Kuehlhelm

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo!

Ich haette da einmal eine Frage an Euch, ueber die in den
letzten zwei Foren in denen ich sie veroeffentlicht habe
viel diskutiert und gestritten wurde. Leider kam es zu
keinem Ergebnis.

Stellt Euch folgendes vor:
Ein Arbeiter mit einem Bauarbeiter-Helm arbeitet wie ich auch
in den Verneinigten Arabischen Emiraten und die Lufttemperatur
betraegt 45 Grad. Nun moechte ich den Kopf des Bauarbeiters
kuehlen (mit Peltier Elementen). Dabei liegen kleine Wasserpacks
(aehnlich wie die Beutel die man zur privaten Herstellung von
Eiswuefeln nutzt) auf dem Kopf, und genau diese werde gekuehlt.
Wieviel Waermeleistung muss ich abfuehren? Was gibt denn so ein
Kopf ueberhaupt ab? Es gab die wildesten Spekulationen zwischen
50 und 700 Wh! Also ich bin gespannt auf was wir hier kommen.

Es ist wirklich eine ernst gemeinte Frage. Ich schreibe hier meine
Diplomarbeit (Maschinenbau) und moechte diese Kuehlung verwirklichen.

Nun sollte ich langsam die Peltier Elemente bestellen und ohne
einen Anhaltswert bringt das alles nix.

Fuer jede Hilfe waere ich wirklich sehr dankbar!

MfG
Christian alias Paco79

#2

Ver n einigten Arabischen Emiraten

Hallo Christian alias Paco79,
der war gut.
Grüße
Ulf

#3

Ver n einigten Arabischen Emiraten

Hallo Christian alias Paco79,
der war gut.
Grüße
Ulf

Tach Ulf!

Wenn Du meine Tastatur sehen wuerdest…hier ist alles auf arabisch und ich muss noch die Buchstaben raten…das macht hier alles ein wenig schwierig…bald bekomme ich eine englisch-arabische…wie nett! :wink:

#4

Hi,

weil sie so einen ausgesprochen schlechten Wirkungsgrad haben, werden Peltiers nur zum Kühlen von Gegenständen verwendet, die selbst sehr wenig Wärme erzeugen. Darum findet man sie auch nicht in Kühlschränken oder sonstwo, wo viel Wärme abgeführt werden soll. Eigentlich sind Peltiers eher gute Heizungen als Kühlelemente…
Unter der Annahme, ein Kopf erzeuge 100 Watt Wärme, würden die Peltiers eine ähnliche Leistung konsumieren. Der Helm müßte also ca. 200 Watt oder mehr an Wärmeleistung loswerden. Der Strom für das ganze muß erstmal über fingerdicke Kabel zugeführt werden, und ein Akku wäre nach wenigen Minuten leer.
Ich kann nicht im Geringsten sehen, was hier der Vorteil gegenüber einer direkten Kühlung mit kalten Gelpacks oder einem feuchten Tuch sein soll.
Die Idee war ja wohl, mit den Peltiers den Kopf zu kühlen, und die warme Seite der Peltiers mit Wasserpacks zu kühlen. Warum also nicht gleich den Kopf mit Wasserpacks kühlen? Wozu noch `ne Heizung dazwischen schalten?
Auch wenn Du vermutlich on Deiner Idee schon zu überzeugt bist, als daß du noch Kommentare von mir hierzu hören willst, versuche ich es trotzdem: Schnall dem Arbeiter einen Behälter mit Eiswasser auf den Rücken und laß über einen Schlauch flüssigkeit über den Kopf und durch den Behälter zirkulieren. Eis hat eine sehr hohe Schmelzwärme. Wenns geschmolzen ist, holt man neues aus der Gefriertruhe. Und wenn der Helm offen sein darf: Feuchtes Gewebe und ein Gebläse, Verdunstungskühlung, das ist bei weitem am effektivsten, insbesondere in der trockenen Wüstenluft, damit kann man sogar Eis erzeugen und wird gerade in der Wüste seit Jahrtausenden genutzt.

Gruß
Moriarty

#5

Hallo,

Wieviel Waermeleistung muss ich abfuehren? Was gibt denn so ein
Kopf ueberhaupt ab? Es gab die wildesten Spekulationen zwischen
50 und 700 Wh! Also ich bin gespannt auf was wir hier kommen.

Mit der Einheit Wh liegst du sowieso falsch, denn mit dem h kannst du das s aus dem W rauskürzen(W=J/s und Wh=J*3600s/s=3600J) und landest damit wieder bei einer Energie, für die Leistung brauchst du aber die Zeit. Wenn die Zeit egal ist, machst es also absolut keinen Untersched, ob du 1 Wh oder 1e10 Wh abführen willst, bei gleichbleibender Kühlleistung dauert das eben etwas länger.

Es ist wirklich eine ernst gemeinte Frage. Ich schreibe hier
meine Diplomarbeit (Maschinenbau) und moechte diese Kuehlung
verwirklichen.

Ich muss mich bei der Verwirklichung meinem Vorredner anschließen; Peltierelemente sind nicht unbedingt die Renner was die Kühlung betrifft und davon abgesehen musst du die Wärme auch irgendwie loswerden, das ist bei der Hitze, die da unten sowieso schon herrscht, nicht einfach.

Eine Kühlung auf Verdunstungsbasis ist sicher besser.

mfg
MB

#6

Hallo

Vielen Dank für den Hinweis, das Du Maschinenbau studierst.
Den menschlichen Körper punktförmig zu kühlen, halte ich für eine ziemlich bekn… Idee. Menschliches Gehirn CPU
Es gibt bereits kühlende/wärmende Anzüge aus dem Bereich der Weltraumfahrt und speziellen Luftfahrt.
Da sind Schläuche um den ganzen Körper in Form eines speziellen Anzuges.
Eine effiziente Kühlung geht nur über den Schutz/das Abweisen von Sonneneinstrahlung, und bereits erwähnte Verdunstungskühlung.
Ist dann die Luft auch noch leicht bewegt, sollte man auch bei 45° gut arbeiten können.
Vielleicht gibt blanke Aluhelme, wo man ein Tuch für den Nacken dranbasteln kann??
Hellweiße Tücher für Kleidung, die technisch auf Reflektion getestet sind und Luft gut durchlassen, kann ich mir auch noch vorstellen.

Hier in Deutschland ist die Luft bei hohen Teperaturen meist auch drückend schwül, aber das trifft ja nicht zu, oder?

MfG
Matthias

#7

Nun zu Euren Ansaetzen kann ich nur folgendes sagen:
Ja, Ihr habt vollkommen recht. Peltiers einzusetzen sind Mist und eine Wasserkuehlung und/oder Verdunstungskuehlung ist viel besser.

Mein Chef hier will aber mit aller Gewalt Peltiers durchsetzten. Das Gewichtslimit liegt bei 2000gramm zusaetzlichem Gewicht. Damit scheitet alles aus was Wasser, Radiator, Pumpe, Ausgleichsbehaelter etc. beinhaltet.

Zu meiner eigentlichen Fragen mit der Waermeabstrahlung konnte mir aber noch immer keiner was brauchbares liefern…

#8

Ich halte es auch fuer ne beknackte Idee aber mir ist das momentan ziemlich wurscht, hauptsache das wird anerkannt.

Das NASA Projekt kenne ich, das Ding wiegt 35 kg und wird im All verwendet, was das Gewicht unerheblich macht.

Noch zu den klimatischen Verhaeltnissen:
Hier ist es heisser und schwueler als in Deutschland

Zwischen Juni-September hat es zwischen 40 und 53 Grad bei einer
Feuchtigkeit von 85%. Das macht kein Spass mehr…

Gruesse Christian

#9

hallo,

Nun zu Euren Ansaetzen kann ich nur folgendes sagen:
Ja, Ihr habt vollkommen recht. Peltiers einzusetzen sind Mist
und eine Wasserkuehlung und/oder Verdunstungskuehlung ist viel
besser.

schön das du das erkannt hast

Mein Chef hier will aber mit aller Gewalt Peltiers
durchsetzten.

dann sag ihm das man nicht mit dem kopf durch die wand soll (gibt auch mit helm kopfschmerzen -)

Das Gewichtslimit liegt bei 2000gramm

zusaetzlichem Gewicht. Damit scheitet alles aus was Wasser,
Radiator, Pumpe, Ausgleichsbehaelter etc. beinhaltet.

damit scheidet aber auch die peltierlösung aus - oder soll das kraftwerk dafür im bollerwagen hinterhergezogen werden?

Zu meiner eigentlichen Fragen mit der Waermeabstrahlung konnte
mir aber noch immer keiner was brauchbares liefern…

ok, unter last gehe von ca 100-200watt aus.
aber deine frage wäre unter medizin bestimmt besser aufgehoben.
warum baut ihr nicht einfach einen lüfter unter den helm. (sowas gibs hier schon mit solarbetrieb in sonnenkäppies)

gruss wgn

#10

Hallo,

warum baut ihr nicht einfach einen lüfter unter den helm.
(sowas gibs hier schon mit solarbetrieb in sonnenkäppies)

Gute Idee finde ich. Verbraucht nicht viel Strom, braucht wahrscheinlich sogar keine Batterie und die Kühlleistung kann der Körper durch Schweißabsondernung sogar selbst regeln… nicht schlecht :smile:
Außerdem wiegt es nur wenige hundert Gramm mehr, statt zwei Kilo.

mfg
MB

#11

Hallo,

Zu meiner eigentlichen Fragen mit der Waermeabstrahlung konnte
mir aber noch immer keiner was brauchbares liefern…

ein etwas trainierter Mensch hat eine Dauerleistung von ca. 150 Watt. Bei einem Wirkungsgrad von ca 1/3 produziert er also 300 Watt Wärme, die er über den gesamten Körper abstrahlt bzw durch Luft- und Verdunstungskühlung loswird. Zwar ist das Gehirn ein beachtlicher Leistungsfresser und Wärmeproduzent, die Wärme wird aber v.a. über den Blutstrom abgeführt und über die allgemeine Kühlung des Körpers entsorgt.

Dummerweise strahlt nun die Sonne eine mächtige Ladung Energie auf den gesamten Körper ein. Dieser Anteil ist kaum berechenbar. Zu viele Faktoren wie Sonnenstand, Ausrichtung des Körpers, Art und Farbe der Kleidung gehen darin ein.
Ich würde mal schätzometrisch einen unteren Wert von 40 Watt ansetzen, die abgeführt werden müssen. Dh, das Peltierelement würde selber nochmal 40 Watt verbrauchen. Bei 12 Volt wären das 3,5 Ampere (das schaffen übrigens noch dünne Leitungen). Um das aber ein paar Stunden (6h) aufrecht zu erhalten, bräuchtest du einen ca 25-30 Ah-Akku. Jeder Mitarbeiter müsste also eine kleine Autobatterie mit sich herumtragen, wie angenehm. Selbst mit NiMH kämen noch ein paar kg zusammen.
Vermutlich wäre es viel besser, einfach einen leichten Luftstrom unter den Helm zu blasen um die Verdunstung des Schweißes zu nutzen. Ein winziger Ventilator hat nur ca 80 mA. Das wäre dann nicht mal 1 Ah pro Tag also sehr leichte Batterien.

Gruß, Niels

#12

Hallo MB,

warum baut ihr nicht einfach einen lüfter unter den helm.
(sowas gibs hier schon mit solarbetrieb in sonnenkäppies)

Gute Idee finde ich. Verbraucht nicht viel Strom, braucht
wahrscheinlich sogar keine Batterie und die Kühlleistung kann
der Körper durch Schweißabsondernung sogar selbst regeln…
nicht schlecht :smile:

Da das Problem ja nur bei Sonnenschein auftritt liegt eine Solarzelle als Energiequelle ja recht nahe …

MfG Peter(TOO)

#13

Hallo,

warum baut ihr nicht einfach einen lüfter unter den helm.
(sowas gibs hier schon mit solarbetrieb in sonnenkäppies)

Gute Idee finde ich. Verbraucht nicht viel Strom, braucht
wahrscheinlich sogar keine Batterie und die Kühlleistung kann
der Körper durch Schweißabsondernung sogar selbst regeln…
nicht schlecht :smile:

Da das Problem ja nur bei Sonnenschein auftritt liegt eine
Solarzelle als Energiequelle ja recht nahe …

ich dachte an einen kleinen Akku, der sich nebenher auflädt, falls man mal reingeht oder im Schatten arbeitet oder so. Damit man nicht gleich wieder anfängt, sich zu „erwärmen“, sobald die Sonne mal weg ist. Aber eigentlich braucht man den nicht unbedingt, stimmt.

mfg
MB

#14

Hmm Danke… wir haben nun auch irgendwas zwischen 60 und 80 W angenommen. Ich denke ueber Verdunstungskuehlung wie Du, aber mein Chef hier will ums verrecken nicht weg von seiner Peltier-Loesung. Und mir ist das jetzt auch schxxxegal! Hauptsache Diplomarbeit wird nun mit SEINER Idee geloest. Wenn er gluecklich ist, soll er seine eigene Idee bewerten und damit MICH dann mal gluecklich machen. Der Kerl ist echt ne Plage… Hoert sich total kacken an was ich da gerade sage, aber meine Kollegen werden Euch das bestaetigen! Erst heisst es schaut mal was Du findest und nachdem ich dann genau Eure Dinge gefunden hatte (Solarzelle mit Ventilator, Zeolith-System, Verdunstungskuehlung, Heatpipes, Wasserkuehlung) kam er dann wieder mit Thermoelectric Cooling…GREIPFUTZDEIWEL NOCHAMOOL…

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