Чиллер своими руками из кондиционера

Идея переделки системы охлаждения лазерного станка витала в голове уже давно, но, как водится, руки за головой не поспевают. Первоначально работу по охлаждению «трубы» (лазерного излучателя) выполнял простенький китайский чиллер, точь-в-точь как на картинке.

Устроен он банально и просто: жидкость проходит через радиатор из алюминиевой трубки, который, в свою очередь, продувается вентилятором. Само собой, ни о какой стабильности температуры или о запасе мощности не может быть и речи. Летом в пару к нему был куплен обычный оконный кондиционер, который просто охлаждал воздух, подаваемый в чиллер. Решение было временное, но, как известно, нет ничего более постоянного, чем что-то временное.

Последней каплей послужил апгрейд станка на более мощную «трубу», которой требовалось уже более серьезное охлаждение. Первоначально выбор пал на китайский фреоновый чиллер, но сроки доставки и стоимость оказались выше ожидаемых, поэтому было решено модифицировать то, что есть. Требования к системе предъявлялись следующие:

• Стабильное поддержание температуры в диапазоне +8 … +14 С
• Автономность
• Возможность работы в режиме 247
• Меньший по сравнению с текущей системой расход электроэнергии

Самое простое, что можно было придумать – это погрузить холодную часть кондиционера в жидкость, непосредственно охлаждающую «трубу», что, в конечном счете, и было сделано.

Разобрали оба устройства, да так лихо, что забыли это сфотографировать. Из кондиционера был удален внешний корпус, крыльчатка вентилятора, продувающего холодную часть, утеплитель и пара жестяных стенок. Из чиллера достали всю электрику и расширительный бачок.

Резервуар под холодную часть решено было сделать из ПВХ 6мм толщиной, так как пластик был в избытке, он прекрасно режется как фрезером, так и простым ножом. И его легко клеить. Кроме того, не хотелось разбирать фреоновую часть кондиционера — пришлось бы заново опрессовывать трубки, заправлять и т.д. Резервуар клеили почти по месту, получилась прямоугольная коробка 360х300х90мм, которую соединили с расширительным бачком при помощи двух штуцеров, посаженных на герметик, и шланга.

(извиняюсь за качество фото — под руками был только старенький iPhone)

Приклеили верхнюю крышку резервуара с болтом в качестве заглушки газоотводного отверстия (на фото отсутствует)

Подключили помпу, индикаторы работы и аварийную сигнализацию от старого чиллера, заправили систему (в качестве хладагента использовали тосол), включили кондиционер в режим «холодим до победного». Довольно скоро градусник показал +5 градусов.

Еще через некоторое время температура опустилась до -2 и продолжала падать. На этом тесты решено было прекратить и поработать уже над визуальной составляющей устройства. Из куска тонкого пластика изготовили лицевую панель и верхнюю крышку, воздухозаборное отверстие закрыли сеточкой, сделали тепловую изоляцию трубок.

Затем настал черед передней стенки (с воздухозаборником, закрытым сеточкой и окошком) и тепловой изоляции обоих сосудов.

Терморезистор кондиционера был не изящно приклеен на один из шлангов при помощи синей изоленты.

Что получили в итоге:

Плюсы
+ температура не поднимается выше +14 градусов, не опускается ниже точки росы
+ кондиционер работает в режиме автоподдержания температуры и холодит примерно 5 мин, следующее включение наступает только через час-полтора (заявленная мощность кондиционера 2500 Вт)
+ дешево (примерные цены чуть ниже)

Минусы
общая топорность решения
колхозный внешний вид
термосенсор от кондиционера правильнее было бы разместить внутри расширительного бачка, немного модифицировать схему, откалибровав ее, скажем, на +12 градусов. К сожалению, я откровенно слаб в электронике и слабо представляю себе как это сделать.

Чиллер успешно работает уже второй месяц, не течет, холодит, держит температуру. Словом, делает то, что должен делать.

Материалы и цены:

• оконный кондиционер — достался нам за 2000р
• пульт для кондиционера универсальный — примерно 300р
• тосол (30л) — 1500р
• помпа — 600р
• градусник, провода, реле, датчики — 500р
• пластик, клей, штуцеры, стяжки, синяя изолента — 1000р

Читайте также:  Установка видеонаблюдение для частного дома готовые комплекты

Итого примерно 6000р. Согласитесь, приятная сумма, особенно для холодильника такой мощности.

Данная статья не подлежит комментированию, поскольку её автор ещё не является полноправным участником сообщества. Вы сможете связаться с автором только после того, как он получит приглашение от кого-либо из участников сообщества. До этого момента его username будет скрыт псевдонимом.

При проведении определённых хозяйственных процедур в домашних условиях может потребоваться быстрое охлаждение жидкости. В промышленных масштабах для этого используются водоохладительные машины, но применить их дома не получится. Выход — сделать чиллер своими руками.

Описание промышленного чиллера

Чиллер (водоохлаждающая машина) — устройство для охлаждения жидкости за счёт парокомпрессионного или абсорбционного холодильного цикла. После снижения температуры жидкость используется для охлаждения воздуха в теплообменнике (вентиляторном доводчике) или для отвода тепла от оборудования.

Принцип работы промышленного чиллера

Устройство применяется в различных отраслях промышленности. Охладительный агрегат в связанной системе с вентиляторным доводчиком используют в некоторых моделях кондиционеров.

Принцип работы промышленной охладительной установки

На производстве в качестве установки быстрого удаления тепла применяются специальные абсорбционные чиллеры. Он необходим для обеспечения работы различного промышленного оборудования с выделением тепла. Чиллер отбирает и отводит избыточное тепло и поддерживает оптимальный температурный и тепловой режим оборудования. В качестве жидкости, поглощающей газ в полном объёме, на промышленных установках применяется бромид лития в воде.

В процессе охлаждения воды выделяется избыточное количество тепла, которое отводится в окружающую среду.

Промышленная установка состоит из двух блоков:

  • верхнего — генерирующая горячая ёмкость с относительно высоким давлением;
  • нижнего — включает испарительную ёмкость и отдел с абсорбентом.

Характер работы установки:

  1. Тепло от генератора воздействует на абсорбент, который выделяет пары воды.
  2. Пар передаётся в конденсатор и переходит в жидкое состояние, отдавая тепло специальному резервуару с водой.
  3. Потеряв тепло, вода из конденсатора подаётся в испаритель.
  4. Здесь вода под действием давления испаряется с поглощением тепла от охлаждаемого контура (чиллера).
  5. С помощью прокачки насосной установкой кипящей воды теплообмен усиливается.
  6. В это время оставшийся концентрат абсорбента переводится в абсорбер, где происходит поглощение газа из испарителя с выделением тепла.
  7. Отводящий контур отводит из ёмкости с абсорбентом тепло за пределы установки.
  8. После отвода тепла полученная вода и абсорбент снова передаются в генератор.

Схема устройства чиллера на производстве

Преимущества чиллеров над компрессионными холодильниками:

  • небольшое количество потребляемой энергии;
  • низкое выделение шума при работе;
  • экологичность, т. к. рабочим веществом является простая вода, а не фреон;
  • поглощают выделяемую энергию;
  • длительный период эффективной эксплуатации;
  • производственная безопасность;
  • удобство управления.
  • стоимость;
  • необходимость источника горячей энергии;
  • большой вес;
  • высокое водопотребление системы.

Чиллер при производстве пива

Водоохлаждающие машины активно применяются при производстве пива. Оно используется для охлаждения сусла. При получении солодового навара нужно оперативно снизить температуру. От этого зависит качество напитка. Этот навар содержит полезные и вредоносные бактерии. Полезные элементы сохраняются при температуре выше 60°C, а все вредоносные бактерии погибают. Но при медленном охлаждении после отметки 60°C, растёт вероятность появления вредоносных микроорганизмов. Поэтому снижать температуру нужно оперативно.

Охладитель на заводе по производству пива

Важность скорости производственного процесса выражается ещё и в том, что процесс ферментации и добавление дрожжей можно производить только при благоприятной температуре около 20°C.

При медленном остывании в наваре образуется большое количество бактерий. Дрожжи при добавлении не смогут поглотить избыточные микроорганизмы. Напиток будет испорчен. Медленное остывание также ухудшает товарные качества продукта.

Изготовление чиллера своими руками

Для быстрого охлаждения жидкости в домашних условиях чиллер можно изготовить самостоятельно. Разберёмся, как сделать чиллер своими руками.

Необходимые материалы

Требования к материалам для чиллера, изготавливаемого своими руками:

  • хорошая теплопроводность;
  • пригодность к пищевому использованию;
  • возможность обработки в домашних условиях;
  • прочность;
  • выдерживание температуры до 100°C.
Читайте также:  Рабочая зона под окном на кухне

Под такие критерии отлично подходит стекло, но проблема возникает с одним параметром — возможность обработки. Силикон не подходит. Он плохо выдерживает высокие температуры и не обладает нужными параметрами теплоотдачи.

Остаётся один вид материалов — металл. Среди вариантов можно выбирать между алюминием, медью и нержавеющей сталью. С нержавейкой есть претензии по цене и теплоотдаче. Алюминий — окисляется и небезопасен для здоровья. Оптимальный выбор — медь.

Самодельный чиллер из водопроводных труб

С какими параметрами нужно определиться:

  • Диаметр трубки. Больший диаметр позволит обеспечить высокий уровень теплообмена.
  • Количество витков в контуре. Чем больше витков, тем лучше теплоотдача.
  • Общий диаметр витка.

При расчёте нужных параметров необходимо определиться с объёмом ёмкости, в которую будет погружаться чиллер для отвода тепла.

Диаметр витка и диаметр трубок должен обеспечивать свободное погружение и сохранение одинакового расстояния от прибора до стенок и центра ёмкости. Расстояние между витками можно делать любые, но чем ближе они друг к другу, тем больше их можно создать.

Процесс изготовления

Небольшой самодельный чиллер потребует около 10-15 м. Создаём витки. Для этого можно использовать прочную палку или другой пригодный предмет. Трубка изгибается для получения нужного количества спиралей так, чтобы общий размер позволил поместить конструкцию в ёмкость.

На один конец трубки одевается шланг. Один конец шланга подключаем к крану или насосу, второй опускаем в раковину или другое подручное сливное приспособление. Чиллер готов.

Использование медного чиллера при варке пива

Принцип работы чиллера своими руками:

  1. Устройство погружается в ёмкость.
  2. Шланг подключается к крану. Второй конец опускается в раковину.
  3. Включается холодная вода.
  4. В ёмкость помещается горячая жидкость.
  5. Произойдёт быстрая потеря температуры жидкостью.

Применение самодельного чиллера

Чиллер, сделанный самостоятельно, может потребоваться для следующих целей:

  • охлаждение солода при приготовлении домашнего пива;
  • снижение температуры воды в аквариуме;
  • создание оптимальных условий в небольшом бассейне.

Варка пива с чиллером

Наличие самодельного чиллера позволит в удобное время быстро охладить любую жидкость.


6651 дней бескорыстного следования идеалам

Введение

От редактора (ALT-F13): Так уж получилось, что статью мы смогли опубликовать аж через два месяца после ее написания. За это время автор не сидел, сложа руки, а двигался дальше в сторону более экстремального охлаждения. Сейчас Steff занимается сборкой самодельных phase-change direct-die систем, в просторечии – «фреонок». На момент написания этих строк, он продемонстрировал уже второй вариант своей системы. Впрочем, первый также прекрасно работал. Так что строки, с которых начинается текст этой статьи – «Экстремальными методами охлаждения компьютера я увлёкся совсем недавно, так что это — описание моего первого эксперимента в этой области» можно считать недействительными:)

Экстремальными методами охлаждения компьютера я увлёкся совсем недавно, так что это — описание моего первого эксперимента в этой области.

Водяное охлаждение я использовал на протяжении нескольких лет, но пришёл момент, когда захотелось большего. Можно было конечно купить готовую систему Asetek VapoChill или nVentiv Mach II (экс-Prometeia), но у фреонок есть свои недостатки. Во-первых это цена, во-вторых — способность охлаждать только один элемент системы. Для охлаждения, к примеру, видеокарты пришлось бы покупать еще одно устройство и серьезно заморачиваться с установкой.
Начинать свое знакомство с экстремальным охлаждением с постройки самодельной direct-die системы показалось мне достаточно сложной задачей, поэтому я выбрал другой путь.
Альтернативой direct-die охлаждения являются ватерчиллеры, то есть системы на базе водяного охлаждения с эффективным охлаждением хладагента, позволяющие достичь температур ниже окружающих.
Серийный ватерчиллер на сегодня есть только один, это достаточно неэффективная (около 0 градусов при загрузке 50-70Вт) и дорогостоящая ($330) система от Swiftech. Голландцы OC-Shop.com обещают начать продажи своего чиллера, но за последние полгода не слишком продвинулись к цели. Известна лишь цена продукта — 600 евро, что еще больше, нежели у продукта Swifttech.
По причине отсутствия эффективных серийных чиллеров, остаются два пути — сделать самому или купить чиллер, предназначенный для другого применения.
Существует два основных вида ватерчиллеров: на основе фазового перехода (phase-change) или с использованием модулей Пельтье. Первые представляют собой двухконтурную систему, где испаритель "фреонки" охлаждает хладагент в контуре жидкостного охлаждения. Во втором случае вода или другой хладагент проходит через ватерблок, охлаждаемый модулями Пельтье. Этот вид чиллеров компактнее и проще в изготовлении, но сильно проигрывает в температурах и соотношении "эффективность/потребляемая энергия". Так, 500Вт суммарной мощности модулей дают температуру жидкости чуть ниже нуля градусов при нагрузке около 100Вт.
Итак, решено — будем делать phase-change waterchiller с тремя охлаждаемыми элементами (процессор, северный мост, ядро видеокарты).

Читайте также:  Как распечатать экран компьютера на принтере

Компоненты системы

Проще всего собирать чиллер на базе бытового конциционера. Желательно найти кондиционер, который использует газ R22, а не R134а, так как R22 испаряется при низшей температуре. Для данных целей также подходит система от холодильника. Я использовал кондиционер 5000BTU, обычно в них устанавливаются компрессоры мощностью в 1/2 л.с.

В качестве резервуара подойдет любая ёмкость с теплоизоляцией, а в крайнем случае можно сделать самому. В моем случае — это изолированный бачок для холодной воды.

Главная головная боль тех, кто рискнул заниматься экстремальным охлаждением — теплоизоляция для предотвращения конденсата. Простых методов, описанных в статье "Теплоизоляция ватерблоков" перестанет хватать, если температура приблизится к нулю и ниже. Поэтому в ход пойдет "тяжелая артиллерия". Для теплообменников — монтажная пена-заполнитель и изолента, для трубок и шлангов — поролон с закрытыми порами. Обязательно использование диэлектрической смазки для мест установки ватерблоков (также можно использовать силиконовое покрытие, но его потом невозможно удалить с плат).

Собственно компоненты системы водяного охлаждения, ватерблоки и помпа. Мой комплект состоит из PolarFlo CPU waterblock, Danger Den Z-Chip block, Swiftech MCW50 VGA block и помпы Rio Aqua 1400.

Следующий вопрос — выбор хладагента. В данном случае я руководствовался двумя параметрами: жидкость не должна замерзать при низких температурах и иметь как можно большую теплопроводность. Для низких температур подходят антифриз (кто бы сомневался;)), водка или смесь вода+метанол. Я выбрал метанол: он ядовит (внимание!), но обладает наилучшей теплопроводностью. Один из самых простых способов его достать — купить в автомагазине жидкость для стеклоочистителя.

Сборка

Здесь фотографии помогут больше, чем длительное описание на словах.

Я начал с теплоизоляции ватерблоков. Блок заливался пеной, после высыхания ставилась изоляция на трубки и всё вместе закрывалось изолентой.

Таким образом я теплоизолировал все три ватерблока.

Осталось изолировать материнскую плату. Всё пространство вокруг сокета и чипсета намазал диэлектрической смазкой, тоже самое проделал с блоками, потом сделал прокладки из поролона. Аналогичным образом обработал заднюю сторону материнки и видеокарты, затем установил поролон и закрепил пластинами из акрила.

Когда блоки были готовы, занялся кондиционером. Полностью разобрал его, стараясь ничего не сломать.

Для легкого и безболезненного сгибания трубок в нужных местах рекомендую использовать инструмент под названием "pipe bender" (не знаю точного русского названия).

Испаритель кондиционера устанавливается в резервуар.

Для изоляции использовалась та же пена; датчик температуры я закрепил на установленной внутри помпе.

Затем заизолировал трубки возле компрессора и установил вентилятор для охлаждения конденсера.

После этого залил метанол. Первая проверка за пару часов показала такие результаты:

Ватерчиллер достаточно медленно промораживает хладагент, зато и обратный процесс происходит в хорошо изолированном резервуаре достаточно долго. За 12 часов бездействия температура поднялась всего до -12С. И вот — финальный этап, установка в систему. Обязательно приложите максимум усилий для теплоизоляции, как ватерблоков, так и плат. Как видите, цель достигнута – на процессоре приятная прохлада в виде -9С.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector