जब हवा हमेशा गर्म होती है तो इलेक्ट्रॉनिक्स को ठंडा कैसे करें

Question

मैं एक प्रयोग की योजना बनाने की प्रक्रिया में हूं जिसमें एक वर्ष या उससे अधिक के लिए कुछ विद्युत उपकरण खदान में रखना शामिल है। जहां उपकरण खदान में रखा जाएगा (770m गहराई में), परिवेश का तापमान लगभग 45C होगा। मुझे इसकी जांच करने की आवश्यकता है लेकिन मुझे लगता है कि यह भी काफी नम होगा।

विशेष रूप से जिन उपकरणों का मैं उपयोग कर रहा हूं उनमें शामिल हैं: एक लैपटॉप, दो हाई-वोल्टेज (2.5kV तक, कम डीसी करंट) फोटो-मल्टीप्लायर ट्यूब (जिनकी विद्युत आपूर्ति निस्संदेह अपनी गर्मी का एक महत्वपूर्ण राशि उत्पन्न करती है), और एक कम-वोल्टेज DAQ बोर्ड।

मुसीबत यह है कि खदान में (या एक रेगिस्तान में या कुछ उच्च तापमान औद्योगिक सेटिंग में) निरंतर गर्मी का मतलब है शीतलन घटकों की सामान्य विधि - उन पर परिवेशी हवा को फैन करके - बस काम नहीं करेगा। इसके अलावा, मैंने उपकरण को 'मिनी-फ्रिज' में रखने पर विचार किया था, लेकिन पीठ पर हीट एक्सचेंजर भी शांत परिवेशी हवा पर निर्भर करता है, इसलिए यह जल्द ही टूट जाएगा।

उपकरण एक मुहरबंद टोकरे में रखे जाएंगे ताकि इस तथ्य का दोहन संभव हो सके ताकि अधिक प्रोसेसर-अनुकूल तापमान पर पूरे आंतरिक-वॉल्यूम को बनाए रखा जा सके। हालांकि ईमानदार होने के लिए, मुझे नहीं पता कि कहां से शुरू करें।

Comments

आप यह क्यों पूछ रहे हैं, इस बारे में अधिक जानकारी के लिए आप मेरे पिछले 'बंद' प्रश्न का उल्लेख कर सकते हैं: Electronics.stackexchange.com/questions/16791/…

— qftme

@ केनी - मुझे खेद है कि आप ऐसा सोचते हैं। बंद प्रश्न में, कोर्तुक ने स्पष्ट रूप से कहा कि क्यों वह संस्करण स्वीकार्य नहीं था। यह प्रश्न बहुत उच्च गुणवत्ता का है, और इससे क्यूटेम और बाकी साइट दोनों को मदद मिलेगी। सुधार की दिशा में प्रयास के लिए उत्कीर्ण, और बहुत बहुत धन्यवाद!

— केविन वर्मियर

परिवेश का तापमान कमरे के तापमान से अधिक गर्म हो सकता है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि एयर कूलिंग "बस काम नहीं करेगा"। हवा अभी भी एक गर्म घटक की तुलना में ठंडा होगी और अभी भी इसे ठंडा करेगी। क्या हवा 85 ° C से ऊपर होने वाली है?

— एंडोलिथ

मैं वें सुझाव से हिंसक रूप से असहमत हूं कि आपके पास एक ईई प्रश्न के रूप में अर्हता प्राप्त करने के लिए सही मैजिक वर्ड री हीट हैंडलिंग है। हैंडलिंग / कूलिंग / पंपिंग ... - हम सभी समझते हैं कि मुद्दा क्या है। शीतलन ईई बिजली डिजाइन का एक पूरी तरह से बुनियादी पहलू है। वर्तमान में इस पर कई संबंधित प्रश्न नोट करें।

— रसेल मैकमोहन

@ कोरटुक: जबकि विशेष रूप से ईई नहीं है, गर्मी से निपटना कुछ ऐसा है जो नियमित रूप से विद्युत डिजाइन में आता है। मैं रसेल से सहमत हूं। यह एक पर्याप्त तकनीकी प्रश्न है जो ईई के लिए कम से कम ब्याज है, और मुझे लगता है कि यह यहां होना वैध है।

— ओलिन लेट्रोप

Answer 1

सच कहूँ तो, अगर तुम नहीं जानते "कहाँ शुरू करने के लिए", कोई है कि मिलता है। ऐसा लगता है कि विफलता की लागत बहुत अधिक है, इसलिए यह प्रयोग करने और गलतियों से सीखने का समय नहीं है। किसी ऐसे व्यक्ति को खोजें जो इस सामान को जानता है। आप उनके कंधे पर नज़र डाल सकते हैं और अगली बार जब आप विशेषज्ञ हों, तो जितना संभव हो सके, उतने ही गंभीर काम करने की कोशिश करें। मुझे लगता है कि मैं बुनियादी सिद्धांतों को बहुत अच्छी तरह से समझता हूं और कुछ काम कर सकता हूं। हालांकि, अतिरिक्त उच्च विश्वसनीयता के लिए आमतौर पर बहुत विद्या और अनुभव होता है जिसका अनुमान आप अकेले भौतिकी से नहीं लगा सकते। मैं बिना किसी विशेषज्ञ से कम से कम कभी-कभार सवाल पूछने और अंतिम डिजाइन को आशीर्वाद देने के लिए इसे खुद पर नहीं लेगा। एक गैर-विशेषज्ञ दृष्टिकोण से, यहां कुछ विचार दिए गए हैं:

पहले 45C यह सब गर्म नहीं है। यह केवल 113F है, जो दुनिया के विभिन्न हिस्सों में गर्मियों में छाया हवा के तापमान के लिए लाइन से बाहर नहीं है। जब तक विशेष रूप से प्रयोगशाला उपयोग या अन्य पर्यावरणीय बाधाओं के लिए साधारण इलेक्ट्रॉनिक्स गैजेट्स, 45C परिवेश में चलाने के लिए डिज़ाइन किए गए होंगे। इसके बारे में सोचो। यदि आप फीनिक्स में गर्मियों की धूप में खड़ी अपनी कार के डैशबोर्ड पर अपना सेल फोन छोड़ देते हैं, तो आप शायद इसे काम नहीं करने के लिए दोषी नहीं ठहराएंगे। निश्चित रूप से आप शायद खुद को चोट पहुँचाए बिना इसे पकड़ नहीं सकते। लेकिन, यदि आप फीनिक्स में गर्मियों में दोपहर के समय एक पेड़ की छाँव के नीचे बाहर खड़े होते हैं, तो शायद आपका पेशाब हो जाए, अगर आपका सेल फोन काम नहीं करता। वह 113F है।

दूसरा, आपके पास दो अन्य फायदे हैं कि यह 45 सी अत्यधिक विश्वसनीय है, और अनिवार्य रूप से अनंत है। दूसरे शब्दों में, यह हर समय 45C है चाहे सतह पर इसकी गर्मी या सर्दी हो। इसके अलावा, आप इस खान में एक उचित आकार के "कमरे" में कुछ किलोवाट डंप कर सकते हैं, और यह अभी भी 45 सी होगा।

तो सबसे अच्छा समाधान, जैसा कि रसेल ने भी बताया, चीजों को कल्पना करना है ताकि वे 45 सी परिवेश में ठीक चलें। उन्हें पर्याप्त स्थान दें ताकि प्रत्येक वस्तु 45C परिवेश को देखे, बिना किसी मजबूर वायु शीतलन की आवश्यकता के। इस तरह से आपको चिंता करने की ज़रूरत नहीं है कि जब कोइलिंग टूट जाती है तो क्या होता है। फिर से, अधिकांश शेल्फ इलेक्ट्रॉनिक गियर पहले से ही ठीक होना चाहिए। जीवनकाल कम हो सकता है, इसलिए ड्राय करें। अच्छी गुणवत्ता वाले सामान प्राप्त करें जो सामान्य रूप से 10 साल तक चलना चाहिए।

यदि आपको वास्तव में शीतलन की आवश्यकता है, तो मेरा पहला घुटने का झटका प्रतिक्रिया एक छोटे से कमरे का निर्माण करना है और इसमें 2 या 3 एयर कंडीशनर लगाना है। सुनिश्चित करें कि किसी भी एक एयर कंडीशनर में कमरे को पर्याप्त रूप से ठंडा करने की क्षमता है। कई एयर कंडीशनर अतिरेक के लिए हैं। आप कहते हैं कि यह केवल कुछ किलोवाट है, जो कि एयरकंडिशनर्स के चलते छोटा है। 1 kW केवल 3400 BTU / घंटा है। इसके अलावा, ऐसा लगता है कि प्रत्येक अंतिम वस्तु को ठंडा करने की आवश्यकता नहीं है, इसलिए आपको जिस शक्ति की आवश्यकता है, उसमें से कुछ को कमरे के बाहर प्रसारित किया जा सकता है और इसमें एयर कंडीशनर लोड नहीं जोड़ा जा सकता है। 113F वह गर्म नहीं है और निश्चित रूप से उन शर्तों के तहत काम करने के उद्देश्य से शेल्फ एयर कंडीशनर बंद हैं। कमरे को हमेशा ठंडा करने पर 2 या 3 यूनिट होने से विश्वसनीयता के लिए है। हालांकि, यह एक ऐसा क्षेत्र है जिस पर आपको वास्तव में एक विशेषज्ञ से परामर्श करना चाहिए।

Answer 2

उत्तर आसान है, लेकिन जरूरी नहीं कि :-)।

• ठंडा करना आसान होगा।

• विभिन्न सर्द के साथ एयर कंडीशनर पर्याप्त हो सकता है - एचवीएसी विशेषज्ञ सलाह दे सकते हैं।

• सिस्टम की विश्वसनीयता और विफलता की प्रतिक्रिया की योजना बनाई जानी चाहिए। क्या यह निरर्थक-विफल होना चाहिए या इसे शीतलन विफलता के तहत बंद करना चाहिए।

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• आपको अधिकतम "स्थानीय परिवेश" तापमान निर्धारित करना होगा जिसमें उपकरण काम करेगा।

• आपको एक "स्थानीय वातावरण" प्रदान करना होगा जो स्वीकार्य अधिकतम पर्यावरणीय तापमान की तुलना में कभी भी अधिक गर्म न हो।

• यदि आवश्यक तापमान 45 C के स्थानीय परिवेश से नीचे है, तो आपको स्थानीय तापमान को बनाए रखने के लिए शीतलन प्रदान करना चाहिए।

इस आवश्यक लेकिन अपरिहार्य आवश्यकता को स्थापित करने के बाद आप इसे दो तरीकों से संबोधित कर सकते हैं।

मान लीजिये:

परिवेश का तापमान कभी नहीं> 45 सी।

परिवेश = मेरा तापमान = टा।

स्थानीय तापमान = उपकरण आवास अस्थायी = टीएल

तो कोई

1 आप उपकरण को टा पर संचालित करने में सक्षम बना सकते हैं (45C)

या

2 आप टीएल को एक बाड़े का ठंडा प्रदान कर सकते हैं।

1 श्रेष्ठ है यदि आप इसे प्राप्त कर सकते हैं क्योंकि इसमें कम दीर्घकालिक देखभाल और प्रबंधन और विश्वसनीयता शामिल है। यदि आप ऐसे उपकरण पा सकते हैं जो 50C (Ta + 5) पर चलेंगे, तो आप उड़ने वाली हवा और बहुत अच्छे डिजाइन के साथ शीतलन प्रदान कर पाएंगे। Ta + 10 (55C बेहतर होगा और TA + 15 या 20 बेहतर अभी भी) पर काम करने की क्षमता। 1C / Watt रेटिंग के हीट सिंक काफी प्रभावशाली हो रहे हैं इसलिए Ta + 5 पर आप केवल 1C / W हीटसिंक के साथ 5 Watt को मिटा सकते हैं या Ta + 20 पर 20 वाट कर सकते हैं। यदि आपको लगभग 10 वाट से अधिक की आवश्यकता होती है, तो आप "हीट पाइप" का उपयोग उन उपकरणों से दूर कर सकते हैं, जो तब आवश्यक रूप से पर्याप्त उष्मा के डूबने की अनुमति देता है।

आप "एक लैपटॉप" का उल्लेख करते हैं, लेकिन आप शायद पाएंगे कि कस्टम डिवाइस हैं जो आपको कंप्यूटिंग की जरूरतों को पूरा करते हैं और जिनका उद्देश्य कम बिजली और बीहड़ पर्यावरण की स्थिति है। अंततः इस तरह के एक उद्देश्य से डिज़ाइन किया गया उपकरण मानक लैपटॉप + बहुत दर्द से सस्ता हो सकता है।

यदि उदाहरण के लिए आपकी फोटो मल्टीप्लायर ट्यूब के नीचे टा पर चलती है तो आप उन्हें ठंडा अवश्य करें।

शीतलन

उस वातावरण में शीतलन के कई साधन हैं। उस वातावरण में सबसे आसान और सरल और उच्चतम क्षमता, बशर्ते कि पर्याप्त शक्ति उपलब्ध हो, एक मानक "रैंकिन चक्र" एयरकंडिशनर या रेफ्रिजरेटर है, जो सर्द प्रकार के साथ है और एयरकंडिशनिंग विशेषज्ञ द्वारा डिज़ाइन किए गए दबावों / दबावों को भरें। हालांकि शेल्फ यूनिटों के मानक में रेफ्रिजरेंट होने की संभावना नहीं है जो कि थॉट = टा = 45 सी के लिए इष्टतम हैं, यह काफी संभावना है कि एक अधिक उपयुक्त रेफ्रिजरेंट वाले रिफिल से थोड़ा अधिक आवश्यक होगा। यह एक ऐसा आकर्षक विकल्प है कि एचवीएसी विशेषज्ञ से बात करना आपके पहले कार्यों में से एक होना चाहिए। कुछ संभावित शुरुआती बिंदुओं के लिए अंत में देखें [1]।

स्टर्लिंग कूलर:

उच्च दक्षता स्टर्लिंग चक्र उपकरण। कई आपूर्तिकर्ताओं। सनपॉवर एट अल।

कोलमैन स्टर्लिंग कैम्पिंग कूलर सीधे आपकी जरूरत को पूरा कर सकता है। सस्ता Peltier प्रकार कूलर के साथ भ्रमित होने की नहीं। मैं इस और समान स्टर्लिंग चक्र उपकरण के निर्माताओं को संदर्भ प्रदान कर सकता हूं।

पेल्टियर:

बिजली मिर्च डिब्बे के अनुसार ठीक से किया। पेल्टियर डिवाइस आपके द्वारा वर्णित वातावरण में पूरी तरह से पर्याप्त रूप से काम कर सकते हैं। 10C ड्रॉप आसान है और 20C प्लस उल्लेखनीय है। उचित डिजाइन की जरूरत है। एक कस्टम समाधान सबसे अच्छा हो सकता है।

उपयुक्त हीट सिंक, पर्याप्त टा वायु प्रवाह, कम टीएल वायु प्रवाह, पेल्टियर उपकरण + शक्ति से थोड़ा अधिक की आवश्यकता होती है। 50W के Peltier कूलर - 100W ऊर्जा इनपुट क्षमता उपलब्ध हैं। इस माहौल में इनमें से प्रत्येक शायद 5W - 10W उपकरण लोड होगा। डिजाइन द्वारा टी.बी.डी. जरूरत को पूरा करने के लिए मल्टीपल पेल्टियर मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है।

वाष्पीकरण। पानी ("दलदल कूलर") का उपयोग करके एक बाष्पीकरणीय कूलर MAY पर्याप्त है और अन्य तरल पदार्थों का उपयोग करने में सक्षम होगा। इस संदर्भ में ठीक से किए जाने पर यह एक एयर कंडीशनर के पास पहुंचता है।

अधिक यदि आवश्यक हो ...

[१] संभवत: उपयोगी रेफ्रिजरेटर साइटें:

http://www.refrigerant-supply.com/

बिक्री के लिए 20 रेफ्रिजरेटर! : http://r22.org/

https://refrigerantcompany.com/

http://www.refrigerants.com/

http://www.alpinehomeair.com/view.cfm?objID=F6F91969-85BD-4AFB-99C3-DA02AAF00074

Comments

पेशेवर एचवीएसी सलाहकार की सिफारिश करने के लिए +1। अक्सर लोग अपने प्रोजेक्ट का एक हिस्सा किसी ऐसे व्यक्ति को सौंपने के बजाय खुद ही सब कुछ करने की कोशिश करते हैं जो उनसे ज्यादा अनुभवी हो।

— स्कॉट चेम्बरलेन

Answer 3

थर्मो-इलेक्ट्रिक डिवाइस (या थर्मो-इलेक्ट्रिक कूलर, उर्फ ​​टीईसी, उर्फ ​​पेल्टियर तत्व) पंप गर्मी डिवाइस के एक तरफ से दूसरे तरफ करते हैं, जो अक्सर 60 डिग्री सेल्सियस तक के दोनों पक्षों के बीच तापमान अंतर पैदा करने में सक्षम होते हैं। यदि आप उन्हें 30 ° C तक एक तरफ ठंडा होने देते हैं, तो दूसरी तरफ 45 ° C परिवेश की तुलना में बहुत अधिक गर्म होगा, इसलिए यह पर्यावरण को गर्मी से निजात दिलाएगा। मजबूर शीतलन (प्रशंसक) प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।

आपको बॉक्स के अंदर और बाहर गर्मी सिंक के बीच TECs के साथ एक (मिनी) फ्रिज जैसा कुछ बनाना होगा, सम्मान करें। टीईसी का आकार और बिजली की खपत उनके द्वारा विस्थापित की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करेगी।

Answer 4

आपके पास मूल रूप से उपयोग करने के लिए तीन "उपकरण" हैं:

1.) अपने गर्मी स्रोत से परिवेश तक थर्मल प्रतिरोध कम करें;

2.) उत्पन्न गर्मी कम;

3.) निचला "परिवेश" तापमान;

इलेक्ट्रॉनिक्स का तापमान = ते

परिवेश का तापमान = टा

गर्मी उत्पन्न = पी; आमतौर पर वाट्स (W) में दिया गया।

ते से टा तक थर्मल प्रतिरोध आर है; आम तौर पर (डिग्री सी) / डब्ल्यू में दिया जाता है।

ते = ता + पीआर। लेखन का एक और तरीका है: Te-Ta = Delta T = PR

आपके पास एक स्वीकार्य टी है जिसे आपको बनाए रखने की आवश्यकता है। मान लीजिए कि (चर्चा के लिए) यह 80 सी (176 एफ) है। आपका टा 45 सी है। इसका मतलब है कि आपका डेल्टा टी 80 सी - 45 सी = 35 सी है। ~ IF ~ यदि आपके पास एक अच्छा आरामदेह कार्यालय था, तो टा 25C के बराबर होगा, और आपका डेल्टा T 80C - 25C - 55C होगा।

एक कार्यालय के लिए, डेल्टा टी = पीआर = 55. एक गर्म खदान के लिए, डेल्टा टी = पीआर = 35।

तो, आप देखते हैं, एक गर्म खान केवल आपके इलेक्ट्रॉनिक्स को ठंडा करने के लिए कठिन (असंभव नहीं) बनाता है। इसका मतलब है कि आपको गर्म खदान के परिदृश्य के बारे में 2/3 के लिए आर बनाने की आवश्यकता है कि यह शांत कार्यालय के लिए क्या होगा। आप थर्मल चालकता और / या एयरफ्लो को बढ़ाकर ऐसा कर सकते हैं।

ऐसा नहीं है कि मैं क्या करूंगा, लेकिन आप प्रशीतन इकाई के साथ बॉक्स के भीतर "परिवेश" को भी कम कर सकते हैं। हां, यह काम करेगा यदि आप इसे शक्ति प्राप्त कर सकते हैं। यह आपके बीयर को ठंडा रखने की ज़रूरत नहीं है: अपने लैपटॉप को फ्राइंग से दूर रखने के लिए परिवेश को 45C से 20C तक कम करना चाहिए।

लैपटॉप के लिए सावधानीपूर्वक खरीदारी करने और / या इसे कम करके, आप पी को कम भी कर सकते हैं। यदि आप datalogging कर रहे हैं, तो संभवतः आपको GPU के साथ उच्चतम आउटपुट क्वाड कोर की आवश्यकता नहीं है जो नवीनतम FPS वीडियो गेम खेलने की अनुमति देता है। कम बिजली की खरीदारी करें।