[Projekt] Machbarkeitsstudie Wakü-Stirlingmotor

[Prometrius]

Hallo Liebe Hardcore Luxxer

Nachdem ich hier im Forum ja schon die abgefahrensten eigenbauten gesehn habe und selber zwar ein riesiges Idensortiement habe aber aus beruflichen grüden keine zeit und natürlich auchkeine Maschienen dafür habe wolte ich mall der Stein des Anstoßes sein für eine sagen wir...Energie rückgewinnungs Wakü

Für einige Luxxer solte zumindestens das bauen kein Problem sein wenn ich so an die CNC Fräser eigenbauten usw denke .)

Wieso solte mann die Energie die die Wakü von den GPU CPU usw. abtransportiert nicht nutzen um zb die Acus für kabellose Geräte wie Maus Tastatur I-Pod oder was auch immer zu nutzen.

Wie ??
Mit einem an dei Wakü gekoppelten Sirlingmotor der einen Schrittmotor antreibt welcher ja bauartbedingt auch ein Generator ist.

Ich habe mall eine stark vereinfachte Zeichnung hingeschmiert (wolte erst ne Schemazeichnung eines Stirlingmotors von Wiki nehmen aber habe dan bedenken wegen Copierihgt gehabt )

So ihr HardcorLuxxer äusert euch mall über die machbarkeit.

 

[morgessa]

Ideen haben die Leute...

 

[XSS]

Schau mal nach Maico´s V2 der hat auch ein Motor gebaut !

 

[Silentboy89]

Würde das ding überhaupt an einer normalen Wakü funktionieren? oder brauch man da keine sehr warmes wasser wie z.b. für ein turbine oder wie inner dampflock?
Weil das Wasser inner Wakü hat ja allerhöchsten so 40-50C° wenns ne schlechte is.

Aber die idee ansich is schon ganz gut.

Aber man kanns auch so wie bei mir machen da is der Radi unten drin und pustet gegen meine Füße die sind dann beim zocken auch warm

 

[Prometrius]

Also da es Stirlings gibt die mann auf der Handflächebetreiben kann

solte ne wakü eigendlich warm genug sein.

Die Frage nach der machbarkeit bezieht sich eher auf die Fertigungsmöglichkeiten unser Hardcoreluxxer als auf die Funktionasfähigkeit.

 

[Silentboy89]

Und wie funktioniert das ganze? ich kann mir das recht schlecht vorstellen und würde gerne mehr drüber wissen

 

[VDC]

also die idee ist auf jeden fall interessant, frage ist nur, wie effizient das ganze ist (würde ja wie ein radi auch hitze aufnehmen und dann halt nutzbar machen). und vor allem, wie teuer der spass wäre.

 

[Prometrius]

@Silentboy89


OK ich bin ein *Honk*
Ich hätte ja auch gleich grundsätzlich erstmall erklärenkönnen was ein Stirlingmotor ist.

Eine schöne und nachvolziehbare erklärung weil schrittweise aufbauend findest du unter http://www.stirling-fette.de/howdo.htm

 

[international]

ich find klasse mal leute zu treffen die auch noch etwas für den stirlingmotor übring haben .

also zum thema. ich bin teil einer gruppe die mit einem selbstgebauten stirlingmotor an jugendforscht teilnimmt. unser projekt bestand darin einen stirlingmotor zu bauen und leistungsmessungen durchzuführen. jenachdem wie wir abschneiden werden wird unser projekt sehr wahrscheinlich soweit aufgestockt werden, dass wir eine eigenentwicklung durchführen, die die vom prozessor abgestahlte wärme zu energie umwandelt. es würde sich nicht lohnen den stirlingmotor an einer wasserkühlung zu betreiben da die wärmedifferenz zu gering ist. anders sieht es hierbei mit einer direkten die kühlung aus, den dadurch würden keine wärmeverluste entstehen und man könnte die wärmeenergie voll ausnutzen.

natürlich ist solch ein projekt mit vorsicht zu genießen und ich denke nicht das es irgend einem leihen gelingen wird solch ein projekt durchzuführen. wir haben hingegen das glück und arbeiten mit der uni zusammen, können die dortigen dozenten befragen und deren maschinen zur fertigung benutzen.

das stirling-prinzip mit normaler luft würde allerdings auch keine großartigen ergebnisse erzielen (unser motor hat eine leistung von gerademal 20mW), da die drücke zu gering sind. wenn man nun allerdings ein flüssiggas statt normaler luft verwendet würde die leistung proportional zum druck steigen.

maja, lassen wirs mit der langen rede ich geh jetzt erstmal ins bett ^^

MFG

 

[Tachilowitsch]

so gesehen wärs sinnvoll den stirlingmotor zwischen prozessor die und wakü zu schalten

sprich prozessor heisses reservoir wakü kaltes.

dann hätte man je nachdem sogar schon den antrieb für die pumpe der wakü

 

[international]

der aspekt wäre schon sehr sinnvoll, nur müsste man eine sehr sehr gute wärmeübertragung zwischen stirlingmotor und wakü hinbekommen. jenachdem wie wir abschneiden mach ich mal ein paar cad zeichnungen und stell sie hier online ;-).

also nach meinem wissen ist der leistungsstärkste stirlingmotor heutzutage ein modell von siemens, welches 100kW leistet, einen betriebsdruck von 200 bar hat und mit 4 zylindern arbeitet. solch ein modell wäre natürlich schon lustig, da man auch zB das stirlingprinzip umkehren kann um zB den prozessor auf niedrigste temperaturen zu bekommen. es ist vorstellbar, das bei einer guten konstruktion der prozessor auf sehr niedrige temperaturen heruntergekühlt werden kann.

 

[|2u5hpu7!n]

Erstmal tief durchatmen. Nen Stirlingmotor ist einerseits verdammt cool, jedoch hab ich mal eben durchgerechnet was der andererseits bringen könnte. Theoretischer Wirkungsgrad ist (Th-Tn)/Th, somit (20°C Wassertemperatur 50°C Prozessortemperatur) (323-293)/323=0,0928

Nun kann man bei Wikipedia nachlesen das die Stirlingmotoren meist nur 50% der theoretischen Effizienz erreichen. Nun hat man also noch gute 4% Wirkungsgrad. Bei einem Prozessor mit 95W Abwärme noch etwas 3 Watt Lüfterleistung: Würde also ausreichen.

Nun stellt sich aber ein anderes praktisches Problem: Reicht das auch aus um den Prozessor zu kühlen? Ich bin in meinem Beispiel davon ausgegangen das man den Prozessor als Wärme Reservoir und das Wasserals Kältereservoir nimmt.
Auch möglich wäre es natürlich das Wasser als Wärmereservoir zu nehmen. Dann stellt sich das Problem das man kaum Differenztemperatur hat. Kaum jemand will kochendes Wasser im Kreislauf haben, zudem bräuchte man ein noch kälteres Reservoir das auch zu kühlen ist.
Somit ist die Idee zwar nett, aber nur schwerlich umzusetzen

 

[Prometrius]

Moin

na is ja schön das ich nicht der einzige bin der sich durchgeknallte PC lösungen wenigstens ansatzweise vorstellen kann .)

Zum Thema CPU Kühlen....... gute ide..und der beesi das ichmallwieder nur die hälfte durchdachthabe.

Habe michmall durchs netz gegooglt.

Sterlingmotoren werden wenn sie mit einem Externen Motor angetrieben werden zum Kühlen von zb Infrarotsensoren bei -190° Celsius benutzt.

Ich denke das is viel zu viel .) oder in dem fall zuwenig ^^

wennmann eine kompakte *aufs Mainboardmontierbare* version entwerfen könnte die "nur" -20° Celsius erreicht wäre das warscheinlich ne echte alternative zu ner Vapocil oder sonstiger Kompressorkühlung.

Wärend die expansionskammer auf der cpu sitzen würde künnte mann die Kompresionskammer ja durch ne Wakü kühlen.

Mann müste jetzt nurmall jemand kenne/haben der Berechnen kann wiegroß die Kompresions und Expansionskammern seinmüsten wenn mann zb Butan (Feuerzeuggas) benutzt. Und wiehoch der nominale systemdruck seinmuss um in der Expansionskammer auf -20°C zu kommen.

Davon hab ich leider keinen plan und kenne auch niemanden.
( zu Jugendforscht rüberschiel)

 

[international]

also wie du schon gesagt hast wäre es durchaus möglich den stirlingmotor zum kühlen zu benutzen. man müsste halt den wirkungsgrad durch eine durchdachte konstruktion in die höhe schnellen lassen und dann den stirlingmotor benutzen um mechanische energie in wärmeenergie umzuwandeln.
also das hier solch ein interesse besteht wundert mich, wenn ihr möchtet zeig ich euch unser bisheriges projekt (wobei das alles noch ziemlich, sagen wir "naja" ist, weil wir kein geld haben um wirklich etwas neues zu entwickeln... was natürlich imoment noch an unserem halbwissen scheitern dürfte).

es wäre halt momentan mal zu überlegen unseren stirlingmotor mit wasser zu kühlen um zu testen wie stark sich die wärmedifferenz auf die leistung auswirken würde.

es ist halt nicht leicht alle schwachstellen zu beseitigen, das haben wir an unserem sehr simplen modell schon gemerkt, bis das alles funktioniert hat... das war ein wirkliches drama. nützlich wäre es vielleicht auch noch mal ein siemens patent auszugraben, um die basis zu nutzen um eigene entwicklungen durchzuführen. zum glück ist unsere schule eine siemens partnerschule wodurch wir auch noch ein paar möglichkeiten haben.

mfg

 

[Prometrius]

Folgende Fragen und die dazugehörigen antworten wären wol erstmall grundsätzlich wichtig zu wissen.

A : Bei welchem Druck wird Propan/butan Flüssig

B :Wie groß muss das Volumen über der Cpu sein um beim expandieren eine temperaturdifferenc von ca 50 bis 60°C zu erzeugen.

Schließlich kann man ja kein 50 KG gebilde auf nen Mainboard montieren

Habe grade ne stunde rumgegoogelt aberleider nix gefunden das mir auf die beiden Fragen eine Antwort gegeben hat.
Zumindestens keine die ich Verstanden habe.

 

[international]

also zu deiner ersten frage verweise ich dich auf www.extremecooling.net genau hier hin.

deine 2te frage ist nicht allgemein beantwortbar, da solch ein test nur mit einem prototyp durchgeführt werden können. ich denke aber das bei einem wirkungsgrad von 30% relativ viel leistung bei kleiner größe umgewandelt werden kann (genauere rechnung bring ich mal noch wenn ich die patente von siemens in der hand hab).

realisierbar wäre das ganze projekt wenn die abgegebene wärmedurch eine wasserkühlung abgeführt werden würde und man eine relativ starken motor zum aufbringen der mechanischen arbeit benutzen würde.

haben wir hier im forum nicht zufällig irgendeinen physiker oder sowas? ^^

 

[Prometrius]

HI

Ich hab da was gefunden bezüglich Stirling und Kühlung.

Wennich das nicht völlig falsch interpretiere erreicht das ding -43°
ist elektrisch betrieben und nur 1,7 KG schwer.

Allerdings versteh ich die Angaben bezüglich der Kühlleistung nicht ganz

hat der nu 1W oder 50W ??

http://www.aim-ir.de/pdf/23-1%20HD1033.pdf

 

[international]

maja, das ding is unnütz da zu wenig kühlleistung. es müsste schon etwas speziell für den pc entwickelt werden, auch wenn es zB nur den wasserkreislauf kühlen würde.

 

[Jamie R]

Die Idee mit dem Sterlingmotor als Energie-Geber ist so schlecht nicht. Leider hat dieser Antrieb aber auch seine Schattenseiten, die nicht zu verachten sind! Da wäre zum ersten die Lautstärke und was ein großes Problem darstellt, der Unruhige Lauf, welcher sämtliche damit in Kontakt kommende Komponenten mechanisch sehr stark belastet!

 

[international]

Die Idee mit dem Sterlingmotor als Energie-Geber ist so schlecht nicht. Leider hat dieser Antrieb aber auch seine Schattenseiten, die nicht zu verachten sind! Da wäre zum ersten die Lautstärke und was ein großes Problem darstellt, der Unruhige Lauf, welcher sämtliche damit in Kontakt kommende Komponenten mechanisch sehr stark belastet!

also das is ja mal totaler quatsch ^^

tut mir leid wenn ich das so abwertend ausdrücke, aber stirlingmotoren sind sehr laufruhig und haben einen sehr geringen wartungsaufwand! das im ersten post beschriebene modell, auf welches du dich wahrscheinlich beziehst, ist keine high tech skizze wie man sie heutzutage anwendet...

es gibt zB pellet heizungen mit eingebautem stirlingmotor, um dadurch die effizienz zu steigern. diese haben kaum wartungsaufwand, sind nicht zu hören und machen dich mit ihrer elektronischen leistung von etwa 9 kw etwas unabhängiger von den laufend steigenden stromkosten (das einzige was dagegen spricht ist der preis, ist halt eine investition in die zukunft aber das sind leider alle umweltschonenden energielieferanten)

 

[Jamie R]

also das is ja mal totaler quatsch ^^

Wenn Du meinst?

 

[international]

ja meine ich weil ich es aus erfahrung sagen kann

 

[xXx-Eagleone-xXx]

Schlagt euch !

 

[Lucky Loser]

... gerade in einem anderen forum über diesen link gestolpert,
ist vllt nicht ganz uninteressant

http://www.dailytech.com/MSI+Showcases+Stirling+Engine+Heatsink/article10918.htm

 

[Prometrius]

FUUU MSI hat meine IDE geklaut und ist dan mit einer Zeitmaschiene in die Vergangenheit gereist um sie früher umzusetzen

Als nächsten schritt werden sie dan sicher die Umkehrvarinte rausbringen und cpu's auf minus temperaturen Kühlen ^^