LED-Beleuchtung für 650 L Tanganjikabecken

[Zeltinger70]

Hallo,

plane derzeit für einen Freund die Ledifizierung eines Tanganjikabecken mit den Maßen 180 x 60 x 60 cm,
also ca. 650 Liter.
Derzeit wird es mit 2 x 58 W T8 Röhren beleuchtet, welche Lichtfarbe ist von den LSR nicht mehr ablesbar .
Geschätzt würde ich sagen etwa 4000 K (vermutlich etwa 10.000 Lumen).
Anforderungen an die Lichtstärke sind eher gering, da nur Anubias darin wachsen.
Jedoch sollen die Farben der Fische gut zur Geltung kommen.

Die Umrüstung hat folgenden Hintergrund:
1. der alte LB macht schlapp
2. Energieeinsparung

Und natürlich wie immer soll es möglichst wenig kosten. :wink:

Mein erster Gedanke:
ca. 25 XM-L U2 oder U3 (irgendwas zwischen 5000 und 6500 K) auf Star bei 1050 mA und 4 oder 5 CREE XP-E2 P4 auf Star ... (weil ich die XM-L schon einige mal verbaut habe)

Mein zweiter Gedanke:
6 x 50cm Alustreifen mit 42 SSC 5630 LEDs 5500K Alustreifen
(es besteht Hoffnung dass diese Stripes evtl. bereits im April für 7,90 €/Stück zu bekommen sind).

Zur passiven Kühlung soll die bisherige Edelstahl-Abdeckung herhalten ...
Die Abdeckung ist dreigeteilt. Das mittlere Teilstück hat die Maße 180 x 35 cm, Materialstärke 2 mm.


Leider habe ich da keinerlei Vorstellungen ob die Kühlleistung ausreichen kann.
Deshalb bitte ich Euch um eine Einschätzung ...
Die LEDs werden gegen Feuchtigkeit mit einer Plexiglasscheibe geschützt.

Was haltet Ihr von den beiden Varianten,
gibt es bessere/günstige Varianten das Vorhaben umzusetzen?

Evtl. kann man die XM-L U auf 20 verringern, bzw. nur 5 Streifen verwenden, weil die LEDs das Licht direkter ins AQ bringen als die LSR ?

Danke für Eure Einschätzung.

Gruß Wolfgang

 

[escamoteur]

Hallo Wolgang,
ich habe bei mir 14 Cree-XP verbaut. Die produzieren schon ne Menge Wärme. ich kühle sie mit Filter wasser und spare mir den Heizstab.
Edelstahl ist halt kein guter Wärmeleiter, zumal bei der geringe Bleckdicke.

Gruß Thomas

 

[Zeltinger70]

Servus Thomas,

danke für Deine Antwort.

Mein eigenes 250 L-AQ beleuchte ich mit 24 XM-L U2 und kühle sie ebenfalls mit Wasser, der Heizer ist seit dem aus. :wink:
Der Eigentümer des AQs war dieser Lösung jedoch nicht zugänglich ... aber evtl. probiere ich noch mal nen Anlauf.

Edelstahl ist halt kein guter Wärmeleiter, zumal bei der geringe Bleckdicke.

Ja, genau. Deshalb frage ich auch.
Mal sehen ob ich irgendwo im Netz einen Rechner finde ... glaub irgendwo mal was gelesen zu haben,
könnte aber nur für Alu gewesen sein.

Gruß Wolfgang

Edit: habe ihn, muss ich mich die Tage mal damit befassen ... klick, falls interessant für den ein oder anderen.

 

[escamoteur]

Hallo Wolfgang,

wie machst Du das mit der Wasserkühlung im Sommer? Jetzt schon heizt mir die Beleuchtung das 120 Becken auf 25° mach mir sorgen wie das bei höheren Außentemperaturen aussieht.

Gruß
Tom

 

[MajorMadness]

Hi,
Also, Wenn ich mich nicht verrechnet habe brauch dein Kumpel ca 8840 Lumen um gleiche Beleuchtungsstärke zu erhalten. Ich habe dafür einmal errechnet wie stark das Becken im moment beleuchtet ist, das umgerechnet auf Relative beleuchtung LED und das mal der Liter genommen. Also Quasi das Becken wird jetzt mit 0,17W/L beleuchtet was 34% der Nenngröße 0,5w/L sind. Nenngröße Lumen sind bei der Höhe für mich 40lm/L, also 13,6lm/L ist vergleichbar. bei 650L ergibt sich so 8840L. Ich würde also 9000Lumen anpeilen.
Von den LED-Streifen halte ich nix. Zu teuer und ineffizient... Einziger Vorteil: Du brauchst keine KSQ, die haben schon Vorwiderstände.
Als Alternative zu Stripes würde mir noch einfallen die L9 Arrays zu nehmen. Da bekommst du wenigstens 144lm/€ statt 55lm/€... (1650lm für 30€ ist echt unverschämt Teuer bei den lm/W...)
XM-L sind natürlich auch ne gute Wahl mMn, bei 9000lm brauchst du ca. 24 bei 1000mA. eine U3 hat zwar 320lm bei 700mA und 430lm bei 1A, aber leider bei 25°C. Nehmen wir die realistischen 85°C dann haben wir nur 87%, sprich 375lm.
Aufgrund der Ausleuchtung und Wärmeverteilung würde Ich alternativ 48 XP-G2 bei 500mA vorschlagen. Es ist nur höherer EK aber gleiche Lumen ca und Wärme. (xm-l: 375lm @ 1A, 2,95V ~~ xp-g2 194lm @ 500mA, 2,85V)
Fasttech listet die G2 mit 1,60$ und XM-L U2 mit 3,56$... Du würdest sogar sparen.

Kommen wir mal zur Kühlung: Das Stahlblech hat ca 10,1 K/W bei 100cm² (laut dem Rechner). wir haben ca 1,5W bei 200cm² (48 LED's verteilt auf die Grundfläche). Kühlung passive ist also gar kein Problem denke Ich. Selbst die Erwährmung bei 5x5cm ist noch grade so im Rahmen.

Was ich zusätzlich machen würde ist einen Lüfter under Abdeckung, über Plexi pusten lassen. Das aber auch nur weil ich kleine bewegungen da für Sinnvoll halte. KK Gibt wärme auch nach unten ab, wenn auch weniger als Oben. Kleine Luftzüge transportieren die von den LED weg.

 

[omega]

Hallo Moritz,

Kommen wir mal zur Kühlung: Das Stahlblech hat ca 10,1 K/W bei 100cm² (laut dem Rechner)

gelten die 10,1 K/W für Stahl oder Edelstahl? Edelstahl, z.B. V2A, ist austenitisch und weist daher eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, 3-4mal geringer als niedrig legierter Stahl.

Grüße, Markus

 

[Zeltinger70]

Servus,

@ Tom,

funktionierte letztes Jahr ohne Probleme,
an den paar heißen Tagen (wohne im bayerischen Sibirien ;-D ) habe ich die Abdeckung offen gelassen und zwei PC-Lüfter als aktiven Kühler eingesetzt. Das bringt etwa 2 -3 Grad Abkühlung ...
Die Erwärmung mit der alten Beleuchtung (4 x 39W T5) erschien mir stärker.
Außerdem kann ich mittels der BlueTwiled Platine herunterdimmen oder auch weil ich jeweils 6 LEDs in Reihe auf 4 Stränge verteilt habe, ggf. einen oder mehrere Stränge abstöpseln. War aber bisher nicht nötig.

@ Moritz

danke für die Bestätigung bezüglich der Lumenberechnung.
Sollte es die Stripes im April für 7,90 €/Stück geben ... denke ich es ist eine wirkliche Alternative,
für 29,90 € würde ich sie nicht nehmen ...
Bezüglich der Effizienz, habe ich da einen Rechenfehler?
Würde sie mit 600 mA konstant bestromen (um zu verhindern sie ziehen mehr, da gabs einige Tests im roten LED-Forum), also 14.4 Watt, 1600 Lumen : 14,4 W = ca. 111/Lumen je Watt
Also in etwa vergleichbar mit den von Dir verlinkten Arrays.

Die XP-G2 sind eine echte Alternative ... hatte ich nicht auf dem Schirm, kannst Du was sagen bezüglich des Lichtes?

Wegen der Kühlleistungs-Berechnung muss ich noch mal intensiv forschen ... *g*.
Evtl. jedoch kommts doch zu einer WaKü, weil das AQ wohl in einem Raum ohne direkter Sonne steht und es keine Probleme mit der zu erwartenden Aufheizung des Wassers geben sollte.
Jedenfalls denkt mein Bekannter nun nochmal intensiv darüber nach ... er ist Schlosser und solche Dinge zu bauen sind für ihn eine Kleinigkeit.
Ja leise Lüfter wären auch eine Idee, evtl. könnte er auch seitlich einige Lüftungsschlitze anbringen, dann könnte Frischluft rein und erwärmte Luft abtransportiert werden ... muss nochmal nachfragen ob er sich das vorstellen kann.

@ Markus,

danke für den Hinweis. Dem werde ich nochmal nachgehen.
Als ich den Rechner bediente, machte mich der geringe Unterschied bezüglich des Wärmewiderstandes zwischen Aluminium und Stahl stutzig ... waren ca. 7 %.
Nun denke ich weiss ich weshalb. ;-D

Danke erstmal an alle Beteiligten, nun habe ich neue Ansätze und werde neu rechnen, grübeln und meinem Bekannten die Vorschläge unterbreiten.

Gruß Wolfgang

 

[Wuestenrose]

'N Abend...

Edelstahl, z.B. V2A, ist austenitisch und weist daher eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, 3-4mal geringer als niedrig legierter Stahl.

Spiel doch einfach mal ein bißchen mit dem Kühlblechrechner rum und setze verschiedene Materialien ein. Der Einfluß der Wärmeleitfähigkeit auf den Wärmewiderstand des Kühlblechs ist jetzt nicht sooo riesig.

Grüße
Robert

 

[MajorMadness]

Hi,

gelten die 10,1 K/W für Stahl oder Edelstahl?

Frag am besten mal bei Hersteller an: http://www.electronicdeveloper.de/EMechanikKuehlBlech.aspx Impressum: http://www.electronicdeveloper.de/Impressum.aspx
Ich habe ja geschrieben laut dem Rechner und nicht laut meiner Materialkunde. Ich weiß nicht welche Legierungen verwendet wurden in der Abdeckung und dem Kalkulator. Darfst aber gerne mal selber nachrechnen wieivel die Abdeckung Kühlen kann pro 100cm². :bier:

Bezüglich der Effizienz, habe ich da einen Rechenfehler?

Ich hab nur die 16,8W und 1600lm genommen, überschlagen unter 100lm/W... Die XP-G2 und XM-L haben aber bis zu 140lm/W. Ohne Netzteilverlust unter 100lm/W zu verbauen lohnt nur wenn man sparen will und es einfach haben möchte. nicht bei dem Preis. Da gibt es besseres für weniger. :bier:

@ Robert: Ich habe Werte zwischen 7 und 11k/w erhalten bei allen möglichen kombis... reichen wird das allemal bei 1,5W pro 100cm² denke Ich. man ist ja sehr weit von kritischen werten entfernt bei passiver Kühlung. Oder hab ich nen Fehler im denken?

 

[Zeltinger70]

Servus,

hmm, bezüglich der Wärmeleitfähigkeit des Edelstahls kommen mir Zweifel,
denke der Rechner ist dafür nicht zu gebrauchen ... es sei denn ich verwende Aluminium und rechne auf ein Zehntel herunter.

klick für Vergleich Aluminium u. Edelstahl

Gruß Wolfgang

 

[Wuestenrose]

'N Abend...

der Rechner rechnet richtig. Wenn ein Material (Stahl) nur 1/10 der Wärmeleitfähigkeit eines anderen Materials (Aluminium) besitzt, bedeutet das nicht, daß der Wärmewiderstand eines daraus gefertigten Kühlkörpers 10x so hoch ist.

Grüße
Robert

 

[Zeltinger70]

Hi Robert,

danke für die Aufklärung,
habe gerade hin u. her gerechnet und bin nicht hingekommen,
wie ich es richtig mache erschließt sich mir noch nicht - ist aber ja auch schon spät.
Morgen ist auch noch ein Tag. :wink:

Gruß Wolfgang

Edit, nehme ich die ungünstigsten 11k/w an (die ich momentan nicht nachvollziehen kann) und eine Umgebungstemperatur von 30 ° (eher hoch angesetzt) dann sollte die Temperatur immer noch etwas unter 50° liegen ... das wäre ja ausreichend.

 

[omega]

Hallo Robert,

Spiel doch einfach mal ein bißchen mit dem Kühlblechrechner rum und setze verschiedene Materialien ein. Der Einfluß der Wärmeleitfähigkeit auf den Wärmewiderstand des Kühlblechs ist jetzt nicht sooo riesig.

wenn der Unterschied zwischen Alu und Stahl (WLF¹⁾-Faktor 5.6) nicht so riesig ist und der Unterschied zwischen Stahl und Edelstahl (WLF-Faktor 3-4) auch nicht, und Edelstahl bedenkenlos als Kühlkörpermaterial eingesetzt werden kann, dann ist der Unterschied zwischen Edelstahl und Marmor (WLF-Faktor 5.3) wohl auch zu vernachlässigen?
Wer setzt Marmor als Kühlkörpermaterial ein? Und warum statt Marmor nicht gleich Styropor oder eine Kachel vom Space Shuttle?

Die Wärmeleitfähigkeit spielt sicher auch eine Rolle. Ein z.B. 15W COB-Modul auf einem Sternkühlkörper aus Edelstahl mit 6000cm² Oberfläche montiert brennt m.E. trotz der großen Oberfläche sicher binnen Sekunden durch, da der Edelstahl die Wärme gar nicht schnell genug von der Kontaktfläche zum COB-Modul weggeleitet bekommt.

_{1) WLF = Wärmeleitfähigkeit}

Grüße, Markus

 

[Wuestenrose]

Morgen…

Wer setzt Marmor als Kühlkörpermaterial ein?

Wenn's auch ein Wärm- anstatt eines Kühlkörpers sein darf: Die Wärmplatten meiner Gärboxen sind aus Marmor, beheizt durch darauf aufgeklebte Lastwiderstände.

Hast Du jetzt eigentlich mal ausgerechnet, wie groß der Unterschied im Wärmewiderstand eines Kühlblechs aus Alu und eines gleichdimensionierten aus Stahl ist?

Grüße
Robert

 

[Zeltinger70]

Servus,

ich habe ein Edelstahlblech mit den Maßen 970 x 135 mm x 2 mm.
Dies werde ich versuchsweise mit einem od. zwei der 50 cm Alustreifen bestücken.
Den Strom kann ich einstellen um die erforderlichen Watt zu erzeugen.

Dann sollte es rechnerisch möglich sein einen Anhaltspunkt zu bekommen.

Nun brauche ich nur noch die Zeit dazu.

Mal sehen evtl. heute abend/nacht oder morgen ...
Werde dann berichten.

Gruß Wolfgang