Wasserkühlung mit Kupfermaterial

[Guest Erik]

Hallo,

 

würde mir gerne eine Wasserkühlung in mein Schiff bauen.

 

Die Kühlanlage soll aus Kupfer sein. Es soll aus Leitungen, einem Wärmetauscher mit Zwangskühlung, Pumpe und Ausgleichsbehälter bestehen.

 

Kann mir bitte jemand sagen, wo ich die Materialien finde?

 

Gruß

 

Erik

[Guest Loeffel]

Prinzipiell in jedem Modellbauladen, oder bei Conrad, oder auch bei EBay. Es wäre aber ganz nützlich, wenn Du Deine Bauteile, welche Du kühlen möchtest genauer spezifizieren würdest, dann kann man Dir evtl. auch passende Teile empfehlen.

 

So oder so ähnlich, wie bei der Tini könntest Du es machen, nur der Einlaß würde anders angebracht und es wäre noch eine Pumpe dazwischen, da die Tini passiv gekühlt wird.

[Guest Teddy]

Es soll aus Leitungen, einem Wärmetauscher mit Zwangskühlung, Pumpe und Ausgleichsbehälter bestehen.

 

Moment, willst du einen geschlossenen Kühlkreislauf haben? Da das Schiff doch eh im Wasser ist, würde ich mir diesen Aufwand gar nicht erst machen und "Kühlwasser" direkt wieder im See entsorgen.

[Guest Erik]

Klar könnte ich ein Kühlsystem bauen, dass mit Flusswasser kühlt. Das wäre auch wesentlich einfacher.

 

Aber ich habe schon so ein System in meinem jetzigen Schiff eingebaut.

 

Da das Gewässer, auf dem ich fahre nicht gerade das beste ist und ich kein aufwändiges Filtersystem einbauen möchte, setze ich lieber auf ein geschlossenes System. Mit dem offenen habe ich einige Probleme.

 

Durch das geschlossene System kann auch eine bessere Kühlwirkung erziehlt werden. Durch den Einsatz von Kühlmittel kann die Kühlwirkung nochmals gesteigert werden.

 

Gekült werden sollen Motoren, Fahrtregler und eventuelle Leistungsstufen.

 

Auch die Akkus sollen gekühlt werden. Vor allem beim Laden, denn da entsteht die meiste Wärme. Und dafür bräuchte ich dann wieder ein geschlossenes System, denn ich lade sie ja nicht mit dem Schiff in der Badewanne.

 

Gruß

 

Erik

[jürgen]

HAllo Erik,

 

 

 

ich kann Dir zu Deiner Frage nicht weiterhelfen, verstehe das Problem aber auch nicht ganz - ich fahre meine Rennboote mit Staudruckkühlung oder auch per Zwangskühlung mit Unterdruckpumpe durchaus auch im Salzwasser oder unserer Hafenlauge und hatte damit eigentlich noch nie Probleme.

 

Nur noch zu den Akkus. Ich nehme an, Du sprichts von NicD bzw. NimH-Zellen. Bei denen ist eine Erwärmung nicht schädlich, sondern durchaus erwünscht. Gerade die NimH's werden mit Temperatur erst richtig wach!

 

 

 

Gruss Jürgen

 

P.S. um was für ein Modell handelt es sich denn?

[Guest Erik]

Hallo,

 

@jürgen

 

Hab vergessen dazuzuschreiben, dass es sich dabei um ein großes Schubschiff handelt. Es werden 3 drehmomentstarke Motoren eingebaut.

 

Bei den Akkus handelt es sich um Blei-Akkus. Und die sind auf Wärme nicht gut zu sprechen.

 

@alle

 

da es sich nicht um ein schnell fahrendes Schiff handelt und auch mal längere Rückwärtsfahrten drin sind, ist das mit dem Staudruckrohr nicht ganz so das Optimum.

 

Gruß

 

Erik

[Muehi]

Durch das geschlossene System kann auch eine bessere Kühlwirkung erziehlt werden. Durch den Einsatz von Kühlmittel kann die Kühlwirkung nochmals gesteigert werden.

 

 

Da wär ich mir nicht so sicher.

 

Bei nem geschlossenen Kreislauf wird mit der Zeit das Kühlwasser warm und kann folglich schlechter kühlen. Bei nem Modell kann der Ausgleichsbehälter ja nicht unendlich gross werden, folglich dürfte das Wasser recht schnell erwärmt werden.

 

Und selbst mit nem Wärmetauscher an der Luft bekommste das Wasser nicht unter Umgebungstemperatur, auch nicht mal annähernd. Oder willst du nen Kühler von nem Auto verwenden?

 

Die Verwendung von Kühlmittel hebt das wohl nicht auf, bei meinem PC konnt ich auf jedenfall keine Unterschiede feststellen ob ich jetzt mit normalen Wasser oder mit Kühlmittel kühl. Und ich bin mir ziemlich sicher, dass nen Prozessor wesentlich mehr Wärme als nen Motor und Akku etc. zusammen erzeugt.

 

Bei nem offenen System ist dagegen ständiger Wasseraustausch vorhanden, und bis du nen Teich mit deinem Modell erwärmt hast, dauerts doch etwas. Außerdem ist das Teichwasser im Normalfall kühler als die Umgebungsluft.

 

Der Aufwand dürfte sich wohl kaum lohnen.

 

Wenn du wirklich solche Probleme mit Verschmutzung etc. hast, dann könnte eine Verlegung des Ansaugrohres evtl. Verbesserung bringen, oder um was Dreck handelt sichs denn?

[Guest Jens Thode]

Hallo,

 

ich denke mal, wenn ich einen Bleiakku beim Laden kühlen muss ist da doch irgendwas nicht in Ordnung.

 

Wenn ich meine Bleiakkus lade, entsteht da nicht sonderlich viel Wärme und der Akku in meinem PKW kommt auch ohne Kühlung aus und der wird ja nun Ständig durch die Lichtmaschine geladen.

 

In meinem Kutter mit 40 Kilogramm Gewicht, habe ich auch einen Drehmomentstarken Motor eingebaut und der hat noch nie nach Kühlung gerufen, auch der Regler nicht. Der Regler ist ein ganz normaler von Conrad (TOP 90 C Auto).

[Admiral von Schneider]

Tach,

 

wenn du nach Komponenten, für ein geschlossenes System suchst, dann schau doch mal hier

 

http://www.alphacool.de

 

 

 

Das ist ein store, für PC Wasserkülungen. Sau geile Sache, hab selbst so'n Teil. Dort findest du zum Beispiel Radiatoren für 80er standart Computerlüfter. Solltest du dir mal Anschauen.

 

Ich hoffe du hast viel Verdrängung, weil son Teil is ganz schön schwer.

 

 

 

AvS

[Guest Erik]

@Jens

 

Du musst aber auch noch berücksichtigen, dass da noch bis zu 6 Schubleichter dazukommen können. Und dann hast du nicht nur die Verdrängung vom Schubboot sondern auch noch die Verdrängung von den Schubleichtern. Da kommen die Motoren schon mal an ihre Grenzen.

 

@Admiral

 

Danke für die Adresse.

 

Erik

[Guest Teddy]

Da kommen die Motoren schon mal an ihre Grenzen.

 

Aber Entlädst du dann die Bleiakkus nicht eh zu stark? Bleiakkus sind, meines Wissens nach, nur begrenzt Hochstromfähig.

[Frankenmatrose]

Moin,

 

Also wenn du wirklich ne geschlossene WaKü willst, kann ich:

 

MR Computertechnik und 1A-Cooling empfehlen

 

Bei Hopf Gibt es wenn ich mich richtig erinnere Kühlkörper für verschiedene Komponenten.

 

Geposted nach 3 Minuten 2 Sekunden:

 

Bleiakkus sind, meines Wissens nach, nur begrenzt Hochstromfähig.

...also das kommt auf den Akku an, Eriks Beschreibung nach, könnte da durchaus ne richtige Autobatterie drin sein, und die müssen ja kurzzeitig über 150A vertragen können. Modelle sollten solche Ströme ja nich erreichen... :wink:

[mmolkenthin]

Löle!

 

Äh, was verstehst Du unter einem Grossen Schubschiff, und wie schwer würde das Ganze denn werden.

 

Alle Modellbauer die ich kenne kühlen eigentlich nur Motoren in Rennbooten oder Motoren die mit einer höheren Spannung als der Nennspannung betrieben werden. Bei uns in der IG baut ein Kollege Supertanker in 1:100. Das sind Brocken in der Grössenordnung von 300kg und mehr. Da wird der Motor meines Wissens nicht gekühlt. Den lässt das nämlich ziemlich kalt wenn er nicht gerade mit einem zu grossen Propeller überlastet wird.

 

Brauche mehr Input. :wink:

 

Grüsse

 

Micha

[Guest Erik]

@mmolkenthin

 

Das Schubschiff hat eine Verdrängung von ca 40kg, die Schubleichter je ca. 110kg. Bei maximaler Beladung.

 

Im Maximalen Ausbau sind 4-6 Schubleichter angedockt.

 

Und wenn ich die Temperatur meines Motors in meinem Schlepper betrachte, dann kann ich feststellen das der gut warm wird, wenn er oft unter Vollast gefahren wird. Und ich betreibe ihn mit Nennspannung und Nennlast. Aber die Erwärmung ist normal, da der Strom ja auf einen Widerstand in der Motorwicklung trifft und ein Teil des Stroms dann auch in Wärme umgesetzt wird.

 

Zumal dann noch hinzukommt, dass der Schubverband einen Verdrängerrumpf hat, mit einem Unterwasserquerschnitt bis zu 1050 cm² (0,1050m²).

 

Als Schiffsschraube kommen 3x 4-Blatt-Schrauben mit 5-6 cm Durchmesser zum Einsatz. Motordurchmesser ist dann etwas größer.

 

Gruß

 

Erik

[Guest Lars Persson]

 

Als Schiffsschraube kommen 3x 4-Blatt-Schrauben mit 5-6 cm Durchmesser zum Einsatz. Motordurchmesser ist dann etwas größer.

 

 

Also, ich würde auch schätzen, dass irgendetwas nicht stimmt, wenn bei dem Antrieb die Akkus heiß werden. Es sei denn, Du verwendest Motoren die völlig überlastet werden.

 

5-6cm Propellerdurchmesser ist ja nun wirklich nicht groß.

 

Ich habe einen 40kg Schlepper mit 2x80mm Propeller, mein Bruder hat einen Schlepper mit zwei 100mm Propeller. Und es werden weder die Regler noch die Motoren gekühlt. Beides wird übrigens auch nicht sonderlich warm.

 

Vielleicht solltest Du mal ein paar Daten posten. Was für Motoren, was für Regler, Strom, Akkus usw.

[seefahrer]

Hallo Erik,

 

ich kann auch nicht ganz nachvollziehen, warum der Motor heiß werden soll. Die Propellergröße ist eher klein.

 

Ich selbst habe zwei größere Schiffe, das größere mit einem 90mm Vierblattpropeller, Robbe 1000er Motor, 12V/12Ah Bleiakku und einer Verdrängung von ca 50 kg, ziemlich kastigem Rumpf und da wird nix warm.

 

Könnte es sein das du Motoren mit großer Nenndrehzahl verwendest aber relativ geringem Drehmoment?

 

Mir ist auch nicht ganz klar, wie du das ganze Gespann mit den 3 relativ kleinen Propellern in Bewegung setzen und dann wenn es fährt auch wieder stoppen willst. 4 Schubleichter mit je 110 kg und das Schubschiff bringen es zusammen ja fast auf eine halbe Tonne. Kann mir nicht vorstellen, das du das mit den auf die Schiffsgröße bezogen kleinen Propellern bewältigt bekommst.

 

Viele Grüße

 

Christian

[Guest Teddy]

Um das ganze etwas zu vereinfachen, könntest du uns doch vielleicht etwas mehr Informationen geben. ;-) Motortyp, Fahrtenregler, Akkus, ...

[Guest Erik]

Da kommen wir jetzt zu dem Problematischen Teil.

 

Da ich gerade an dem Schiff die Spanten und den Rumpf plane habe ich mir über die Motoren und die Akkus noch keine Gedanken gemacht und kann daher auch nicht mit näheren Details dienen.

 

Ich war mir aber sicher, dass ich bei Motoren mit einem größeren Drehmoment und erhöhter Stromaufnahme eine Kühlung möchte, denn kein Motor hat 100% Wirkungsgrad und der Rest muss irgendwo bleiben und in der Vorlesung über Elektroantriebe habe ich mal gelernt, dass der Rest dann Leitungsverluste sind.

 

Daher wollte ich wissen, wo ich das Material für feste Leitungen (Kupfer wegen der Verarbeitung) herbekommen kann, damit ich weiß in welchen Größen alles erhältlich ist und wie groß die Durchbrüche in den Spanten sein müssen.

 

Der Motor, den ich im Schlepper habe ist ein ROBBE 1000, älterer Bauart. (Sieht nicht so toll wie auf dem Bild im Onlineshop von Robbe aus).

 

Wenn ich dort dann aber lese, dass der Wirkungsgrad bei 70% liegt, dann kann ich nicht verstehen, warum der Motor nicht warm werden kann. Irgendwo müssen die 30% der Energie bleiben.

 

Wie viel Last mein Schiff transportieren kann hängt nicht nur vom Durchmesser der Schraube ab, sondern auch von Steigung, Umdrehungszahl und Blattfläche. Zumal um die Schraube eine feste Kortdüse kommt.

 

Das Ruder ist eine Spezialanfertigung, die durch die Rumpfform erforderlich wird.

 

Das müsste für den Moment mal genügen. Ansonsten muss ich mal einen größeren Baubericht mit meinen Planungen anfertigen und an anderer Stelle posten.

 

Ich danke euch für die bisherige und weitere rege Teilnahme an dem Thema.

 

Gruß

 

Erik

[odlanir]

Hallo Erik,

 

Wenn ich dort dann aber lese, dass der Wirkungsgrad bei 70% liegt, dann kann ich nicht verstehen, warum der Motor nicht warm werden kann. Irgendwo müssen die 30% der Energie bleiben.

 

Mit dem warm werden ist es so eine Sache. Die 30 % Energie müssen natürlich irgendwo bleiben. Sie werden im Motor in Wärme umgesetzt. Diese Wärme wird im Normalfall über das Motorgehäuse und über die eventuell durchströmende Luft abgeführt.

 

Damit wird die Wärme an die Umgebung abgeführt, der Motor wird nicht besonders warm.

 

Wird nun mehr Wärme erzeugt, wenn der Motor z.B. elektrisch überlastet wird, wird diese Wärmeabgabe so nicht mehr ausreichen und der Motor erwärmt sich ständig weiter.

 

Im Fahrbetrieb bei vorbildgetreuen Modellen wäre das eigentlich eine Fehldimensionierung des Motors, bei Rennbooten wird das bewußt in Kauf genommen, nur muß jetzt zusätzlich gekühlt werden.

 

Also z.B. Wasserkühlung wie oben geschildert oder auch, wenn es nicht ganz so schlimm ist, Kühlrippen auf dem Motorgehäuse mit Gebläse auf der Motorwelle.

 

Daher wollte ich wissen, wo ich das Material für feste Leitungen (Kupfer wegen der Verarbeitung) herbekommen kann, damit ich weiß in welchen Größen alles erhältlich ist und wie groß die Durchbrüche in den Spanten sein müssen.

 

Die Leitungsquerschnitte der Antriebselektrik richten sich dann nach der Strombelastung. Dafür hat der Elektriker Tabellen, die sich auch im Internet finden lassen sollten. Bei den im Modellbau üblichen Spannungen bis 24 V würde ich bei KFZ-Elektrik suchen. Die Zuleitungen und das Zubehör lassen sich dann auch in dieser Branche finden.

 

Viele Grüße

 

odlanir

[Guest Erik]

Hallo odlanir,

 

danke für deine Antwort.

 

Aber mit "feste Leitungen" meinte ich eher Kupferrohre, durch die ein flüssiges Medium geschickt werden kann.

 

Das mit den Stromkabeln ist kein Problem. In der Hinsicht bin ich vom Fach. -> Elektrotechnikstudent.

 

Gruß

 

Erik

[Guest Lars Persson]

OK,

 

rechne doch mal ein bisschen.

 

Angenommen, Du nimmst einen Power1000. Ich habe die Daten jetzt nicht im Kopf, aber nehmen wir mal an, dass der in Deinem Schiff 5A zieht (ist schon viel für diesen Moter).

 

Bei 12V sind das 60W. Bei einem Wirkungsgrad von 70% würden also 18W in Wärme umgesetzt werden.

 

Dies reicht bei einem Motor mit einer Masse von ca. 1kg noch nicht einmal aus, um ihn handwarm werden zu lassen.

 

Also vergiss das mit der Kühlung am besten. Ist nur unnötiger Aufwand.

 

Davon einmal abgesehen wird dein Schiff mit Leichtern 700kg wiegen.

 

Dieses Gewicht wirst Du mit 60mm Propellern nicht bewegt, geschweigedenn gebremst bekommen. Auch durch Steigung, Drehzahl und Blattform ist da nichts zu machen.

 

[Guest Jens Thode]

Hallo,

 

warum sind denn die Leichter überhaupt so schwer?

 

Ich würde auch auf die Kühlung verzichten, erstmal, weil es meiner unbedeutenden Meinung nach nicht nötig ist und ich eigentlich Froh bin wenn ich kein Wasser im Modell habe.

[seefahrer]

Hallo Erik,

 

habe mich nochmal mit deinem Projekt beschäftigt, weil ich die Daten nicht zusammen bekam. Aber nun sehe ich zumindestens klarer, was du vorhast (ganz genau hast du uns das nämlich immer noch nicht verraten).

 

Aufgrund deiner Gewichtsangaben und der angegebenen Stirnfläche der Leichter, nehme ich an, das du ein modernes Schubschiff bauen willst (z.B. ähnlich der neueren Modelle Veerhaven) und Leichter der Binnenschifffahrtskategorie Vb (76,50m Länge, 11,40m Breite, 2,80m Tiefgang, 1850 to Verdrängung) und das im Maßstab 1:25. Dann kommt man nämlich bei den beladenen Leichtern auf ein Gewicht von 118 kg.

 

Die Rechnerei hat etwas Zeit in Anspruch genommen und ich hoffe mal, das meine Schlußfolgerungen bis hier richtig sind. Wenn nicht wäre es Zeit das Modell und den Maßstab einmal anzugeben - dann kann man sich das ganze besser vorstellen.

 

Die neueren Veerhaven-Schuber haben einen Tiefgang von 1,9m - damit dürftest du im Maßstab 1:25 mit 60mm Propellern die maximale Größe ausgereizt haben.

 

Inwieweit damit dann hinterher ein Schubverband (Schubschiff + 2x2 Leichter) von einer Gesamtlänge von ca. 8 m und einem Gewicht von knapp 500 kg zu steuern ist, übersteigt im Augenblick meine Vorstellungskraft.

 

Ich brauche schon bei meiner Gowerian mit 50 kg aus voller Fahrt einen Bremsweg von etwa 3-4 Schiffslängen. Der Teich muss also schon ganz schön groß sein, wo du unterwegs bist.

 

Ich denke du bekommst bei richtiger Wahl der Motoren zu den Propellern keine Wärmeprobleme. Also würde ich das erstmal unberücksichtigt lassen. Ein geschlossenes Kühlsystem würde ich wegen des Aufwands nicht nehmen.

 

Da das Schubschiff ja relativ groß ist, ließen sich auch die Kühlleitungen groß dimensionieren und den Wassereinlass könntest du mit einem entsprechenden Gitter gegen eindringenden Schmutz schützen.

 

(vielleicht sind Kupferrohre für den Heizungsbau aus dem Baumarkt da eine Idee). Vielleicht kannst du das Schubschiff aber so bauen, das du dir das nur als Option offen hältst und es erstmal ohne Kühlung probierst.

 

Ansonsten viel Spaß bei deinem Großprojekt (meine Frau hält mich mit meinen 2m-Schiffen schon manchmal für etwas meschugge)

 

Viele Grüße

 

Christian

[JL]

Hallo,

 

grundsätzlich gilt, dass ein Kühlsysem umso besser arbeitet, je größer der Temperaturunterschied ist. Bei dem geschlossenen System kommst Du nicht umhin, die Wärme abzuführen. Wenn die an die Luft abgegeben wird, braucht es eine recht große Wärmetauscherfläche, um den schlechteren Wärmeübergang an die Luft (verglichen mit Wasser) zu kompensieren. Sollte der Platz dazu reichen, wäre dann sicher die einfachere Lösung, gleich auf Luftkühlung umzustellen. Für die Wasserkühlung spricht, dass der Wärmetransport besser ist, bei kleinen Austauscherflächen bzw. Raumbegrenzungen ist das das Mittel der Wahl.

 

Nicht zu vergessen: Da unsere Modelle meist im Sommer betrieben werden, wo schon die Außentemperaturen höher sind, verschlechtert sich die Kühlleistung bei Luftkühlung.

 

Wenn Dein Problem wirklich die Sauberkeit des Wassers ist, würde ich bei Wasser als Kühlmittel bleiben und für ausreichende Sauberkeit sorgen. Dafür spricht:

 

Kleine Austauscherflächen

 

Das Fahrgewässer dürfte selbst bei Badetemperaturen immer noch kälter als die Umgebungsluft sein

 

In Abhängigkeit von der abzuführenden Wärmemenge kann der Volumenstrom des Kühlwassers festgelegt (ev. geregelt) werden. Bei den angegebenen Schiffdimensionen sollte sich ein Platz für einen Filter finden lassen (das muß noch nicht einmal in der Nähe der Motoren sein); wenn die transportierte Wassermenge nicht sehr hoch ist, kann auch mit kleinen Filterflächen eine lange Standzeit erreicht werden. Und falls Du Ärger mit der Wärme erwartest, würde sich ein Temperaturfühler anbieten, der rechtzeitig informiert, falls doch das Antriebssystem in den kritischen Bereich kommen sollte.

[Guest Erik]

Hallo,

 

@Seefahrer

 

 

würde mir gerne eine Wasserkühlung in mein Schiff bauen.

 

Die Kühlanlage soll aus Kupfer sein. Es soll aus Leitungen, einem Wärmetauscher mit Zwangskühlung, Pumpe und Ausgleichsbehälter bestehen.

 

Kann mir bitte jemand sagen, wo ich die Materialien finde?

 

 

Ich dachte nicht, dass es für die eigentlichen Frage von Belang sei, welches Schiff ich baue.

 

 

 

Du hast Recht. Es handelt sich um das Schubschiff Veerhaven IX. Allerdings beträgt der Maßstab 1:32. Das fand ich noch akzeptabel.

 

Deine Rechnungen sind gut. Habe aber ein paar Änderungen: Tiefgang der Leichter:max. 3,80m Traglast: 2718 t.

 

Danke für die ausführliche Antwort.

 

@alle

 

Ihr habt mich jetzt zumindest überzeugt, dass ein geschlossenes System unnötig ist. Aber von einem offenen System möchte ich nicht abrücken.

 

Das Revier ist ein etwas breiterer, längerer Fluß mit einer sehr geringen Strömung. Von daher lässte es ich da sehr gut mit längeren Verbänden fahren. Die meisten Seeen sind zu klein, da muss ich euch Recht geben.

 

Gruß

 

Erik