!!!Вентиляторный охладитель для аквы ОТЧЕТ!!!

[MexaHu3aTop]

Нынешнее лето заставило всерьез заняться вопросом охлаждения воды в аквасе.
За окном +43’С, в комнате и, соответственно, аквасе +32’C.
Если мухи «хекают», то что про рыбасов говорить?
В силу ряда обстоятельств, кондиционер ставить не представляется возможным.
Что остается?
Простейшее - грузить пластиковые бутылки со льдом.
Так и поступил. Уходя на работу, закидывал 3 двухлитровые бутылки льда в 110-л акву. Температура снижалась до 28-29 градусов. Придя домой обнаруживал, что вода снова в районе 32 градусов….
Намаявшись с бутылками со льдом, решил подойти к данному вопросу с инженерной точки зрения.
Купил на строительном ж/д рынке 3 метра медной трубки с внутренним диаметром около 3 мм.
Обмотал этой трубкой бутылку со льдом с небольшим зазором, т.е. соорудил простейший теплообменник. Затем обернул бутылку со змеевиком двумя слоями фольгированного термоизола, торцы закрыл кружками, вырезанными из того же термоизола. Пустил воздух от компрессора через этот теплообменник. Лед в термоизолированном тубусе сохранялся в течение почти двух суток. В результате поимел понижение температуры воды аж на 1 градус, хотя температура воздуха после теплообменника понизилась до +27’С.
Мда…. Не густо.
Полез в инет, потом на форум, посмотреть чем народ спасается.
Набрел на эту тему, соорудил и себе ветродуй из антикварного Целероновского кулера и китайского блока питания.
Расположил конструкцию на боковой стенке под углом 30 градусов в месте выхода воздуха после теплообменника, крышку убрал, не стал заморачиваться со стационарной установкой, прорезанием отверстий и т.д.
На градуснике столбик на глазах ушел вниз на 6’C, у меня на столько же сантиметров ушли брови вверх от изумления, а потом включилась грелка, установленная на 26’С.
Крышку с лампами потом просто приподнял чуть выше высоты ветродуя, подложив по краям два куска пенопласта.
К концу дня влажность в комнате ощутимо повышалась, но это быстро устранялось открытием форточки и проветриванием.
Осмыслив произошедшее, решился подойти к вопросу чуть шире, заодно поделиться мыслями с уважаемой аудиторией.
Почему морской бриз воспринимается в виде прохлады? – Когда горячий воздух перемещается над морем, часть воды моря поглощает тепло и испаряется, воздух охлаждается и становится освежающим бризом.
Поэтому на пром.предприятиях не придумали ничего более эффективного, чем охлаждение воды испарением в градирнях (аналог флейты в наших аквариумах).
В градирнях нагретая вода в виде пленок и капель контактирует с атмосферным ненасыщенным влагой воздухом и частично испаряется, отбирая теплоту на испарение от основной массы воды.
Вот технические данные по видам градирен.
В открытых градирнях для протока воздуха используется сила ветра и частично естественная конвекция. Удельная тепловая нагрузка на открытые градирни составляет (7-15)х103 ккал/(ч*м2), перепад температур 5-10°С, разность температуры охлажденной воды и температуры воздуха по смоченному термометру 10-12°С.
В башенных градирнях тяга воздуха создается за счет высокой вытяжной башни. Удельная тепловая нагрузка в них составляет (60-100)х10 3ккал/(ч*м2) ( 70-116 Вт/м2), перепад температур воды 5-15°С, разность температуры воды охлаждаемой и температуры воздуха по смоченному термометру 8-10°С.
В вентиляторных градирнях воздух прокачивается с помощью нагнетательных или вытяжных вентиляторов. В этих градирнях допускается удельная тепловая нагрузка (80-100)х103 ккал/(ч*м2) (93-116 Вт/м2) и выше. Перепад температур воды 3-20°С, разность температур охлаждаемой воды и температуры воздуха по смоченному термометру 4-5 °С.
----------------------------------------------------------------------
Когда температура воды, снижаясь, приближается к температуре Т, равной температуре воздуха по смоченному термометру, т.е., проще говоря, когда влажность воздуха становится равной 100%, охлаждение жидкости прекращается из-за отсутствия испарения вследствие достижения предела парциального давления паров воды.
Термодинамический предел понижения температуры - это температура по смоченному термометру (см. табл).
--------------------------------------------------------------
Tсух,'С 25 | 35
--------------------------------------------------------------
Влажность воздуха, % 40 60 80 | 40 60 80
--------------------------------------------------------------
Tсмоч,'С 15,6 19,1 22,2 | 23,2 27,8 31,6
--------------------------------------------------------------
Проанализировав данные таблицы, при регулярном проветривании помещения (влажность воздуха 40%) можно спрогнозировать теоретически возможный предел охлаждения воды:
без пропускания компрессорного воздуха через теплообменник – порядка 23’C;
с охлаждением компрессорного воздуха в теплообменнике – около 16’С.
Вывод: заморочки с теплообменником целесообразны только в случае необходимости экстренного снижения температуры, т.к. сами понимаете – 16 градусов в аквасе нам не надо)))))
И для полной ясности, так сказать, упрощенно сравним "вентиляторный" и "бутылочно-ледяной" методы охлаждения.
Условие задачи:
- сколько литров воды надо испарить и сколько льда потребуется, чтобы снизить температуру в 110-литровом аквариуме с 32'C до 26'C?
Исходные данные:
Удельная теплоемкость воды - 4,184 кДж/кг*К.
Теплота испаpения воды пpи 25 гpадyсах - 2494 кДж/кг
Удельная теплота плавления льда - 336 кДж/кг

Чтобы выполнить задачу, нам надо вывести из аквариума:
4,184кДж/кг*К * 110литpов воды ( кг) * (32-26)гpадyсов = 2761,44 кДж тепла.
тогда нам нyжно испаpить:
2761,44 кДж / 2494кДж/кг ~1,2 литра воды (1,1% от объема акваса).

Теперь сколько льда нам нyжно бpосить в акваpиyм:
2761,44кДж / 336кДж/кг ~ 8 кг льда

Итог: 1:8. Даже не как в песне Аргентина-Ямайка)))))))

Вывод: обычный вентилятоp для интеловского целерона, питаемый от 6V, смог поддеpживать в 110-л аквариуме разницу температур в 7-8 гpадyсов. В комнате было 32’C, в акваpиyме температура опустилась до 26’C. Потом пеpиодически включалась гpелка, yстановленная на эти самые 26 гpадyсов - спор 150W обогpевателя и маленького вентилятоpа в легкую выигpал вентилятоp.

В постах, опубликованных ранее, поднимался вопрос о целесообразности установки вентилятора, работающего на выдув.
Ответ очевиден: установка вентилятора, работающего на выхлоп, целесообразна.
Этим мы добьемся снижения парциального давления паров воды под крышкой, чем обеспечим более высокий КПД системы охлаждения.
Вмонтировав два ветродуя в крышку, я теперь озадачился вопросом автоматики.
Теперь надо систему дополнять термодатчиком с прерывателем (или как там это называется), чтобы автоматически выключался вентилятор, вместо того, чтобы включалась грелка.