Охлаждение экзоскелета
Приступаю к самому амбициозному проекту в сталкерстрайке: климатконтролю экзика.
На теоретические обоснования я получал ответы в диапазоне от "вряд ли заработает" до "epic fail, слив бабла!". В успех затеи не верил абсолютно никто, но первые эксперименты уже дали положительный результат.
Еще пара фоток костюмчега
Вес (пока) 15 кг. Сидит достаточно удобно, но многочасовое хождение по лесам утомляет. И дело даже не в качалке, как кое-кто советовал. В нем тупо жарко. На груди, животе и пипиське сантиметр поролона, под щитками на руках и ногах резанная походная пенка, в шлеме - пенопласт. Комфортно, когда на улице градусов 10-15, а бродить по оврагам с 8 кг пулеметом в руках на жаре в 25-30, да еще на солнышке - нет.
Самая первая электрическая система костюма - 120мм вентилятор в крышке рюкзака, гонящий воздух в маску через трубки. На руку выведен регулятор оборотов (Zalman FAN MATE 2). Без этого я б словил тепловой удар уже через час. Теперь хочется обеспечить не только базовый набор для выживания, но и удобство. Мягкие подкладки повсюду и так позволяют завалиться спать хоть на камнях, в рюкзак можно встроить питьевую систему (спасибо mithron, пакет ждёт своего часа), но крайне необходимо активное охлаждение в жару.
Вот все теоретические варианты, которые я рассматривал:
Модуль Пельтье - TB-127-1,4-1,5 (Frost-72) православной компании Криотерм напрямую из Питера. С моей батарейкой потребляет 3-4 A, т.е. одного аккума с учетом помпы и вентиляторов должно хватить примерно на час непрерывной работы. Холодопроизводительность сильно зависит от разницы температур: горячую сторону модуля нужно максимально хорошо охлаждать, к холодной подводить тепло от тела. С учетом всяких потерь рассчитываю где-то на 20 Вт.
Кулер для охлаждения горячей стороны Пельтье - Thermaltake Contac 21. Башенка с 92мм вентилятором идеально подходит под толщину рюкзака. Четыре теплотрубки с прямым контактом должны обеспечить хорошую эффективность. И, что немаловажно, кулер лёгкий и относительно недорогой. Для раннего прототипа использую другой имеющийся в наличии кулер, а именно первый Scythe Ninja.
Водоблок для холодной стороны - EK Water Blocks Supreme LTX (Acetal+Nickel). Водяное охлаждение компа недешевое удовольствие, этот девайс один из самых доступных и при этом очень добротно сделан.
Помпа - мотор автомобильного стеклоомывателя за 100 рублей. Фэншуйная помпа стоит тыщи три, поэтому пока результат не был известен хотя бы примерно, решил не тратить лишнего.
Резервуар - банка из под крупы. Причины те же.
Были еще штуцеры (фитинги) для водоблока, толстая трубка от нормальной СВО, тонкая от стеклоомывателя (в будущем пойдет на теплообменник) и прочие мелочи.
Вот так выглядит хозяйство в сборе. Версия 0.0.1. :)
Не всё получилось с первого раза. Мотор стеклоомывателя не рассчитан на сколь либо продолжительную работу. Раскаляется через пару минут и начинает греть с таким трудом охлажденную воду. Эффективность нулевая.
Если включать насос ~ на 1 секунду раз в 5 секунд, разница температур воды в резервуаре и окружающей среды получается 5 градусов. Круть!
Нужно будет выгнать пузырьки воздуха из контура, организовать хороший прижим кулера и водоблока (пока он держится на скрутке), использовать нормальную термопасту вместо прокладки, уменьшить размер резервуара, чтоб холод не уходил через стенки большой площади, обмотать всё теплоизоляцией и конечно же разжиться максимально экономичной помпой типа Laing DDC-1T, которую замедлю до предела для минимального влияния на температуру воды. КПД системы должен значительно возрасти.
Кстати, Пельтье хорош еще и тем, что простым переключением полярности можно поменять горячую и холодную сторону местами. Одно нажатие кнопки и для долгих холодных ночей готова система обогрева. Быренько поддеть свитер ведь не получится.
На теоретические обоснования я получал ответы в диапазоне от "вряд ли заработает" до "epic fail, слив бабла!". В успех затеи не верил абсолютно никто, но первые эксперименты уже дали положительный результат.
Еще пара фоток костюмчега
Вес (пока) 15 кг. Сидит достаточно удобно, но многочасовое хождение по лесам утомляет. И дело даже не в качалке, как кое-кто советовал. В нем тупо жарко. На груди, животе и пипиське сантиметр поролона, под щитками на руках и ногах резанная походная пенка, в шлеме - пенопласт. Комфортно, когда на улице градусов 10-15, а бродить по оврагам с 8 кг пулеметом в руках на жаре в 25-30, да еще на солнышке - нет.
Самая первая электрическая система костюма - 120мм вентилятор в крышке рюкзака, гонящий воздух в маску через трубки. На руку выведен регулятор оборотов (Zalman FAN MATE 2). Без этого я б словил тепловой удар уже через час. Теперь хочется обеспечить не только базовый набор для выживания, но и удобство. Мягкие подкладки повсюду и так позволяют завалиться спать хоть на камнях, в рюкзак можно встроить питьевую систему (спасибо mithron, пакет ждёт своего часа), но крайне необходимо активное охлаждение в жару.
Вот все теоретические варианты, которые я рассматривал:
- Элемент Пельтье и водяной контур как у космонавта. Охрененно энергозатратно.
- Сухой лёд вместо Пельтье. Большой запас "мороза" в малом объеме и весе, лёд сразу переходит в газ, так что нет проблем с мокротой. Но нужен этот самый лёд непосредственно перед игрой (где брать ХЗ), мощная теплоизоляция в контейнере со льдом, а главное регулировка степени контакта льда и водяного контура (заслонка?), иначе всё заледенеет, пока помпа выключена.
- "Потение". Можно сделать двухслойный костюм, внутренний слой герметичный, верхний рыхлый и мокрый. Есть и заводские изделия на этом принципе (гугл: cooling vest). Жизнеспособная конструкция, но сам я водой обливаться не смогу, опять же нужна "оросительная система" с помпой. И хреново, что когда надо ее не выключишь. На Питерском полигоне есть бункеры, где температура градусов 10 даже летом, однажды пришлось провести всю ночь в таком. Мокрым в подобных местах сразу скопытишься.
- Системы на основе фазового перехода, например вот. Некий гель плавится и поддерживает постоянную температуру 15 градусов. Круто, но действует лишь пару часов, а для перезарядки нужна заморозка. Гору запасных Cool pack'ов не наберешь, т.к. цена $129.00 за один комплект.
- Эндотермические реакции, т.е. химикаты, поглощающие тепло при взаимодействии. Медицинский гипотермический пакет "Снежок" как пример. Низкая эффективность, одноразовость... для моих условий не подходит абсолютно.
- Задействовать для реальной перекачки воды или воздуха новые поршни на коленях (велосипедные насосы). Полная фигня. Во-первых, ход у поршня при ходьбе очень маленький, во-вторых, охлаждать себя механически - только больше уставать и потеть.
- Пустить под бронёй трубки с мелкими дырочками и закачивать в них воздух, нужен насосик типа как для матрасов. Очень много шума и спорная эффективность.
- Миниатюрные вентиляторы. Существуют модели размером от 20x20x10мм. Можно напихать куда угодно, но, опять же, толк не велик + понадобятся лишние дырки, портящие антураж.
- Можно объединить несколько методов, например, обдув мокрой поверхности должен быть весьма эффективен (пыщ), либо можно использовать обычный лёд для охлаждения водяного контура (как тут), а когда всё растает, пустить воду на "потение".
Модуль Пельтье - TB-127-1,4-1,5 (Frost-72) православной компании Криотерм напрямую из Питера. С моей батарейкой потребляет 3-4 A, т.е. одного аккума с учетом помпы и вентиляторов должно хватить примерно на час непрерывной работы. Холодопроизводительность сильно зависит от разницы температур: горячую сторону модуля нужно максимально хорошо охлаждать, к холодной подводить тепло от тела. С учетом всяких потерь рассчитываю где-то на 20 Вт.
Кулер для охлаждения горячей стороны Пельтье - Thermaltake Contac 21. Башенка с 92мм вентилятором идеально подходит под толщину рюкзака. Четыре теплотрубки с прямым контактом должны обеспечить хорошую эффективность. И, что немаловажно, кулер лёгкий и относительно недорогой. Для раннего прототипа использую другой имеющийся в наличии кулер, а именно первый Scythe Ninja.
Водоблок для холодной стороны - EK Water Blocks Supreme LTX (Acetal+Nickel). Водяное охлаждение компа недешевое удовольствие, этот девайс один из самых доступных и при этом очень добротно сделан.
Помпа - мотор автомобильного стеклоомывателя за 100 рублей. Фэншуйная помпа стоит тыщи три, поэтому пока результат не был известен хотя бы примерно, решил не тратить лишнего.
Резервуар - банка из под крупы. Причины те же.
Были еще штуцеры (фитинги) для водоблока, толстая трубка от нормальной СВО, тонкая от стеклоомывателя (в будущем пойдет на теплообменник) и прочие мелочи.
Вот так выглядит хозяйство в сборе. Версия 0.0.1. :)
Не всё получилось с первого раза. Мотор стеклоомывателя не рассчитан на сколь либо продолжительную работу. Раскаляется через пару минут и начинает греть с таким трудом охлажденную воду. Эффективность нулевая.
Если включать насос ~ на 1 секунду раз в 5 секунд, разница температур воды в резервуаре и окружающей среды получается 5 градусов. Круть!
Нужно будет выгнать пузырьки воздуха из контура, организовать хороший прижим кулера и водоблока (пока он держится на скрутке), использовать нормальную термопасту вместо прокладки, уменьшить размер резервуара, чтоб холод не уходил через стенки большой площади, обмотать всё теплоизоляцией и конечно же разжиться максимально экономичной помпой типа Laing DDC-1T, которую замедлю до предела для минимального влияния на температуру воды. КПД системы должен значительно возрасти.
Кстати, Пельтье хорош еще и тем, что простым переключением полярности можно поменять горячую и холодную сторону местами. Одно нажатие кнопки и для долгих холодных ночей готова система обогрева. Быренько поддеть свитер ведь не получится.