

http://img212.imageshack.us/img212/8898/havakanalimx9.jpg

Mesajımı editlemek istediğimde garip bir sorunla karşılaştığımdan oraya ek yapamıyorum, fazladan mesaj için özür dilerim.

Eklemek ve belirtmek istediğim şudur ki; gazlı bir ısı pompasının olumlu sonuç vereceği kesindir, peltierli bir sistemin ise çok iyi hesaplanmış olması gerekmektedir, olumlu sonuç verip vermeyeceğini ancak bir prototip yapıp test ederek anlıyabileceğiz.

Sağlıkla kalın.

Bilgiler için çok teşekkürler. Gerçekten kurulumu diğer su kayıpsız soğutma sistemlerine göre oldukça kolay.

Yiğit Bey zannediyorsam bu sistemin birim ısıyı sudan uzaklaştırmak için gerekli elektrik sarfiyatı gazlı sistemlerden daha fazla. http://www.aquaristic.net/shop/shop.php/sid/77696082985e9cf6 9840c5a525e54b72/cl/details/anid/s-351030/Deltec-Eco-Cooler/ /listtype/search/searchparam/cooler  Bu adreste Eco-Coolerların 600 litre için 1000watt elektrik sarfettiği söyleniyor. Bunlar bir de ekonomik olanları, bahsettiğiniz sistem daha verimsizse elektrik sarfiyatının ötesinde daha büyük sisteme ihtiyacımız var. Diyelim ki sistemler eşit verimde o zaman bu parçadan 3-4 tane kullanmak gerek. Verim daha kötü olduğu için bu 3-4 rakamı yükselecektir de.

Saygılar,