Number of the records: 1  

Kultivační akvárium s přímou temperací peltierovými články.

  1. 1.
    0499625 - MBÚ 2019 RIV CZ cze L - Prototype, f. module
    Šetlík, Jiří - Bureš, Michal - Prášil, Ondřej
    Kultivační akvárium s přímou temperací peltierovými články.
    [Compact cultivation vessel with direct peltier-driven temperature regulation.]
    Internal code: G-MBÚ-2018-03 ; 2018
    Technical parameters: Rozměry: 110 x 60 x 22 cm El. Příkon: 750 W
    Economic parameters: Nový způsob chlazení s přímým přenosem tepla přes stěnu akvária umožnuje snížení energetické náročnosti provozu a zvýšení spolehlivosti provozu
    R&D Projects: GA MŠk ED2.1.00/03.0110; GA MŠk(CZ) LO1416
    Institutional support: RVO:61388971
    Keywords : temperature control * peltier cooling/heating
    Subject RIV: EE - Microbiology, Virology
    OBOR OECD: Microbiology
    https://www.alga.cz/c-544-vysledky-vav.html

    Kultivace řas a sinic pro pokusné účely vyžaduje mimo jiné také přesnou regulaci teploty a ozářenosti kultivačních nádob. K tomu účelu slouží plochá akvária o objemu cca 50l plněná vodou, která díky své relativně vysoké tepelné kapacitě umožňuje udržovat konstantní teplotu v celém objemu kultivačního akvária.

    Původní systém se skládal z centrální zásobárny studené vody o obsahu cca 0,7 m3 vody chlazené na 5 oC kompresorovým agregátem, ze které byla studená voda vedena do tepelného výměníku umístěného pod každým akváriem, kde docházelo k ochlazování vody cirkulující z příslušného akvária přestupem přes stěnu nerezové spirály. Ohřev vody byl pak zajišťován topnou spirálou umístěnou v témže výměníku. Při takovémto uspořádání docházelo k nadměrným tepelným ztrátám při transportu chladicí vody, při přestupu tepla přes stěnu nerezové spirály i při cirkulaci vody mimo těleso kultivačního akvária do výměníku.

    Nový systém spočívá v tom, že přímo na stěnu akvária je připevněn peltierův článek, který může fungovat buď jako chladič nebo jako topení. Stěna akvária je z hliníkových profilů, které mají mnohem vetší teplotní vodivost než nerezová ocel a na vnitřní straně jsou opatřeny speciálním antikorozním teplo-vodivým nátěrem. Na druhé straně je pak z peltieru teplo odebíráno nebo dodáváno výkonným vzduchovým chladičem se čtveřicí tzv. heatpipes. Je tedy zcela vynechán mezistupeň chladicí kapaliny i externího směšovače, čímž jsou nové jednotky rozměrově menší a energeticky úspornější. Kromě bočních otvorů pro světlo je celé akvárium izolováno termo-izolační pěnou, čímž se dále minimalizuje výměna tepla s okolím. Zatímco nové akvárium má rozměry 110 x 60 x 20 cm, původní akvárium mělo vnější rozměry 75 x 125 x 30 cm. Průměrná hodinová spotřeba starého systému byla podle měření v létě zhruba 1162W na akvárium, zatímco u nového akvária je průměrná hodinová spotřeba jen 543W.


    Experimental cultivation of algae and blue-green algae requires exact regulation of many environmental factors one of which is temperature. The common approach is to use water-filled aquariums with transparent sides for illumination. This approach takes advantage of high thermal capacity of water resulting in precise temperature regulation.

    Original system consisted of central 700 l reservoir with water precooled to 5 oC, high-performance submersible water pump, external heat-exchange box and actual aquarium. The water in cultivation aquarium was cooled down or heated up while circulated by another pump from the aquarium through the heat-exchange box. When cooling, the control unit switched on the high-performance cooling pump and then the precooled water from central reservoir was looped through hoses and stainless steel spiral in the heat-exchange box. When heating was necessary, the control unit switched on built-in electric heater.

    The new system utilizes direct transfer of heat through aluminum sidewall of cultivation aquarium. The cooling or heating is facilitated by peltier module, which is transferring heat to or from the aquarium on the one side to a coupled air radiator on the other side. Water circulation inside the aquarium is ensured by small submersible water pump. Due to elimination of external heat transfer box and central cold-water tank, the overall dimensions of standalone unit are considerably smaller and the electricity consumption level is approximately at half of the old system.

    Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0291872

     
     
Number of the records: 1