Charcoal Cooler/fr
| Taper | |
|---|---|
| Auteurs | Lisa Crofoot |
| Emplacement | Kingston , Canada |
| Statut | Conçu Modélisé Prototypé |
| Années |
Un refroidisseur à charbon utilise le principe du refroidissement par évaporation pour maintenir une température intérieure fraîche afin de réfrigérer et de conserver les aliments. L'appareil est construit à partir d'une structure en bois ouverte, dont les parois sont remplies de charbon de bois et maintenues humides en permanence. Lorsque de l'air chaud et sec traverse le charbon humide, l'eau s'évapore dans l'air et le refroidit. Les principes fondamentaux du transfert de chaleur et de masse sous-tendent le fonctionnement du refroidisseur à charbon. Un modèle analytique simplifié a été développé dans Engineering Equation Solver (EES) afin de déterminer le fonctionnement du refroidisseur à charbon dans diverses conditions extérieures et variables de conception. Il a été constaté que les dimensions du refroidisseur ont un impact minimal sur la température intérieure maintenue, tandis que les conditions ambiantes ont un impact significatif sur le fonctionnement de l'appareil. Un prototype de refroidisseur a été construit afin d'élaborer des instructions de construction détaillées. Les travaux futurs sur ce projet comprendront des tests du prototype pour la validation du modèle. Le modèle EES, le fichier CAO et les documents PDF imprimables sont disponibles dans la section « Documents supplémentaires » .
Besoin de développement
Le refroidissement par évaporation peut répondre à deux besoins majeurs en matière de développement : le refroidissement des locaux ( climatisation ) et la réfrigération. La glacière à charbon répond aux besoins de réfrigération dans les zones sans électricité.
La réfrigération des aliments permet de ralentir la prolifération bactérienne et de prolonger leur durée de conservation. Les réfrigérateurs classiques, maintenus à une température d'environ 2 à 3 °C, peuvent prolonger la durée de conservation des produits de plusieurs semaines. [ 1 ]
Dans les climats chauds où l'électricité est indisponible, la réfrigération des aliments est une nécessité pour le développement. Au Soudan, par exemple, les tomates ne se conservent que deux jours en plein soleil. [ 2 ] La conservation des récoltes par réfrigération peut contribuer à lutter contre la faim et la famine dans les pays en développement en préservant la fraîcheur des aliments plus longtemps. Dans les régions dépourvues d'électricité, la réfrigération est particulièrement complexe et a conduit à la conception de divers dispositifs de réfrigération thermique, notamment les refroidisseurs par évaporation. Bien que ces appareils ne soient généralement pas capables de maintenir des températures de 2 à 3 degrés Celsius, ils peuvent être nettement plus froids que la température ambiante, et même des baisses modérées peuvent prolonger considérablement la durée de conservation des produits. Par exemple, lorsqu'elles sont conservées avec un dispositif similaire de refroidissement par évaporation, la durée de conservation des tomates peut être prolongée de 2 à 20 jours. [ 2 ] Le refroidissement par évaporation présente l'avantage supplémentaire d'augmenter le taux d'humidité de l'air, ce qui empêche les aliments de se dessécher et prolonge leur durée de conservation. [ 3 ]
La réfrigération est également importante pour le stockage des vaccins et des médicaments , mais la baisse de température et le contrôle de la température requis rendent le refroidissement par évaporation inadapté à cette application.
Limitations climatiques
Comme expliqué plus loin dans les principes d'ingénierie, le potentiel de refroidissement par évaporation dépend de la différence entre les températures de bulbe humide et de bulbe sec de l'air. L'air humide présente une humidité relative élevée et une faible capacité d'évaporation de l'humidité. À mesure que l'humidité relative de l'air augmente, les performances du système diminuent, ce qui limite son application dans les climats humides. Le refroidissement par évaporation est plus efficace dans les climats où l'humidité relative est inférieure à 30 %. [ 4 ] À mesure que l'humidité augmente, la capacité de refroidissement diminue et la différence de température entre l'extérieur et l'intérieur de la chambre diminue. Pour tester l'efficacité du refroidissement par évaporation, la température du bulbe humide peut être mesurée en plaçant un chiffon humide à l'extrémité d'un thermomètre et en l'agitant dans l'air. [ 3 ] La température lue par le thermomètre est la température minimale théorique pouvant être atteinte par refroidissement par évaporation.
De plus, un refroidissement par évaporation doit être utilisé dans les zones où l'eau est disponible. Selon les conditions et les dimensions du refroidisseur, l'appareil peut consommer entre 20 et 70 L d'eau par jour en fonctionnement efficace.
Principes scientifiques
Le refroidissement par évaporation repose sur le principe selon lequel l'eau a besoin d'énergie thermique pour s'évaporer. Dans les climats chauds et relativement secs, l'évaporation de l'eau dans l'air chaud et sec peut créer un effet de refroidissement, idéal pour la climatisation ou la réfrigération. La chaleur évacuée d'un espace par évaporation de l'eau est donnée par l'équation 1.
Q˙=met˙het(1)
Q est la chaleur évacuée en kW,met˙est le taux d'évaporation de l'eau en kg/s, et h e est la chaleur latente d'évaporation de l'eau (~2270 kJ/kg). [ 5 ] La capacité de refroidissement est donc approximativement proportionnelle au taux d'évaporation de l'eau, qui dépend de :
- Température ambiante
- Humidité ambiante
- Superficie
- Médias évaporatifs
- Mouvement de l'air (naturel ou artificiel)
Pour maximiser les effets de refroidissement, ces variables doivent être optimisées pour une application donnée.
Psychrométrie
L'évaporation, processus de transformation de l'eau de l'état liquide à l'état gazeux, nécessite de la chaleur provenant du milieu ambiant. Les propriétés psychrométriques de l'air humide, ainsi que les principes de transfert de chaleur et de masse, s'appliquent à l'évaporation de l'eau pour le refroidissement. Comprendre les propriétés de l'air humide est essentiel pour comprendre le fonctionnement du refroidissement par évaporation.
L'air humide est composé de vapeur d'eau et d'air sec. La pression totale de l'air est la somme des pressions partielles de la vapeur d'eau et de l'air sec, comme le montre l'équation 2.
P=Pun+Pv(2)
L'air saturé est un mélange d'air sec et de vapeur d'eau saturée. Lorsque l'air est saturé, la pression de vapeur Pv est égale à la pression de saturation Pv ,max de l'eau à la température de l'air. Comme la pression de saturation augmente avec la température, l'air à température élevée a la capacité de retenir davantage d'humidité.
L'humidité désigne la quantité d'eau présente dans l'air et peut être exprimée de deux manières. L'humidité relative, équation 3, est le rapport entre l'humidité de l'air et l'humidité de l'air saturé à la même température.
RH=PvPv,munx(3)
L'humidité relative est donc fonction à la fois de la température et de la teneur en humidité.
L'humidité absolue est le rapport entre la masse d'eau et la masse d'air sec et est donnée par l'équation 4.
ω=mvmun=0.622PvP−Pv(4)
L'humidité absolue n'est donc qu'une fonction de la teneur en humidité.
La force motrice de l'évaporation de l'air est la différence de pression de vapeur entre l'air et l'eau. À une température plus élevée et une humidité relative plus faible, l'air peut évaporer davantage d'humidité que l'air frais ou humide. Le potentiel d'évaporation est proportionnel à la différence entre les températures sèche et humide. La température sèche mesure la température du flux d'air, tandis que la température humide représente à la fois la température et l'humidité. La température humide peut être mesurée en plaçant un chiffon humide à l'extrémité d'un thermomètre et en laissant passer l'air dessus tout en lisant la température. L'humidité relative et l'humidité absolue peuvent ensuite être déterminées à partir d'une courbe psychométrique .
Évaporation
L'évaporation est le changement d'état entre un liquide et un gaz. Pour l'eau et l'air, l'évaporation implique la vaporisation d'eau liquide dans un flux d'air humide. Pour le modèle du refroidisseur Charcol, deux cas simplifiés de transfert de masse ont été considérés : l'évaporation à partir d'une surface et l'évaporation à travers un milieu de transfert.
Évaporation d'une surface
Une corrélation empirique simple peut être utilisée pour estimer le taux d'évaporation de l'eau d'une surface. La figure 1 en présente un schéma.
L'équation 5 donne la corrélation empirique pour le taux d'évaporation m e en kg/h. [ 6 ]
met˙=UN(25+19Vwjend)(ωsunt−ω)(5)
ωsuntest l'humidité absolue de saturation à la température ambiante etωest l'humidité absolue réelle. A est la surface de l'eau.
Évaporation à travers un milieu de transfert
De nombreux systèmes de refroidissement par évaporation font passer l'air à travers un tampon poreux imbibé d'eau, constamment alimenté. La figure 2 présente un schéma.
L'efficacité d'évaporation du milieu est donnée par l'équation 6. [ 7 ]
etff=T1−T2T1−Twettbtoilb,1(6)
Il devrait être possible d'atteindre une efficacité de 60 à 90 % ; cependant, les valeurs d'efficacité pour des supports spécifiques peuvent être déterminées expérimentalement. [ 3 ] Un bilan énergétique sur le flux d'air donne le taux d'évaporation, exprimé dans l'équation 7.
(hun2+ω2hw2)=(ω2−ω1)hf+(hun1+ω1hw1)(7)
h a est l'enthalpie de l'air sec, h w est l'enthalpie de la vapeur d'eau et h f est l'enthalpie du liquide saturé à la température de l'eau dans le tampon. Le taux d'évaporation peut alors être déterminé à partir de l'équation 8.
met˙=munjer˙(ω2−ω1)(8)
munjer˙est le débit massique de l'air traversant le tampon imbibé.
Transfert de chaleur fondamental
La chaleur est transférée par conduction, convection et rayonnement. Les effets du rayonnement peuvent souvent être négligés, car ils sont faibles comparés à d'autres formes de transfert de chaleur. La conduction se produit à travers une surface solide et est donnée par l'équation 9.
Q˙=kUNt(ΔT)(9)
Q˙est la chaleur transférée en watts (W), k est le coefficient de conduction en W/mK, t est l'épaisseur du solide en mètres et delta T est la différence de température à travers le solide. Le coefficient de conduction est une propriété du matériau et peut être trouvé dans la littérature ou expérimentalement.
La convection se produit lorsqu'un fluide passe sur un objet solide et est donnée par l'équation 10.
Q˙=hUN(T−T∞)(10)
h est le coefficient de convection, A est l'aire, T est la température de l'objet solide etT∞est la température du fluide. Le coefficient de convection est fonction de la vitesse du fluide, de ses propriétés et des dimensions de l'objet. Il peut être déterminé expérimentalement ou à partir de corrélations dérivées.
Construction de l'appareil
Un prototype de refroidisseur à charbon a été construit. Les matériaux utilisés et les instructions de construction détaillées sont présentés ci-dessous. Le prototype mesurait 30 cm x 30 cm x 30 cm, mais les instructions s'appliquent quelle que soit la taille de l'appareil. L'un des avantages de cet appareil est sa polyvalence et la possibilité de le fabriquer à partir de nombreux matériaux disponibles ; des substitutions sont donc suggérées.
Un PDF imprimable comprenant les matériaux, les détails de construction et les instructions d'utilisation du refroidisseur est inclus dans les ressources supplémentaires .
Matériel requis
| Matériel | Image | Alterner | Coût approximatif ($ CA) |
|---|---|---|---|
| Bois 12 pieds de bois de 1 cm x 2 cm |  | Du bois d'une autre taille est utilisable. Du bambou ou tout autre matériau de structure fera également l'affaire. | 2 $/3 pi (8 $ au total) |
| Grillage à poules Environ 10 pieds carrés sont requis |  | 8 $/rouleau | |
| Tissu Toile de jute ou toile : environ 12 pieds carrés sont nécessaires |  | Un autre matériau en tissu absorbant peut être utilisé. | 1 $/12 pi2 |
| Clous Clous de finition et de menuiserie |  | Des vis peuvent remplacer les clous de charpente. Si vous disposez d'une agrafeuse et d'agrafes pour remplacer les clous de finition, la construction sera grandement facilitée. De la ficelle ou une corde peuvent être utilisées pour fixer les ossatures ensemble si nécessaire. | 2 $/paquet |
| Charbon de bois environ 4 kg | | Un autre matériau absorbant suffira à condition qu'il permette la circulation de l'air, puisse retenir une quantité substantielle d'humidité et puisse être contenu dans le cadre de la glacière. [ 3 ] | 10 $/paquet |
| 2 charnières |  | 3 $/paquet | |
| Panneau solide 1 pièce, environ 1 pi x 1 pi (dimensions de la base de la glacière) |  | Du bambou tressé ou des roseaux peuvent être utilisés pour remplacer la planche. | 1 $ |
| Tuyau en plastique d'environ 10 pieds 1/2 à 1 pouce de diamètre |  | Alternativement, des boîtes de conserve peuvent être placées sur le dessus de la glacière si aucun tuyau n'est disponible. Cette modification sera abordée plus en détail dans les instructions de montage. | 7,60 $/10 pi (5/8 po de profondeur) |
| Attaches Environ 8 dispositifs d'attache en plastique |  | La ficelle ou la corde est une bonne alternative pour les attaches. | 2 $/paquet |
| Un seau de n'importe quelle taille |  | Tout appareil pouvant contenir de l'eau peut être utilisé. Si des bidons sont utilisés à la place du tuyau, le seau devient inutile. | 5 $ |
| Outils Un marteau, une scie et des ciseaux ou un coupe-fil sont nécessaires |  | Un tournevis peut être utilisé si des vis remplacent des clous. Une agrafeuse peut faciliter la construction. Si de la ficelle est utilisée pour fixer les cadres, un marteau n'est pas nécessaire. |
Le coût total des matériaux est donc de 48,00 $ . Il est possible de réduire ce coût en utilisant des matériaux alternatifs ou recyclés.
Choisissez les dimensions (longueur, largeur et hauteur) et coupez le bois. L'appareil nécessite deux pièces de chaque longueur et largeur, et huit pièces de chaque hauteur.
Découpez la toile de jute et le grillage aux dimensions des quatre cadres créés. Cela devrait correspondre à des pièces d'environ 30 cm x 30 cm. Il vous faudra 8 morceaux de toile de jute et 9 morceaux de grillage.
Il devrait maintenant y avoir :
Fixez le tissu de jute et le grillage aux deux côtés restants à l'extérieur de la glacière.
Fixez les charnières sur la face ouverte du refroidisseur.
Attachez l'extrémité du tuyau. Versez un peu d'eau dans le tuyau pour que l'attache soit suffisante pour bloquer l'extrémité. Si l'attache ne suffit pas, utilisez un bouchon pour empêcher l'eau de s'écouler. Si vous n'avez pas de tuyau et que vous utilisez des boîtes de conserve, celles-ci peuvent être fixées au sommet du cadre, en perçant des trous à l'aide de clous dans les cavités réservées au charbon. Dans ce cas, il est recommandé d'utiliser des couvercles pour éviter l'évaporation de l'eau à la surface.
Placez du tissu ou des bandes tissées sur le dessus de la boîte et fixez-la en place.
Fixez l'extrémité libre du tuyau à la base d'un seau surélevé. À mesure que le seau se remplit d'eau, celle-ci s'infiltre dans les cavités, humidifiant le charbon et le tissu.
Fonctionnement de l'appareil
Les produits peuvent être placés sur l'étagère ou au fond du refroidisseur. L'appareil doit être placé à l'ombre, face au vent. Une ventilation artificielle peut également être utilisée. L'entretien est minimal, mais il est conseillé de surveiller le refroidisseur dès sa mise en place afin de garantir une humidification optimale du charbon.
Développement de modèles
Un modèle EES du refroidisseur à charbon a été développé afin de déterminer l'effet de diverses variables de conception ainsi que des conditions ambiantes. Le refroidisseur à charbon a été modélisé comme un volume de contrôle dont une face est perpendiculaire au vent ambiant. Le fichier EES est disponible en téléchargement dans la section « Documents supplémentaires » . La figure 3 présente un schéma du système modélisé.
Figure 3 : Schéma du modèle de refroidisseur Charcol
Les hypothèses suivantes ont été formulées pour l’analyse :
- Les conditions sont à l'état stable
- Le refroidisseur sera placé dans une région ombragée et les effets du rayonnement sont négligeables
- Le haut et le bas de la glacière sont isolés (pas de transfert de chaleur)
- La chaleur de vaporisation de l'eau est constante et de 2270 kJ/kg
- Aucune chaleur n'est générée à l'intérieur du refroidisseur
- L'ensemble du système fonctionne à la pression atmosphérique (101,325 kPa)
- Le charbon est maintenu continuellement humide (débit d'eau = taux d'évaporation)
Le transfert de chaleur à travers chaque côté du refroidisseur a été considéré individuellement et est expliqué ci-dessous.
Le modèle est disponible en téléchargement dans la section « Documents supplémentaires » . La vue schématique du modèle permet à l'utilisateur de saisir les conditions ambiantes (température, humidité relative, vitesse du vent), l'efficacité d'évaporation et les dimensions du refroidisseur, et de générer les conditions intérieures et les taux de transfert de chaleur.
Face 1
La face avant du refroidisseur peut être modélisée comme un flux d'air traversant un tampon humide. La figure 2 ci-dessus présente donc un schéma du flux d'air traversant la face avant du refroidisseur. Les équations décrites dans la section « Évaporation à travers un milieu de transfert » s'appliquent. Le transfert de chaleurQ1˙est égale au taux d'évaporation multiplié par l'enthalpie de vaporisation. La température interne du refroidisseur, T int, est calculée en fonction de l'efficacité évaporative et des conditions ambiantes, comme indiqué par l'équation 6. Cette température est supposée constante sur la largeur (b) du refroidisseur. La température interne dépend donc des conditions ambiantes et de l'efficacité évaporative.
Côtés 2 et 3
Les côtés 2 et 3 du refroidisseur ont le même taux de transfert thermique. Cependant, contrairement au côté 1, ce taux ne dépend pas uniquement du taux d'évaporation. La figure 4 présente un schéma de la paroi latérale vue de dessus.
Comme le montre la figure, il existe une convection à la surface, ainsi qu'une perte de chaleur par évaporation à l'intérieur du mur. On a supposé que l'évaporation se produisait uniquement sur les surfaces intérieures et extérieures du mur, et qu'elle pouvait être modélisée à l'aide de l'équation 5, la corrélation pour l'évaporation à surface libre.
Les coefficients de convection ont été calculés en utilisant la corrélation empirique pour la convection forcée sur une plaque plane avec un flux de chaleur constant, comme indiqué par l'équation 11. [ 8 ]
hbk=Ntoi=0.0308Ret4/5Pr1/3(11)
Nu est le nombre de Nusselt W , Re est le nombre de Reynolds W et Pr est le nombre de PrandtlW.
En appliquant les hypothèses énoncées, le mur a été modélisé à l’aide d’un réseau de résistance thermique, comme illustré ci-dessous dans la figure 5.
Comme le montre la figure, pour que la chaleur soit évacuée de l'intérieur de l'appareil, la somme de la chaleur évaporative doit être supérieure à la chaleur ajoutée par convection. Le coefficient de conduction du charbon de bois a été supposé identique à celui du bois, soit environ 0,16 W/mK. [ 9 ]
Face 4
L'arrière du refroidisseur permet un flux d'air constant à travers l'appareil et peut refroidir davantage le flux d'air s'il n'est pas saturé. L'évaporation entraînerait la sortie d'air plus frais de l'appareil, mais n'aurait que peu ou pas d'effet sur la température à l'intérieur du refroidisseur. Le transfert de chaleur par la face arrière du refroidisseur à charbon a été supposé négligeable et n'a pas été pris en compte dans le modèle. La conception de cette face arrière est détaillée dans les recommandations de conception.
Analyse du modèle
À l’aide du modèle analytique décrit dans Développement du modèle , les paramètres de conception ont été analysés pour déterminer les performances du dispositif dans diverses conditions.
Le taux de transfert de chaleur (Q˙) pour les côtés 1, 2 et 3 a été calculé et est présenté dans la figure 6 en fonction de la température ambiante (T1).
Deux observations intéressantes sont présentées sur cette figure. Premièrement, la chaleur évacuée par le côté 1 (face au vent) est nettement supérieure à celle évacuée par les côtés de l'appareil. L'analyse a donc supposé que la température à l'intérieur du refroidisseur était constante et fonction de l'évaporation par l'avant. L'évaporation sur les côtés du refroidisseur « annule » la chaleur qui autrement serait ajoutée à l'intérieur par convection. De ce fait, les parois latérales servent essentiellement à isoler l'appareil. Ce dernier aurait des performances comparables à celles de parois latérales isolées (avec de la mousse ou un matériau isolant équivalent). L'isolation des parois réduira considérablement la consommation d'eau, mais l'orientation de l'appareil deviendra un facteur primordial. Cette idée est développée plus en détail dans les recommandations de conception.
La figure 6 montre également que la chaleur évacuée de la face avant augmente avec la température, ce qui s’explique par l’augmentation du taux d’évaporation avec la température.
La température à l'intérieur de la chambre a été étudiée en fonction des conditions ambiantes (température et humidité). La figure 7 illustre ce tracé.
La température intérieure refroidie est donc beaucoup plus basse dans des conditions de faible humidité relative. Alors que le taux de transfert thermique augmente avec la température (comme le montre la figure 6), la température intérieure diminue lorsque la température ambiante est basse, car la chute de température requise est moins importante. En cas d'humidité élevée, l'appareil ne fournit pas un refroidissement suffisant pour réfrigérer efficacement les produits. Pour que la température intérieure soit inférieure à 20 °C, l'humidité doit être inférieure à 0,5.
Pour les figures précédentes, l'efficacité d'évaporation a été supposée être de 0,75. Il devrait être possible d'atteindre une valeur de 0,6 à 0,9 avec du charbon de bois. [ 3 ] La figure 8 montre l'effet de l'efficacité d'évaporation sur la température intérieure.
Une meilleure efficacité d'évaporation peut considérablement augmenter la capacité de refroidissement du refroidisseur. Des travaux futurs devront être menés pour déterminer les facteurs qui influencent ce paramètre et déterminer comment optimiser au mieux l'efficacité du charbon actif.
Enfin, le taux d'évaporation par chaque côté du récipient a été étudié en fonction des conditions ambiantes. La figure 9 illustre le taux d'évaporation par l'avant (côté 1) et la figure 10 illustre le taux d'évaporation par les côtés (2 et 3).
Les figures montrent que l'évaporation par la face avant du boîtier est nettement supérieure à celle des autres faces. Cette observation est liée à la conception de l'appareil : l'eau doit s'écouler vers les parois en charbon aussi rapidement qu'elle s'évapore. Par conséquent, le débit d'eau vers la face avant de l'appareil doit être nettement supérieur à celui des autres faces. Ce concept est abordé plus en détail dans les recommandations de conception.
Recommandations de conception
Sur la base de la construction du prototype et de l'analyse du modèle, les recommandations suivantes sont formulées pour la conception du refroidisseur :
- Le débit d'eau dans le refroidisseur est un paramètre important qui dépend des conditions ambiantes et des tubes ou boîtes utilisés. Le débit doit être égal au taux d'évaporation afin d'éviter toute fuite d'eau et tout dessèchement du charbon. Il est recommandé de percer les tubes à l'avant de l'appareil de manière plus large et plus rapprochée que sur les deux autres côtés.
- Selon la disponibilité du charbon de bois, la face arrière du refroidisseur n'a pas besoin de charbon, car l'évaporation de cette face ne contribue pas à l'effet de refroidissement. Il peut toutefois être utile d'installer du charbon de bois sur tous les côtés afin que l'orientation et la direction du vent n'aient aucune incidence.
- Les parois latérales de l'appareil pourraient être isolées afin de réduire la consommation d'eau. L'utilisation d'un matériau isolant disponible à l'intérieur du cadre en bois empêcherait le transfert de chaleur par convection, sans pour autant entraîner d'évaporation. Si les parois latérales sont isolées, l'orientation de l'appareil est primordiale, car celui-ci ne fonctionnera pas si le vent ne souffle pas sur sa face avant. Si un ventilateur électrique est disponible pour générer un flux d'air forcé dans une direction contrôlée, il est recommandé d'isoler les parois latérales. Si l'appareil utilise le flux d'air naturel du vent, l'utilisateur peut isoler les parois latérales, mais il doit maintenir l'appareil en bon état de fonctionnement, quelles que soient les variations de régime du vent.
- Les bidons ou le seau d’eau doivent être couverts pour éviter l’évaporation dans l’environnement ambiant.
- Le modèle a montré que les dimensions du refroidisseur n'ont pas d'impact majeur sur les performances. Cependant, certaines hypothèses du modèle ne sont pas valables pour les grandes dimensions. D'un point de vue purement constructif, il est plus facile de construire un refroidisseur cubique, car toutes les pièces de bois peuvent être coupées à la même taille.
Analyse des coûts
Une analyse économique simple a été réalisée (à partir de données canadiennes) afin de déterminer le coût de l'appareil sur toute sa durée de vie. Le coût des matériaux est indiqué ci-dessus dans la section « Matériaux requis » .
Veuillez noter que les premiers coûts, la main d'œuvre et les tarifs dépendent fortement de l'emplacement.
Premiers coûts :
| Article | Coût par unité | Nombre d'unités | Coût total |
| Matériels | |||
| 48,00 $ | |||
| Travail | 9,50 $/heure [ 10 ] | 3 | 28,50 $ |
| Total | 76,50 $ |
|---|
Coûts opérationnels :
| Article | Coût par unité | Nombre d'unités | Coût total |
| Eau | 0,86/1000L [ 11 ] | 100L/jour* | 0,086 $/jour |
- *Il s'agit d'une estimation prudente, car la consommation d'eau dépend fortement du climat. Des travaux futurs pourront modéliser cette consommation en fonction du climat et de la géographie.
Le coût dépend fortement du coût de l'eau et de la main-d'œuvre dans la région concernée. Des matériaux alternatifs et des coûts de main-d'œuvre plus faibles peuvent réduire considérablement le coût initial de l'appareil. De plus, le coût de l'eau varie selon la région et doit être calculé pour la région spécifique où l'appareil sera utilisé. Les « coûts d'exploitation » ci-dessus ne sont qu'un exemple. Ils n'incluent pas les frais de main-d'œuvre liés au transport de l'eau, qui peuvent être importants dans certaines régions.
Documents supplémentaires
- Média : CC ConstructionInstructions.pdf - Version imprimable des instructions détaillées pour la construction de l'appareil
- Média : CC Science Model.pdf - Version imprimable des principes scientifiques, du développement et de l'analyse du modèle
- http://sketchup.google.com - Le logiciel est disponible en téléchargement
Références
- ↑ « Fruits et légumes : conditions de stockage optimales ». Engineering Toolbox 2005. Consulté en ligne le 8 avril 2010. Disponible à l'adresse < http://www.engineeringtoolbox.com/fruits-vegetables-storage-conditions-d_710.html >
- ↑Aller jusqu'à :2.0 2.1 « Comment un réfrigérateur Zeer Pot prolonge la durée de conservation des aliments. » Practical Action 2009. Consulté en ligne le 8 avril 2010. Disponible : < http://practicalaction.org/?id=zeerpots >
- ↑Aller jusqu'à :3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Rusten, Eric. « Understanding Evaporative Cooling ». VITA 1985. Consulté en ligne le 8 avril 2010. Disponible : < http://www.fastonline.org/CD3WD_40/VITA/EVAPCOOL/EN/EVAPCOOL.HTM >
- ↑ Moran, MJ, Shapiro, HN Principes fondamentaux de la thermodynamique de l'ingénierie. 6e éd., John Wiley & Sons Inc., États-Unis : 2008. P. 686.
- ↑ Moran, MJ, Shapiro, HN Principes fondamentaux de la thermodynamique de l'ingénierie. 6e éd., John Wiley & Sons Inc., États-Unis : 2008. P. 817.
- ↑ « Évaporation des surfaces d'eau ». Engineering Toolbox 2005. Consulté en ligne le 8 avril 2010. Disponible à l'adresse < http://www.engineeringtoolbox.com/evaporation-water-surface-d_690.html >.
- ↑ « Principes fondamentaux du refroidissement par évaporation ». Western Environmental Services Corporation : 2009. Consulté en ligne le 8 avril 2010. Disponible : < http://web.archive.org/web/20171019165521/http://www.wescorhvac.com:80/Evaporative%20cooling%20white%20paper.htm >
- ↑ Incropera, FP, DeWitt, DP Principes fondamentaux du transfert de chaleur et de masse. Éd. 6. John Wiley & Sons Inc. États-Unis : 2007. P. 413.
- ↑ Incropera, FP, DeWitt, DP Principes fondamentaux du transfert de chaleur et de masse. Éd. 6. John Wiley & Sons Inc. États-Unis : 2007. P. 940.
- ↑ « Augmentation du salaire minimum en Ontario ». Gouvernement de l'Ontario, 2010. Consulté en ligne le 10 avril 2010. Disponible : < http://web.archive.org/web/20140108012445/http://www.labour.gov.on.ca:80/info/minimumwage/ >
- ↑ « Rapport sur la tarification de l'eau municipale ». Water.org 2008. Consulté en ligne le 10 avril 2010. Disponible : < http://www.priceofwater.com/municipal-summary.html >
| Auteurs | Lisa Crofoot |
|---|---|
| Licence | CC-BY-SA-3.0 |
| Organisations | Université Queen's |
| Cite as | Lisa Crofoot (2010–2025). "Charcoal Cooler". Appropedia. Retrieved July 10, 2025. |