Kirjoittaja Aihe: Arkkupakastin-jääkaappi energiapihi piru - totta vai tarua?  (Luettu 46012 kertaa)

janti

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 10
Kiinassa tehty "vastaava" Danfoss kopio kompura QDZH25G / QDZH30G / QDZH35G
Zhejiang Liyang Compressor Co http://www.liyoung-compressor.com/DC-Compressor-c1.html

novoiperkele

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 76

eros

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 453
Perjaatteessa normijääkaappiin saa myös vaihdettua 12/24V kompuran mutta vaatii sitten täyttövehkeet että saa tyjiön sekä kaasut sisälle. Pakkohan jossain kompuroita on oltava myynnissä.

Voisi ottaa vanhan hyväeristeisen pakastearkun pohjaksi. Jos kompuran vaihtaa pienitilavuuksiseen 24v kompuraan ja luonnollisesti paisuntaventtiili sille myös sopivaksi, niin se liian iso lämpövirta ongelma ratkeaa sillä. Ts. isossa arkussa on paljon putkipintaa -> iso lauhdutin -> suht hyvä hyötysuhde pikkukompuralla.

Tuossa kilsan päässä on ex. helkaman jääkaappitehdas, ne tekee vr:lle yms. erikoiskaappeja. Luulisi nyt niltä onnistuvan jonkin arkun modaus 24v versioksi myös suht vaivattomasti, vaikka puoliviraabelina. (niin paikkakunta on forssa). Niillä myös varmasti suhteet hankkia noita kompuroita.

Sinänsä voi niitä tehdä itsekin tai kiikuttaa kylmäliikkeeseen. Kompuran juottamiseen tarvii vain pillit ja tyhjiöintikompuran saa vaikka ultimatesta lämpöpumpun kylkiäisenä (niitä suomessa paljon, mm. mulla hyllyssä yksi)

Kylmäaineksi butaani (sytkärikaasu) on ihan kelvollista ja käytetäänkin nykyään uusissa kaapeissa.

Lainaus
Jos ajattelee pitemmälle ja on viemässä jonnekkin metsikköön kylmälaitetta niin perjaatteessa sellaisen voisi itse kasata eristeistä ja rakentaa lauhduttimen sekä nesteyttimen. Tällöin eristeen vahvuuden voisi itse määrätä.

Olisikohan mahdollista päästä hyville hyötysuhteille ja olisiko kannattavaa?

Kyllä voi tehdä itse, vaikka kokonaisen kylmiönkin. Tietty asetus määrä pitämään huoltokirjaa niistä, joten ei joko kerro tai sitten on irtokone, jolloin ei tarvi.
 Foam tai uretaanilevy on suht edullista. Yksi härö tapa olisi tehdä oma jääpalakone, iso (esim 100L) säiliö jääpaloille ja viereen kylmäkaappi, jonka ilmaa kierrätetään jääpalakasan läpi. Sulanut vesi valuu pois ja kun sähköä on, niin sulavettä jäädytetään uudelleen paloiksi.

linkitetyssä danforssin kompuramanuskassa oli COP:it mainittu, 55C lauhdutuslämpötila ja cop ~2. Kylmäainetta ei mainittu, mutta se ei oleellisesti edes vaikuta.
 Luulisi lauhdutuslämmöt saavan paljon alemmaksi. Jos itse käy rakentelemaan, niin voisihan sen kompuran tulistuslämmön ajaa jopa lämminvesivaraajaan. Tällöin olisi n. 40c vettäkin tarjolla keittiössä esim tiskaukseen tms. Loppulauhdutus vaihtoehtoisesit varjon puolelle ulos, tai eteistilaan lämmityskaudella.

Öljykierto aiheuttaa tiettyjä asioita jotka pitää huomioida putkiston rakentamisessa.

Kompuran iskutilavuus oli 2.5cm, 2000rpm se tekisi 0,3m³/h. Jos höyrystimessä butaani olisi -5C, niin butaanin painediagrammin mukaan paine olisi n. 90kpa, josta seuraa pv/t yhtälöllä (22.4*101/273)/(90/268)=24.677L/mol, eli se pumppaisi n. 12.16mol/h.
 Jos lauhdutus tapahtuisi 300K lämmössä, niin siellä painetaso olisi n. 270kpa.
Arpomalla:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/adiab.html
Alidbaativakio 1.4 (ei välttämättä oikea, koska butaani enemmän kuin kaksiatomista, kompuran kaasuun sekoittama öljy jäähdyttää, eli prosessi ei ole täysin adiabaattinen), lähtö 0.3m³, loppu 0,14m³ päädytään 272kpa loppupaineeseen ja 363K tulistuslämpöön (max). Prosessiin menee 25kJ energiaa (min, teoreettisesti), eli ~7W teho. (huom näin hyvä kompura tuskin on, kitkat yms. päälle)

Jos joku löytää paljonko on butaanin höyrystymislämpö ~90kpa painessa, niin pääsemme kiinni kuinka suuri kylmäteho laitteessa olisi.

Kompuran hyvyyttä teoreettiseen prosessiin voi myös arvioida laittamalla 55C lauhdutuksen painetason 600kpa jolloin tulistuslämpö 454K, kuluu n. 490kJ ~136w, manuskan mukaan pitäisi kulua jotain 60w luokkaa.. Eli kompura on parempi, kuin raaka adibaattinen puristus.

Kuten huomatte lauhdutuksen lämpötilalla on helkutin suuri merkitys kompuratehoon. Jos noita COP lokeroista soveltaa aproksimaatiota kymätehoon, niin päättelen sen tekevän -5C höyrystinlämmöllä n. 110W edestä kylmää.
Tällä luvulla ja tuntemalla rakennetun kaapin U arvot pääsee käyttösuhde arvioon kiinni.
 Jos ei ihan paskasti tee, niin voisihan se onnistua, että saa kaapin aikaseksi joka tarvitse käydä vain 10% ajasta, käyntiaikana jäädyttää vettä 110W teholla, eli reilun kilon tunnissa. Jos kaapissa on 50kg jääakku, niin se täysin ladattuna selviäisi ~500h ilman sähköä. Lataus 2000rpm 50h, 3500rpm ~30h.
 Tämä vaatisi U arvoksi max 10W, eli jos olisi 25C lämpöero ja esim 4m² eristepintaa -> 2.5w/m²-> U=0,1, eli hiukan paremmat eristeet, kuin nykyisissä matalaenergiataloissa. Uretaania U=0.027 ~27cm

Kun katsoo näiden hintoja:
http://kauppa.taloon.com/PublishedService?file=page&pageID=9&itemcode=JJ-44-58qetu
niin ehkä tinkii hiukan vaatimuksista..
Tai sitten laittaa huonompaa eristettä enemmän, esim finfoamia U=0.037 40cm paksuus tuottanee tarvittavan U:n
http://kauppa.taloon.com/PublishedService?file=page&pageID=9&itemcode=FF-400-100SU

Mutta eiköhän teille ole nyt runoiltu taas tarpeeksi. Fiksut osaavat noista vihjeistä laskea kaiken tarpellisen omalla kohdallaan ja muita nyt onkin aivan turha neuvoa, ne voi ostaa kaupasta valmista toimivaa..

T:Eerin

Puuha

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 3498
jos en nyt aivan väärin ynnäillyt niin 90kpa:n paineessa -2.165894 astetta kertoi http://www-jmg.ch.cam.ac.uk/tools/magnus/boil.html

eros

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 453
jos en nyt aivan väärin ynnäillyt niin 90kpa:n paineessa -2.165894 astetta kertoi http://www-jmg.ch.cam.ac.uk/tools/magnus/boil.html

Ok, mulla oli vain graafitaulukko, se ei ole kovin tarkka. Mutta -2C riittää veden jäädyttämiseen, joka oli tavoitteena. Jos menee matalemmaksi, niin laitteen kylmäteho vain laskee, samalla laskee kompuran kuluttama teho.

Osaatko sitten kertoa paljonko tarvitaan energiaa ko. 90kpa paineessa keittää mooli butaania? Pääsisi siihen kylmätehoon kiinni?

T:Eerin

Ilmaisenergia.info


Puuha

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 3498
väärinhän minä sen tein vaikka tarkistin mutta oikea on -3,1566 astetta 90kpa.

tuo energian vaatimus kaasunnuttamiseen on jo vähän hankalampi. sillä en nyt yhtäkkiä löydä tarvittavia määreitä tuon laskemiseen.

Tällaisen kuitenkin löysin offpalsta.comin foorumilta:

Lainaus
Yks. Propaani Butaani
Nestemäinen olomuoto

Tiheys (15°C) kg/m³ 510 575
Kiehumispiste (1013 mbar) °C -42 -0,5
Höyrynpaine, ylipaine bar
-40°C 0,2 -
-20°C 1,4 -
0°C 3,7 -
20°C 7,3 1,1
40°C 12,6 2,7
Höyrystymisiämpö (0°C) kJ/kg 377 385
kcal/kg 90 92
Tilavuuslaajenemiskerroin/°C
-18°C 0,00225 0,0017
15°C 0,00300 0,00200
Kriittinen lämpötila °C 97 152
Kriittinen paine, abs. bar 42,6 38,0
Viskositeetti (0°C) cst 0,25 0,34

Höyrymäinen olomuoto

Tiheys (ilma = 1) 1,52 2,01
Tiheys (15°C, 1013 mbar) kg/nm³ 1,86 2,46
Kaasulitroja muodostuu kilosta nestettä
(15°C, 1013 mbar) l/kg 540 405
Kaasulitroja muodostuu litrasta nestettä
(15°C, 1013 mbar) 1/1 275 233
Ominaislämpökapasiteetti (15°C, 1013 mbar) kJ/kg 1,62 1,66
Ominaislämpökapasiteetti (15 C 1013 mbar) kcal/kg°C 0,388 0,397
Kastepiste paineessa 0,5 bar °C -33 11
1,0 bar -25 18
2,0 bar -14 31

Palaminen

Hyötylämpöarvo kW/kg 12,9 12,7
MJ/kg 46,4 45,7
kcal/kg 11070 10920
MJ/m³ 90,4 118,9
kcal/m³ 21600 28400
Räjähdysrajat ilmassa til.-% 2,2....10 1,8.....9
Räjähdysrajat hapessa til.-% 2,0....50 2,0....50
Syttymislämpötila ilmassa °C 460...580 410...550
Liekin lämpötila ilmassa °C 2000 2000
Liekin lämpötila hapessa °C 2850 2850
Palamisilman tarve (0°C, 1013 mbar) m³/m³ 24 31
m³/kg 12,1 11,9
Kuivien savukaasujen C02-pitoisuus til.-% 13,8 14,1
Märkien savukaasujen määrä (0°C, 1013 mbar) m³/kg 13,12 12,9

edit: nyt ei osaa kyllä taittaa mitenkään. yhtessä yhteydessä puhuttiin 1,05Kj/kgK mutta onko sekään edes sitten oikea?

mites muuten tuon butaanin yksinkertaisimmillaan saisi tuonne sisään? lisäksi se että kuinka paljon sitä olisi oltava? sehän riippunee putkiston tilavuudesta?
« Viimeksi muokattu: 14.07.11 - klo:19:18 kirjoittanut Puuha »

Puuha

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 3498
no nyt onnistui ja viläpä taitaa olla aika lähellä oikeaa elleivät ole jopa oikeita.

http://en.wikipedia.org/wiki/Butane_(data_page)

itsellä ei riitä matikka pyörittää näitä lukuja mutta muilla taitaa olla parempi matikapää.

eros

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 453
Tässähän se on:
Höyrystymisiämpö (0°C) kJ/kg 377
ja täältä http://en.wikipedia.org/wiki/Butane_(data_page)
Std enthalpy change
 of vaporization, ΔvapHo  22.44 kJ/mol

Laskin, että kompura pumppaa 12.16mol/h, eli tällöin kylmäteho 12.16*22.44kJ -> 272,84kJ per 3600s -> 75,79w

jos jään muodostus oli jotain 330kJ/kg, niin kykenisi tuottamaan n. 800g jäätä tunnissa, eli menee aika lähelle edellistä aproksimaatiota.

Huomataan vielä, että kompuran teho oli säädettävä, eli liki kaksinkertainen arvo mahdollinen silloin kun on energiaa enemmän tarjolla.
 Eli voiko sitä enään tämän paremmin tehdä? (käyttöveden lämmitys, jääenergiavarasto?)

Butaani menee sisään sytkärikaasupullosta, kompuravamistaja oli ystävällisesti kertonut paljonko pitää täyttää. Putkiston imemän lisämäärän voi aproksimoida lämpöpumppupuolelta.

Eli putkisto tyhjiöidään, sitten butaanipullo vaa-alle ja lasketaan sisään kunnes kalkuloitu määrä täsmää. Öljytäyttö pitää myös huomioida.  Bilteman kynäruiskusta saa sopivia tarvikkeita.

Niin ja jos tekee isompaa järjestelmää, niin ilpeistä saa invertterikompuroita.

T:Eerin

Puuha

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 3498
tietynlainen mielikuva on kyllä jääpalakoneesta mutta sen toiminta on aavistuksen monimutkainen.

mielessäni on rulla jossa on säteisesti muuan tila johon vesi ohjataan. rullaa jäähdytetään yläosasta jolloin jäätyminen alkaa. palojen jäädyttyä rullan asento muuttuu niin että jäätyneet palaset pääsevät tippumaan vapaasti kun rullaa lämmitetään palojen ollessa ala-asennossa rullalla.

tällaisessa tapauksessa tärkeintä lienee jään pinta-ala tilavuuteen nähden jolloin se faasimuutoksen johdosta imee lämpöä itseensä muuttuen vedeksi.

tällainen vaatii jonkinlaista ohjaustekniikkaa joka taas ei ole hyvästä metsän keskellä sillä korjaaminen voi olla aika haasteellista alkeellisilla laitteilla.

muuten tuon toiminta olisi kyllä simppeliä kun jääpalojen lävitse kierrätettäisiin ilmaa tarvittaessa kun jääkaappina toimavan tilan lämpötila nousee tietyn rajan yli. tähän riittää termostaatti pienellä hysterillä ja tietokonepuhallinen. venttiiliksi riittänee kumilätkä jonka puhallin jaksaa tuottamallaan ilmavirralla pukata "syrjään" jäähdytyksen ajaksi.

tosin olisihan tuon jään tekeminen myös niinkin mahdollista että jäähdytkennossa on jäähdytettävät levyt joiden päälle pumpataan samaan aikaan kun jäähdytetään vettä jolloin jää muodostuu levyihin. Tällöin perjaatteessa riittäisi että muutaman kerran vuorokaudessa katkaistaan jäähdytys joksikin ajaksi jolloin jäät pääsevät sulamaan irti levyistä ja tippumaan varasto tilaan. Tämä lienee yksinkertaisin tapa jolloin ei tarvita suuremmin eletroniikkaa avuksi.

eros

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 453
Ainakin mun jääpalakoneessa on höyrystin, jossa on hiukan porkkanan muotoiset tapit alespäin. Tapit kastetaan vesialtaaseen ja kompura käyntiin. Kun jäätä kertynyt riitäävästi (kello?), niin vesikaukalo siirtyy syrjään ja pieni hetki sulatusta niin jääpalat tippuu veke ja sykli alkaa alusta. On näkynyt myös sellaisia, joissa sumutetaan vettä em. tappien päälle, mutta se minusta vaatii turhaan energiaa.

Jos ei mene jääpalalinjalle, niin minusta sitten seuraavaksi yksinkertaisin on vain ne "kylmäkallet" sopivassa verkkokorissa, jotta ilma pystyy kiertämään. Jääkaappipuoli on molemmissa samanlainen, pieni tietokonetuuletin riittää kierrättämään viilennysilmaa jäävaraston läpi.

T:Eerin

avris

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 32
Yksi jää "mötti" ja kupariset ilmaputket tämän lävitse, tällöin ei tarvitsisi juurikaan mekaniikkaa. Tosin jään laajeneminen voi tuottaa ongelmia, mutta jollain kartio- tai kulhorakenteella voisi tätä onnistua kiertämään.

eros

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 453
Yksi jää "mötti" ja kupariset ilmaputket tämän lävitse, tällöin ei tarvitsisi juurikaan mekaniikkaa. Tosin jään laajeneminen voi tuottaa ongelmia, mutta jollain kartio- tai kulhorakenteella voisi tätä onnistua kiertämään.

Laajentumisen lisäksi ongelmaksi tulee se, että jää on eriste. Jään pitää olla riittävän "ohutta" ja pintaa paljon jotta ei mene turhaan watteja taistellessa eristysvaikutusta vastaan. Jääpalasulju on hyvää luovuttamaan, mutta toisaalta jäädytysvaiheessa niitä tehdään vain pieni määrä kerrallaan, eli on tavallaan nurinkurinen vaatimuksiin nähden. Sen pohjalta kylmäkalle varasto olisi tasapainoisempi, mutta siinä siirtoaineena on ilma, jonka heikot ominaisuudet myös tunnetaan. Tarvisi vähintään kierrätyspuhaltimen jäädytysvaiheessa.

Jos menee kokonaan itserakentelun piiriin, niin voisiko ajatella käyttävänsä normi kaappipakastimen kylmäritilähyllyjä? Uudella rivivälillä sovittaa välimatkan juuri sopivaksi pystyyn aseteltuun kylmäkalleen, sitten käyttää ko. ritilöitä reilusti, jotta saa sopivan määrän jäävarastoa. 400g kylmäkalle on n. 10cm leveä, joten se liene sopiva ritiläväli. Jos kylmäkallen varauskyky on sen 330kJ/kg, niin yhden kallen varastointikyky siten 37w. Jos saa euron kipale, niin kilowatti siis 27eur.
Kannattaa siis huonosti, koska kylmäkallet ovat liian kalliita. Pitää ottaa jokin halvempi astia. Toinen seikka on se, että kylmäkalleissa on suolavettä sisällä, joka laskee jäätymislämpötilaa, eli ne pitäisi ensin tyhjentää ja korvata puhtaalla vedellä.
 Olisiko sopiva varaaja-astia littana viru kangea pullo? Niitä vapautuu tietyissä piireissä huomattavia määriä, joten hankintahinta voisi olla sopivan matala?

T:Eerin

avris

  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 32
Pullot taisivat olla polypropeenia. Sopiva muotti esimerkiksi kipsistä ja kiehuvaa vettä pienellä paineella ja voila on uusi muoto pullolla.

Lainaus käyttäjältä: Esko Valtanen, Tekniikan taulukkokirja, 13.painos, Gummerus 2005
Polypropeeni (PP)
    Rajoitukset
    • Haurastuu -5'C
    Erikoisominaisuudet
    • Kevein muovi
    • Hyvät lujuusominaisuudet
    • Metallisesti pinnoitettava
    • Saranan teko mahdollinen kansioihin tai koteloihin
    Käyttöesimerkkejä
    • Auton tuulettimen siipipyörä
    • Kansiot
    • Pullot
    • Tulpat, kannet
    • Kuituina matossa
    • Köydet
    • jne.
    Lämmönjohtavuus (lambda): W/Km 0,1..0,22
    Muodonpysyvyyslämpötila (Fisco/A,Viscat/B): 'C A60..70 ja B85..100
    Jatkuva käyttölämpötila Ylin 100'C Alin 0..-30'C

PS. Eihän jään eristysvaikutuksella ole varsinaisesti merkitystä suljetussa systeemissä jos ei tavoitella maksimaalista kylmää vaan tasaista viileää..

Edit. typoja.
« Viimeksi muokattu: 15.07.11 - klo:22:39 kirjoittanut avris »

kotte

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 999
Yksi mahdollinen jäävaraston periaate olisi käyttää sopivaa suolaliuosta. Vesi erottuu jääkiteinä ja väkevöi suolaliuosta, joka kuljettaa lämmön.

Jos suolan sijasta käyttää sokeria, tietääkin mistä ajatus on peräisin, eli jäätelökoneesta. Jäätelön valmistuksessa pystytään siirtämään lämpöenergiaa varsin tehokkaasti eikä vatkaus tyypillisesti vaadi kuin ehkä 10-20% siirrettävästä lämpöenergiamäärästä (häviötä toki silti). Myös erilaiset glykolit ja alkoholit tulevat kyseeseen kuljetusaineena liuoksessa.

eros

  • Aktiivijäsen
  • ***
  • Viestejä: 453
PS. Eihän jään eristysvaikutuksella ole varsinaisesti merkitystä suljetussa systeemissä jos ei tavoitella maksimaalista kylmää vaan tasaista viileää..

Väärin, kompura joutuu tappelemaan sitä vastaan, eli höyrystimen lämpötila tippuu, systeemin kylmäteho heikkenee ja cop laskee. Eli ei voi tehdä yhtä umpinaista jääkönttiä, jos haluaa hyötysuhteen ylös.

T:Eerin

Ilmaisenergia.info