LEDs kühlen mit Alu Profil und Wasser

[burli]

Ehrlich gesagt finde ich die Aufteilung in dem Forum etwas unglücklich. So richtig passt das Thema in kein Forum.

Egal, folgende Überlegung. Ich brauche eine LED "Zeile" aus High Power LEDs, 50cm oder länger. Einzelne Kühlkörper sind zu aufwändig und so lange und schmale Kühlkörper gibt es nicht oder wenn es sie gibt wären sie unbezahlbar.

Deshalb ist meine Überlegung, ein Alu Vierkantrohr mit 20x20mm zu nehmen, auf das die LEDs geklebt werden. Die Enden werden verschlossen und zwei Schläuche angebracht, durch die Wasser zur Kühlung fließt.

Was haltet ihr von der Idee?

[Loong]

Die Wasserkühlungsidee hatten schon mehrere. Sie hat, wie jede andere aktive Kühlung auch, den Nachteil, daß sie überwacht werden muß, um bei deren möglichen Ausfall nicht die LEDs zu braten.

[burli]

Nicht nur jede aktive Kühlung müsste überwacht werden sondern jede Kühlung. Auch bei passiver Kühlung kann es durch Staub, hohe Außentemperaturen usw zu Problemen kommen. Außerdem kann ich die Wärme nutzen

[Loong]

Nicht nur jede aktive Kühlung müsste überwacht werden sondern jede Kühlung.

Sorry, aber das ist Unsinn. Eine auf die vorkommenden Umgebungsbedingungen abgestimmte, passive Kühlung ist überwachungs- und wartungsfrei. Bei für passive Konvektion ausgelegten Kühlkörper ist der Rippenabstand so groß, daß er gar nicht durch Staub o. ä. verlegt werden könnte.

Frag' hier doch einfach mal rum, wieviele derjenige, die ihre LEDs einfach auf einen Kühlköper gepappt/geschraubt haben, die Kühlung überwachen.

[burli]

Mag sein, aber eine passive Kühlung wäre für meine Anwendung in der passenden Dimensionierung viel zu groß und unbezahlbar. Da überwache ich lieber

[Loong]

Und warum nicht einfach einen Kühlkörper mit Lüfterunterstützung?

[stoske]

Oder einfach doppelt oder dreifach so viele LED die nur halb oder ein Drittel so hell sind
und dann keine Kühlung brauchen oder mit einer Aluschiene als Kühlung auskommen.
Das macht das Licht hübscher, die Schatten weicher und kann auch die Effizienz deutlich
erhöhen. Und sirrende Lüfter spart man sich auch, Wasser sowieso.

[burli]

Und warum nicht einfach einen Kühlkörper mit Lüfterunterstützung?

Weil deutlich mehr Platz nötig wäre, die Montage wäre um ein vielfaches Aufwändiger und die Kühlkörper würden deutlich mehr kosten.

[Loong]

Achja. Und Pumpen, Radiatoren usw.usf., die man für die Wasserkühlung benötigt, kriegt man umsonst... Sei mir nicht böse, aber mir kommt es ein bißchen so vor, als hättest Du Dich da in etwas verrannt.

[burli]

Oder einfach doppelt oder dreifach so viele LED die nur halb oder ein Drittel so hell sind
und dann keine Kühlung brauchen oder mit einer Aluschiene als Kühlung auskommen.
Das macht das Licht hübscher, die Schatten weicher und kann auch die Effizienz deutlich
erhöhen. Und sirrende Lüfter spart man sich auch, Wasser sowieso.

von den Anschaffungskosten abgesehen: was soll das in Sachen Kühlung bringen? So viel besser ist die Effizienz dann auch nicht. Ob ich einmal 3W oder 2x 1,4W habe ist recht egal.

@Loong: Pumpen kosten kein Vermögen im Gegensatz zu Kühlkörpern. Radiatoren brauche ich nicht, da ich die Wärme über einen selbst gebauten Wärmetauscher an ein anderes System abgebe.

Einziger "Schwachpunkt" ist die Pumpe, und die lässt sich relativ leicht überwachen und bei einem Ausfall auch leicht tauschen bzw durch eine Backuppumpe ersetzen, was mit Lüftern nicht ginge. Ich bin Elektroniker und kenne mich mit Mikrocontrollern aus, weshalb mir entsprechende Schaltungen auch nicht sonderlich schwer fallen.

Die Beleuchtung ist nicht für den Wohnraum gedacht sondern für ein Gewächshaus. Optik ist da nicht so entscheidend, auch nicht eine für Menschen angenehme Lichtfarbe. Viel wichtiger ist ein geringes Gewicht und einfache Montage. So ein Aluprofil ließe sich sehr leicht anbringen und würde eine viel größere LED Dichte ermöglichen als eine passive Kühlung mit Kühlkörpern.

[stoske]

> was soll das in Sachen Kühlung bringen?

Es könnte dafür sorgen, dass du weder Wasser noch einen Lüfter brauchst, sondern einfach
nur einen simplen Aluträger. Das spart Raum, Zeit und Geld.

> So viel besser ist die Effizienz dann auch nicht. Ob ich einmal 3W oder 2x 1,4W habe ist recht egal.

Tja, wenn du meinst. Viel Erfolg noch.

[Jan-et]

So mal zu Eigendlichen Frage: Du kannst ohne Probleme eine Wasserkühlung nehmen. Achte darauf, dass das Alurohr dick genug ist, damit die wärme von den Leds erstmal vom aluminium aufgenommen wird. Ideal wäre ein Alurohr das in drinne Lamellen hat um eine möglichst feoße Kühlflache zu bieten.
Wenn du de Leds nicht über ihren Maximum betreibst dollte das aber reichen. Besser wäre warscheinlich ein dünneres breiters Rohr, da hast du mehr Kontaktfläche. Schließenlich kannst du damit ja auch ohne Probleme einen CPU + Grafikkarten kühlen. Die Wahrscheinlich deutlich mehr Wärme als ein paar Leds produzieren und dann auch noch empfindlicher sind.

[Mr Fix-it]

Hallo,

also das ist einfach so nicht richtig:

von den Anschaffungskosten abgesehen: was soll das in Sachen Kühlung bringen? So viel besser ist die Effizienz dann auch nicht. Ob ich einmal 3W oder 2x 1,4W habe ist recht egal.

Hier ein Beispiel:
http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... 157BT.html
mit dieser LED ist eine Effizienz von 192 lm/W möglich, es wird keine Kühlung benötigt
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... weiss.html
hier ist maximal eine Effizienz von 105 lm/W möglich und die Kühlung ist ein absolutes Muss.

Berücksichtigte man den Platz inkl. Array zur Kühlung für die Chip-on-Board-Lösung, dann ist der Raumverbrauch nahezu gleich. Lediglich bei der Anschaffung verdoppelt sich der Preis bei zugleich halbierten Stromkosten, das könnte sich rechnen, immer daran denken, mit LED-Leuchtmitteln in guter Qualität bindet man sich für 10 Jahre und mehr, es sei denn, man haut intakte Leuchten raus, weil sie nicht mehr gefallen oder zu wenig effizient sind.

stoske und Loong haben Recht, wenn Sie sagen, da Du eine aktive Kühlung immer aufwendig überwachen musst, das System wasserdicht zu bekommen und halten, ist nicht so einfach, Pumpen haben in der Regel einen hohen Wartungsaufwand und Lärmpegel. Die aktive Kühlung ist in der Regel so ausgelegt, das Ausfälle schon nach kurzer Zeit für sehr viel Ärger sorgen. Richtig ausgelegte Passivkühler hingegen funktionieren innerhalb der geplanten Klimaklasse (ähnlich wie bei Kühlschränken) ohne jede Wartung. Egal ob es in der Wohnung jetzt 18°C (Schlafzimmer) oder 26°C (Badezimmer) oder gar 32°C weil Wohnung unterm schlecht isolierten Dach, richtig ausgelegte passive Kühlung läuft und läuft, bei höheren Umgebungstemperaturen sogar besser als eine Wasserkühlung.

Wenn in diesem Zusammenhang überhaupt mit Wasser oder besser Öl gearbeitet wird, dann solltest Du über einen Headpipe-Kühler nachdenken. Dort wird mit einer Flüssigkeit für Wärmetransport gesorgt, aber man verlässt sich auf die natürliche Strömung im Wärmetauscher, also benötigt keine Pumpe. Das einfachste und kostengünstigste ist immer noch ein ausreichend großer Kühlkörper der ohne Lüfter oder Kühlmittel auskommt. Die Dinger kann man aus Aluflachprofilen und Wärmeleitkleber oder Epoxidharz auch selbst zusammen basteln.

Gruß
Mr. Fix-it

[Mr Fix-it]

Wenn du de Leds nicht über ihren Maximum betreibst dollte das aber reichen. Besser wäre warscheinlich ein dünneres breiters Rohr, da hast du mehr Kontaktfläche. Schließenlich kannst du damit ja auch ohne Probleme einen CPU + Grafikkarten kühlen. Die Wahrscheinlich deutlich mehr Wärme als ein paar Leds produzieren und dann auch noch empfindlicher sind.

Je nach CPU oder Grafikkarte produzieren die weit weniger Wärme als eine LED-Leuchte. Bei einer CPU ist die Leistung in Watt immer gleich der Abwärme die weg muss, weil das rechnen nicht wirklich Strom verbraucht. Also eine CPU mit 12 W hat auch nur 12 W Abwärme weg zu kühlen, bei LED's können es schnell mal 100 W Abwärme sein. Die Hersteller sind bemüht, die Leistung weiter zu senken, siehe Prozessoren der 1155-Baueihe von Intel, die sind mit max. 45 Watt zufrieden und dabei ist die Grafikkarte gleich mit eingebaut (z.B. Intel® Core™ i7-3770T)

Gruß
Mr. Fxi-it

[Loong]

Um wieviele welcher LEDs, bzw. welche abzuführende Wärmeleistung geht es hier eigentlich?

[burli]

Jetzt driftet das Ganze hier doch reichlich ab. Ich bin kein Elektronik Noob, auch wenn ich das im Anfänger Forum gepostet habe. Ich hab nur kein passenderes gefunden. Die Gliederung hier ist etwas unglücklich.

Ich habe vermutlich mehr Lötzinn verarbeitet als die meisten anderen in diesem Forum. Ich bin also problemlos in der Lage, eine zuverlässige Überwachung für eine Pumpe zu bauen und mit Fehlersituationen richtig umzugehen. Das eine aktive Kühlung problematischer ist als eine passive ist mir klar. Aber wenn die aktive Kühlung so problematisch wäre wie hier manche tun dürfte es keinen einzigen PC und kein einziges Auto geben.

Aber meine Umgebungsparameter erlauben keine passive Kühlung, weil ich keine ausreichende Konvektion garantieren und die Umgebungstemperatur im Extremfall 40°C++ betragen kann. Außerdem will ich die Wärme nutzen, um ein anderes Wassersystem zu erwärmen. Heatpipes scheiden durch die Entfernungen aus.

Die genaue Wärmeleistung steht noch nicht fest, da ich noch nach den passenden LEDs suche und die nötige Menge ermitteln muss. Es werden aber einige Watt sein, mindestens im hohen zweistelligen oder niedrigen dreistelligen Bereich elektrische Leistung. Aber verteilt auf mehrere Profile, nicht alle auf einem

[Jan-et]

@Mr Fix-it: Normalerweise baut man keine Wasserkühlung an seinen Pc, wenn dieser mit nem Intelatom läuft oder so. Ne leistungsfähige Cpu verbraucht gängigerweise 130w (z.B i7-3960X) übertaktet sicher nochmal mehr. So ne Grafikkarte hat auch bis zu 300W (z.B GTX 690). Wenn du das jetzt addierst (Eine CPU, 2 Grafikkarten) kommst du auf 730W. (Krieg ich sicher auch mit Leds hin..., da würde ich dann auch für die leds dringend ne wasserkühlung empfehlen(zumindest wenn sie alle schon dich aneinander sind)).

[Loong]

Es werden aber einige Watt sein, mindestens im hohen zweistelligen oder niedrigen dreistelligen Bereich elektrische Leistung.

Und wegen der paar Watt eine Wasserkühlung? 100 Watt LED-Leistung inkl. der UV-LED, ohne die Far-Red: viewtopic.php?f=31&t=14383. Das geht ganz wunderbar mit einfacher Lüfterunterstützung.

Ich habe vermutlich mehr Lötzinn verarbeitet als die meisten anderen in diesem Forum.

Ach, daher weht der Wind... Dann gehab dich doch einfach wohl .

[ingo87]

wo ist jetzt eigentlich das problem mit der wasserkühlung?

[burli]

Dann gehab dich doch einfach wohl.

Ich will damit nicht angeben. Ich will damit nur sagen, dass mich keiner wie einen Anfänger behandeln muss.

Und wie ich schon erwähnt habe ist das Problem weniger die Leistung ansich sondern zum Beispiel die Umgebungstemperatur. Ein warmer Kühlkörper kann nicht kühlen. Außerdem will ich die Wärme anderweitig verwenden. Und zeig mir bitte einen bezahlbaren Rippenkühlkörper mit 50cm bis 1m Länge, der 8 bzw 16 3W LEDs unter besagten Bedingungen kühl genug bekommt. Das ist zumindest meine derzeitige Schätzung. Könnten noch mehr werden.

Bei Farnell hab ich mal nach Kühlkörpern gesucht. Für einen Meter komme ich selbst mit kleinen KK auf 30-50€. Aber die sind dann definitiv zu klein, um mehrere LEDs unter den Bedingungen zuverlässig kühl zu halten. Mit größeren komme ich schnell auf 100€ und mehr. Der billigste, den ich gefunden habe, ist wirklich der Exreme Lines im leds.de Shop. Mit dem komme ich auf etwas mehr als 31€ für den Meter. Für ein Aluprofil zahle ich mit ein paar Kleinteilen vielleicht 10€

[Achim H]

Einzelne Kühlkörper sind zu aufwändig und so lange und schmale Kühlkörper gibt es nicht oder wenn es sie gibt wären sie unbezahlbar.

An berippten Kühlkörpern links und rechts eine Flachstange (Alu, Eisen, was auch immer) anschrauben/ankleben und diese zu einem großen Konstrukt zusammen zu setzen ist doch nicht aufwändig. Und unbezahlbar sind Kühlkörper auch nicht. Ich habe mir vor Kurzem erst ein 1m Profil gekauft und das hat nur 12,90 EUR gekostet. Hängt sicherlich auch stark davon ab, welcher Wärmewiderstand benötigt wird. Je größer und schwerer der Kühlkörper ist, desto teurer.

Zum Beispiel dieser 250mm lange Kühlkörper von Reichelt (0,9k/W) kostet nur 9,05 EUR. Für 500mm brauchst Du 2 Stück und die reichen für 100 Watt Leistung.

Wenn es wirklich eine Wasserkühlung sein soll:
Statt einem Alu-Vierkantrohr wären Kupferrohre besser geeignet. Da drauf wird nur eine Aluflachstange aufgeklebt und schon hast Du deinen wasserbetriebenen KK. Nachteil: Je nach Leistung muss das Wasser mehr oder weniger schnell durch das Rohr geleitet werden.

[burli]

wo ist jetzt eigentlich das problem mit der wasserkühlung?

Ich wollte wissen, was ihr davon haltet. War anscheinend eine schlechte Idee, da wohl einige hier panische Angst vor einem Totalausfall haben und die Gründe, warum ich das so machen will, nicht verstehen wollen oder können. Jedenfalls scheinen einige regelrecht einen Beißreflex zu haben, wenn es um was anderes als eine passive Kühlung geht.

[burli]

Zum Beispiel dieser 250mm lange Kühlkörper von Reichelt (0,9k/W) kostet nur 9,05 EUR. Für 500mm brauchst Du 2 Stück und die reichen für 100 Watt Leistung.

Wenn es wirklich eine Wasserkühlung sein soll:
Statt einem Alu-Vierkantrohr wären Kupferrohre besser geeignet. Da drauf wird nur eine Aluflachstange aufgeklebt und schon hast Du deinen wasserbetriebenen KK. Nachteil: Je nach Leistung muss das Wasser mehr oder weniger schnell durch das Rohr geleitet werden.

Hm, den von Reichelt kannte ich tatsächlich noch nicht. Der hat aber ein Problem: wenn die Zeichnung stimmt verkaufen die Kühlrippen in die falsche Richtung, da ich den KK "hochkant" verwenden möchte. Da ist die Wirkung der natürlichen Konvektion nicht so gut.

Über Kupfer hab ich auch schon nachgedacht. Wäre natürlich praktisch, wenn man da gleich ein Vierkantrohr hätte. Hab aber noch nichts passendes gefunden. Und Rohr auf auf Flachalu? Da ist die Kontaktfläche doch viel zu klein.

[Achim H]

Da kannst Du auch 3 oder mehr Rohre parallel legen, oder das Rohr zu einem U oder S biegen.
In das Kupferrohr Sand einfüllen und zukorken, kann man es biegen oder flacher klopfen (besser walzen). Und schon ist die Auflagefläche größer.

[burli]

Da kannst Du auch 3 oder mehr Rohre parallel legen, oder das Rohr zu einem U oder S biegen.
In das Kupferrohr Sand einfüllen und zukorken, kann man es biegen oder flacher klopfen (besser walzen). Und schon ist die Auflagefläche größer.

Achso, verstehe. Ein dünnes Rohr und das mehrfach nebeneinander. Ok, dass wäre deutlich besser. Ich hatte jetzt ein Bild von einem 20mm breiten Alu Profil mit einem 20mm Kupferrohr vor Augen. In dem Fall könnte man auch ein Kupfer Profil nehmen und das Kupferrohr könnte man hartlöten. Alu lässt sich da nur ganz schlecht verarbeiten oder man bräuchte Unmengen von sau teurem Wärmeleitkleber.

Aber ich werde es mal mit dem Alurohr probieren. Ich brauch nur noch ein paar LEDs und vor allem Netzteile mit ausreichend Leistung. Mein Labornetzteil ist an seiner Leistungsgrenze.