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Hallo liebe CAD-Gemeinde!

Ich hab Maschinenbau studiert und bin nun gerade dabei, im Ausland meine Diplomarbeit zu schreiben. Ich soll einen Helm konstruieren, der durch Thermoelectric Cooling den Kopf kuehlt. Es soll so gekuehlt werden, dass einem Arbeiter  bei 50 Grad Lufttemperatur nicht schon nach wenigen Sekunden die Bruehe laeuft.

Wie gross ist die Waermeabstrahlung eines menschlichen Kopfes? Finde hier nur Angaben ueber den ganzen Koerper, und diese variieren zwischen 50 und 700 Watt....hae? Was denn nun? Ich bin momentan bei dieser mageren Bibliothek die es hier gibt ziemlich hilflos...

Wenn Ihr also Ideen, Anregungen und Tips hab dann her damit, bin wirklich ueber alles sehr dankbar!

Viele liebe Gruesse
Christian alias Paco25

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Hallo Paco

vielleicht hilft dir diese Diskussion.
http://www.wer-weiss-was.de/theme50/article1842082.html

Gruß Olli

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Hi!

Ja, das habe ich auch schon gefunden, aber irgendwie wissen die
Jungs da auch nix genaues...dennoch vielen Dank fuer den Hinweis!
5 U`s 4 U

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Vielleicht solltest Du auch mal ein anderes Fachforum konsultieren wie z.B. http://www.medizin-forum.de/phpbb/ (und da wahrscheinlich im Speakers Corner)?

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gedankenfreie Grüße NoIdea

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Hallo Christian,

in der Lüftungstechnik wird nach Aktivitätsgrad der zu klimatisierenden Personen unterschieden. Es gibt vier Grade, von "easy doing" bis hin zu "absolute Maloche". Ich denke, Deine Probanten fallen unter die Kategorie vier. Daher rühren auch die unterschiedlichen Wärmeabgabewerte.
Leider unterscheidet die Berechnung nicht nach Körperregionen.
Im Zuge einer Diplomarbeit würde ich aber noch eine kleine Berechnung mit Temperaturdifferenz über die Fläche eines durchschnittlichen Schädels anstellen. Wenn Du es genauer brauchst, meld' dich noch mal.

Schöne Grüße

Jörg

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There are 10 different types of people in the world:
those who understand binary system, and those who don`t ;-)

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Hallo Paco25!
Die Wärmaabstrahlung über den Kopf ist ungefähr 60% des gesamten Wärmeverlustes eines Menschen (daher immer im Winter Mütze auf). DIe wärmeabstrahlung einer Person wird im mittel mit 100 Watt angegeben. Jedoch hat cad-illac dir ja dazu etwas gechrieben. Jedoch solltest du noch die Behaglichkeitskriterien beachten, den ein eingefrorenes Gehirn ist auch nicht so gesund.
In der Lüftungstechnik bläst man daher nicht kälter als 22 Grad Frischluft ein (Norm).

mfg Günter

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Hi Günni,

da es um eine Diplomarbeit geht, ist es doch eigentlich toll, dass es hierzu keine Infos gibt. (Zur Sicherheit kannst du ja bei einigen Sportmediziendern anrufen, vielleicht wissen die was). Falls aber nicht, ist das doch ein tolles Terrain für Experimente.

Das 2. Kapitel deiner Arbait lautet dann: Ermittlung der Wärmeemission enes Kopfes. Dur brauchst ein paar Versuchspersonen bei unterschiedlichen Tätigkeiten, einen selbstgeschnitzten Styroporhelm, einige PT100 und was zun Kühlen (vielleicht ein paar Heatpipes mit Peltiers oder sowas -> Prozessorkühler) und hältst mit dem Teil die Kopftemperatur der Personen konstant.

Tolles Thema, hätte ich auch gerne gemacht.

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Gruß Armin

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Zitat:

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Original erstellt von günni19:
....
In der Lüftungstechnik bläst man daher nicht kälter als 22 Grad Frischluft ein (Norm).

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Hallo Günni ... ist alles soweit richtig. Was Paco jedoch evt. weiterhelfen kann, ist die Tatsache, dass man in der Klimatechnik versucht die Temperaturdifferenz kleiner 6 K  zu halten. D.h. bei max. Auslegungs-Aussentemperatur von 32°C, sollte man im Raum nicht unter 26°C kühlen (Behaglichkeitskriterien nach VDI).

@ Paco,

da hab'ich noch einen guten Tip für Dich. Google mal nach, was der "Wohlfühl- und Schnüffelpapst" Ole Fanger aus Dänemark zu Deinem Problem sagt (ernsthaft).

Weiterhin viel Erfolg.

Jörg

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Danke Cad-illac für deine Berichtigung, meine Vorlesung Lüftungstechnik ist schon etwas her, und hab Ich nur gemacht, das mein Mitkommulitone nicht alleine drinnen sitzt.

mfg Günter

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Zitat:

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Original erstellt von günni19:
Danke Cad-illac für deine Berichtigung, meine Vorlesung Lüftungstechnik ist schon etwas her, und hab Ich nur gemacht, das mein Mitkommulitone nicht alleine drinnen sitzt.

mfg Günter

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Hey, günni, war doch keine Berichtigung, nur 'ne Ergänzung.
Ich hoffe Dein Kollege weiß das zu schätzen, dass Du mit dem zusammen die langweiligen Vorlesungen durchstehst.

Gruß

Jörg

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Hallo zusammen!

Das war doch schon mal ein Schritt in die richtige Richtung! Vielen Dank fuer Eure Antworten! 10 U`s fuer jeden! Genau wie Armin bereits erwaehnt hat, soll ich das ganze Ding wirklich mit Peltier-Devices machen. Muss nur mal gucken wie ich das genau mache, schliesslich soll das Ding ja nicht 15 kg wiegen. Denke da an Stromquelle und Waermesenke, schliesslich lassen Peltier-Devices die Waerme ja nicht magisch verschwinden..und ich kann dem armen Typ ja nix grosses auf den Kopf setzen...*gruebel gruebel*

LG
Christian

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Hi Christian,

für Maschinenoberflächen rechnet man überschlägig mit etwa 20 W /(m²K) bei freier Konvektion inklusive Abstrahlung und ohne nennenswerte Einstrahlung. Wenn da nicht allzuviel Haare stören, gilt das IMHO auch für Köpfe, und mit einer Körperoberflächentemperatur von 31 bis maximal 37°C und der geschätzten Kugeloberfläche hätte man schon mal einen guten Anhaltspunkt.

Wenn's richtig warm wird, und man schwitzt, kommt natürlich noch der Verdunstungseffekt dazu.

Reicht das aber, nur den Kopf zu kühlen? Schließlich wird ja alles durchblutet und es kommt mehr auf die Gesamtbilanz an.

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Bzgl. der Peltier-Elemente, die ich generell für zu schwer für diesen Zweck halte: schon mal über Zeolith-Systeme nachgedacht?

Gruß
Roland

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Hallo Doc!

Vielen Dank fuer die Infos!
Zeo...was? Da muss ich mich erstmal informieren und schreibe dann morgen wieder...

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Grüße
Christian alias Paco25 

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So, habe mich nun mit den Zeolith-System auseinander gesetzt. Kling wirklich alles sehr interessant! Die Sache ist nur, wie kann ich die Temperatur steuern? Meist machen die naemlich ein Ventil auf und die Wassermolekuehle gehen ab wie Schmidt`s Katze, so dass der Rest des Wassers gefriert. Wenn das mein Arbeiter macht gefriert Ihm selbst hier in den V.A.E die Ruebe ;-)
Kennst sich einer von Euch auf diesem Gebiet aus?

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Thermofühler + Elektronik + Regelventil vielleicht? Ich habe mal einen Bericht über einen Schutzanzug mit diesem Kühlprinzip im TV gesehen, das müsste also irgendwie schon zu regeln sein.

Gruß
Roland

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Hmmm...kennt sich einer von Euch ein bissl mit Zeolith und dem dazugehoerigen Kuehlverfahren aus? Kann naemlich im Netz nix finden...

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Also Zeolith ist nicht akzeptiert worden, die Jungs hier wollen alle die Peltier-Elemente in Kombination mit Wasserpacks zwischen Kopf und der kalten Peltier-Seite.
Also:
Kopf gibt Waerme an Wasserpack ab, Wasserpack wird durch Peltier gekuehlt...sowas in dieser Art.

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Die Wasserschicht soll wohl zur Wärmeverteilung dienen, oder?

Informiere dich mal über die wirkungseise von Heatpipes in Rohr und Flächenform.
http://www.thermacore.com/

ist da eine gute Startadresse.

Du kannst dir natürlich auch überlegen, ob du einen konventionellen Kühlschrank baust, und das Wasser durch ein entsprechendes Kühlmittel ersetzt, welches du dann durch eine Pumpe jagst.

Ebenfalls interessant sind auch Stirling-Kuhler, für Infos z.B. hier:
http://www.hymatic.co.uk/

Lass dich nicht abschrecken, die Teile verwendet man hauptsächlich zum Kühlen von Kamerachips im IR-Bereich (wie man sie gerne in Lenkwaffen einsetzt) Das Prinzip ist aber simpel, ein umgekehrter Stirling-Motor mit Schwingspulenantrieb.

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Gruß Armin

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Hi!

Vielen Dank fuer Deine Antwort! Leider ist es so, dass zusaetzliches Gewicht auf ein Minimum reduziert werden soll. Alles soll am Helm angebracht werden. Ich kam naemlich auch schon mit einem Vorschlag, bei dem die schweren Teile in einem Rucksack untergebracht waren. Leider wurde dieser Vorschlag abgelehnt. Das mit den Heatpipes war mir bekannt, aber das andere war neu fuer mich! Also vielen Dank fuer den Hinweis..wieder was dazu gelernt. Die Handhabung und den Nutzen werde ich mir nun gleich mal anschauen...

Viele liebe Gruesse
Christian alias Paco25

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Oh weh, alles im Helm?

Dann empfehle ich eine Art "Rückwärts-Engineering".

1. Maximalgewicht verhandeln und ermitteln
2. Mögliche Energieträger heraussuchen (Elektrisch - evtl. solar, Treibgas, Brennstoff)
3. Nutzungsdauer verhandeln
4. Daraus ergibt sich dann die mögliche Kühlleistung.

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Gruß Armin

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Ja, Armin! Ich halte das seit ich hier angefangen habe auch fuer
einen schlechten Scherz. Hoffe sie lassen sich darauf ein Akkus am Koerper anzubringen...isch wed hier noch deppad...

Aber irgendwie werde ich`s schon hindeixeln...

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Grüße
Christian alias Paco25 

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Hallo paco25

Hab hier noch was gefunden was dir ev. hilft:

http://www.wissenschaft.de/sixcms/detail.php?id=149465

bei einer Fläche von 630cm2 was nem A4 entspricht (und mein Kopf ist grösser als n A4) ergäbe das ne Leistung von 630 mikrowatt an 5V für zusätzliche Kühlsysteme, vermutlich Kühlen die dinger von selbst schon... (dann könne man die dinger mittels nem regelbaren  Wiederstand der drassen den Strom verheizt Kühlen) 
sonst könnte man ev durch die Bewegungsenergie die man mit dem Tragen eines Helms so produziert auch ne Pumpe antreiben (wie die Uhren am Handgelenk, n Pendel im Helm oder dergleichen, mit nem pendel das aussen um den Helm schwing das so schwer wi n akku ist bekommt man viel bewegungsenergie!!

(PS: ich selbst hab keine Ahnug von Strom und Energiehaushalten und dergleichen, ist nur das was mir so in den sinn gekommen ist...)

gruss
Robin

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Am 9.11.2001 starben 20'000 Kinder an Unterernährung und keiner begann nen Krieg...

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Hi Robin,

du hast irgendwas bei deinem Link vertauscht, guck mal nach...

Aber das Problem ist ja, einen Temperaturunterschied zwischen Kopf und Außenwelt zu erzeugen. Kann man jetzt diesen erzeugten Temperaturunterschied nutzen, um wiederum den Strom hierfür zu erzeugen?

Oder beißt sich dann die sprichwörtliche Katze in den Schwanz und das Universum löst sich auf?

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Gruß Armin

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Zitat:

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Original erstellt von Armin:
Oder beißt sich dann die sprichwörtliche Katze in den Schwanz und das Universum löst sich auf?

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Ja, aber erst wenn man in den Kasten hineinschaut...  http://mist.npl.washington.edu/npl/int_rep/tiqm/TI_fig_09.html

(Wer es nicht kennt google Schrödinger und Katze.)

Wahrscheinliche Grüße
Roland

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Mahlzeit,
kannst ja mal dort nachfragen ob die Daten für dich haben http://www.dmt.de/dienstleistungen/produktpruefung_gebaeudesicherheit/brandschutztechnische_produktpruefung.html

Die prüfen meines wissens auch Ausrüstung wie Feuerwehrhelme in Nrandversuchen, da müssen die wohl auch Grundlegegende Daten haben.
http://mpanrw.de/start.html

Oder dort, die müßten dir auch weiter helfen können.

LG Stephan

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Vielen Dank fuer Eure Antworten! Ich habe schon ein paar Mails geschrieben, mal sehen was zurueck kommt...

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Grüße
Christian alias Paco25 

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