Charcoal Cooler/ru

Данные проекта

Тип
Авторы	Лиза Крофут
Описание
Расположение	Кингстон , Канада
Статус	Разработано Смоделировано Прототип
Годы
Манифест ОКХ	Скачать

Угольный охладитель использует принцип испарительного охлаждения для поддержания прохладной внутренней температуры для охлаждения и сохранения продуктов питания. Устройство изготовлено из открытой деревянной рамы с заполненными углем сторонами, которая постоянно остается влажной. Когда теплый сухой воздух проходит через влажный уголь, вода испаряется в воздух, и он охлаждается. Основные принципы тепло- и массопереноса лежат в основе работы угольного охладителя. Упрощенная аналитическая модель была разработана в Engineering Equation Solver (EES) для определения функциональности угольного охладителя для различных наружных условий и проектных переменных. Было обнаружено, что размеры охладителя оказывают минимальное влияние на поддерживаемую внутреннюю температуру, однако условия окружающей среды существенно влияют на функциональность устройства. Был построен прототип охладителя для разработки подробных инструкций по сборке. Дальнейшая работа над этим проектом будет включать тестирование прототипа для проверки модели. Модель EES, файл CAD и печатные документы PDF доступны в разделе Дополнительные документы .

Потребность в развитии

Испарительное охлаждение может быть использовано для удовлетворения двух основных потребностей развития: охлаждения пространства ( кондиционирование воздуха ) и охлаждения . Угольный охладитель удовлетворяет потребность в охлаждении в районах, где нет электричества.

Охлаждение продуктов питания — это метод замедления роста бактерий и продления срока годности. Обычные холодильники поддерживают температуру около 2-3 градусов по Цельсию и могут продлить срок годности продуктов на несколько недель. ^{[ 1 ]}

В жарком климате, где нет электричества, охлаждение продуктов питания является потребностью развития. Например, в Судане помидоры продержатся всего 2 дня под палящим солнцем. ^{[ 2 ]} Сохранение урожая с помощью охлаждения может помочь в борьбе с голодом и голодной смертью в развивающихся странах, сохраняя продукты свежими дольше. В районах, где нет электричества, охлаждение является особенно сложной задачей и привело к разработке различных холодильных устройств, работающих на тепле, включая испарительные охладители . Хотя эти устройства обычно не способны поддерживать температуру 2-3 градуса Цельсия, они могут быть значительно ниже температуры окружающей среды, и даже умеренные перепады могут значительно продлить срок хранения продуктов. Например, при размещении с использованием аналогичного испарительного охлаждающего устройства срок хранения помидоров может быть продлен с 2 до 20 дней. ^{[ 2 ]} Испарительное охлаждение имеет дополнительное преимущество, поскольку увеличивает содержание влаги в воздухе, предотвращая высыхание продуктов и еще больше продлевая срок хранения. ^{[ 3 ]}

Охлаждение также важно для хранения вакцин и лекарств , однако необходимость снижения температуры и контроля температуры делает испарительное охлаждение непригодным для этого применения.

Климатические ограничения

Как обсуждается далее в инженерных принципах, потенциал испарительного охлаждения зависит от разницы температур воздуха по влажному и сухому термометру. Влажный воздух имеет высокую относительную влажность и не такую ​​большую способность испарять влагу. По мере увеличения относительной влажности воздуха производительность системы будет снижаться, ограничивая ее применение во влажном климате. Испарительное охлаждение наиболее эффективно в климате, где относительная влажность составляет менее 30%. ^{[ 4 ]} По мере увеличения влажности охлаждающая способность снижается, а разница температур между внешней и внутренней частью камеры уменьшается. Чтобы проверить, будет ли испарительное охлаждение эффективным, можно измерить температуру влажного термометра, поместив влажную ткань на конец термометра и проведя ею по воздуху. ^{[ 3 ]} Температура, считываемая термометром, является теоретически минимальной температурой, которая может быть достигнута с помощью испарительного охлаждения.

Дополнительно испарительное охлаждение должно использоваться в зонах, где доступна вода. В зависимости от условий и размеров охладителя, устройство может использовать 20-70 л воды в день при эффективной работе.

Научные принципы

Испарительное охлаждение основано на принципе, что для испарения воды требуется тепловая энергия. В жарком, относительно сухом климате испарение воды в горячий, сухой воздух может создать эффект охлаждения, подходящий для кондиционирования или охлаждения помещений. Тепло, удаляемое из помещения в результате испарения воды, определяется уравнением 1.

В˙=ме˙часе(1)

Q — отводимое тепло в кВт,ме˙- скорость испарения воды в кг/с, а h _e - скрытая теплота испарения воды (~2270 кДж/кг). ^{[ 5 ]} Таким образом, охлаждающая способность приблизительно пропорциональна скорости испарения воды, которая зависит от:

• Температура окружающей среды
• Влажность окружающего воздуха
• Площадь поверхности
• Испаряющиеся среды
• Движение воздуха (естественное или искусственное)

Чтобы максимизировать эффект охлаждения, эти переменные необходимо оптимизировать для конкретного применения.

Психрометрия

Испарение, процесс превращения воды из жидкости в газ, требует тепла из окружающей среды. Психрометрические свойства влажного воздуха, а также принципы тепло- и массопереноса применяются к испарению воды для охлаждения. Понимание свойств влажного воздуха является ключом к пониманию того, как работает испарительное охлаждение.

Влажный воздух — это воздух, состоящий из водяного пара и сухого воздуха. Общее давление воздуха — это сумма парциальных давлений водяного пара и сухого воздуха, как показано в уравнении 2.

П=Па+Пв(2)

Насыщенный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и насыщенного водяного пара. Когда воздух насыщен, давление пара P _v равно давлению насыщения P _v,max воды при температуре воздуха. Поскольку давление насыщения увеличивается с температурой, воздух при более высокой температуре имеет способность удерживать больше влаги.

Влажность относится к количеству влаги в воздухе и может быть выражена двумя способами. Относительная влажность, уравнение 3, представляет собой отношение влажности в воздухе к влажности в насыщенном воздухе при той же температуре.

РЧАС=ПвПв,мах(3)

Таким образом, относительная влажность воздуха является функцией как температуры, так и содержания влаги.

Абсолютная влажность — это отношение массы воды к массе сухого воздуха, которое определяется уравнением 4.

ω=мвма=0.622ПвП−Пв(4)

Таким образом, абсолютная влажность является функцией только содержания влаги.

Движущей силой испарения воздуха является разница в давлении пара между воздухом и водой. Воздух при более высокой температуре и более низкой относительной влажности способен испарять больше влаги, чем прохладный или влажный воздух. Потенциал испарения пропорционален разнице температур сухого и влажного термометра. Температура сухого термометра измеряет температуру воздушного потока, тогда как температура влажного термометра отражает как температуру, так и влажность. Температуру влажного термометра можно измерить, поместив влажную ткань на конец термометра и позволяя воздуху проходить над ней, одновременно считывая температуру. Затем относительную влажность и абсолютную влажность можно определить с помощью психометрической таблицы .

Испарение

Испарение — это изменение состояния между жидкостью и газом. Для воды и воздуха испарение включает испарение жидкой воды в поток влажного воздуха. Для целей модели Charcol Cooler были рассмотрены два упрощенных случая массопереноса: испарение с поверхности и испарение через среду переноса.

Испарение с поверхности

Простая эмпирическая корреляция может быть использована для оценки скорости испарения воды с поверхности. На рисунке 1 показана схема.

Уравнение 5 дает эмпирическую корреляцию для скорости испарения m _e в кг/ч. ^{[ 6 ]}

ме˙=А(25+19Вжянг)(ωсат−ω)(5)

ωсат- абсолютная влажность насыщения при температуре окружающей среды иω— фактическая абсолютная влажность. A — площадь водной поверхности.

Испарение через передающую среду

Многие испарительные охладители пропускают воздух через пористую пропитанную подушку, которая постоянно пополняется водой. На рисунке 2 показана схема.

Эффективность испарения среды определяется уравнением 6. ^{[ 7 ]}

ефф=Т1−Т2Т1−Тжетбтылб,1(6)

Должно быть возможным достичь эффективности 60–90 %; однако значения эффективности для конкретных сред можно определить экспериментально. ^{[ 3 ]} Энергетический баланс в потоке воздуха дает скорость испарения, выраженную в уравнении 7.

(часа2+ω2часж2)=(ω2−ω1)часф+(часа1+ω1часж1)(7)

h _a — энтальпия сухого воздуха, h _w — энтальпия водяного пара, а h _f — энтальпия насыщенной жидкости при температуре воды в прокладке. Скорость испарения затем можно определить из уравнения 8.

ме˙=маяг˙(ω2−ω1)(8)

маяг˙массовый расход воздуха, проходящего через смоченную прокладку.

Фундаментальная теплопередача

Тепло передается посредством проводимости, конвекции и излучения. Часто эффекты излучения можно игнорировать, так как они малы по сравнению с другими формами теплопередачи. Проводимость происходит через твердую поверхность и определяется уравнением 9.

В˙=кАт(ΔТ)(9)

В˙— это переданное тепло в ваттах (Вт), k — коэффициент теплопроводности в Вт/мК, t — толщина твердого тела в метрах, а delta T — разность температур в твердом теле. Коэффициент теплопроводности — это свойство материала, его можно найти в литературе или экспериментально.

Конвекция возникает при прохождении жидкости над твердым телом и описывается уравнением 10.

В˙=часА(Т−Т∞)(10)

h — коэффициент конвекции, A — площадь, T — температура твердого тела иТ∞— температура жидкости. Коэффициент конвекции зависит от скорости жидкости, ее свойств и размеров объекта. Его можно определить экспериментально или из полученных корреляций.

Конструкция устройства

Был построен прототип угольного охладителя. Использованные материалы и подробные инструкции по сборке приведены ниже. Прототип угольного охладителя имел размеры 1 фут x 1 фут x 1 фут, но инструкции должны применяться независимо от размера устройства. Одним из преимуществ этого устройства является то, что оно универсально и может быть изготовлено из многих доступных материалов, поэтому предлагаются замены.

В разделе «Дополнительные ресурсы» содержится PDF-файл для печати, включающий материалы, сведения о конструкции и инструкции по эксплуатации охладителя .

Необходимые материалы

Материал	Картина	Альтернативный	Приблизительная стоимость ($ CA)
Древесина 12 футов бруса 1 см x 2 см		Можно использовать древесину другого размера. Также подойдет бамбук или любой другой конструкционный материал.	$2/3 фута (всего $8)
Сетка из мелкоячеистой проволоки. Требуется около 10 кв. футов.			$8/рулон
Ткань Джутовая ткань или холст: требуется около 12 кв. футов.		Можно использовать другой впитывающий тканевый материал.	1 доллар США/12кв.фута
Гвозди Отделочные и столярные гвозди		Вместо плотницких гвоздей можно использовать шурупы. Если есть возможность, то степлер и скобы вместо финишных гвоздей значительно облегчат строительство. При необходимости для скрепления каркаса можно использовать шпагат или веревку.	2$/упаковка
Древесный уголь примерно 4 кг		Подойдет и другой абсорбирующий материал, если он обеспечивает циркуляцию воздуха, может удерживать значительное количество влаги и может быть помещен в раму охладителя. [ 3 ]	10 долл. США/упаковка
2 петли			3$/упаковка
Сплошная доска 1 шт., примерно 1 фут x 1 фут (размеры основания кулера)		Вместо доски можно использовать плетеный бамбук или тростник.	1 доллар
Пластиковый шланг примерно 10 футов диаметром 1/2-1 дюйм		В качестве альтернативы, банки можно разместить на верхней части охладителя, если шланг недоступен. Эта модификация будет рассмотрена далее в инструкции по сборке.	7,60 долл. США/10 футов (5/8 дюйма глубиной)
Стяжки Около 8 пластиковых стяжек		Хорошей альтернативой для завязок являются шпагат или веревка.	2$/упаковка
Одно ведро любого размера		Можно использовать любое устройство, которое может удерживать воду. Если вместо шланга используются банки, ведро не нужно.	5 долларов
Инструменты. Необходимы молоток, пила и ножницы или кусачки.		Если гвозди заменяются шурупами, можно использовать отвертку. Степлер поможет в строительстве. Если для скрепления каркаса используется шпагат, молоток не нужен.

Общая стоимость материалов составляет $48.00 . Стоимость может быть снижена за счет использования альтернативных или переработанных материалов.

1

Выберите размеры (длину, ширину и высоту) и нарежьте древесину. Для устройства требуется по 2 куска каждой длины и ширины и 8 кусков высоты.

2

Создайте 2 U-образные рамы (U-1), при этом толстая часть древесины будет формировать толщину рамы. Прибейте основание к двум другим частям, как показано на рисунке стрелками.

3

Создайте еще 2 U-образные рамы (U-2). Толстая часть древесины должна быть по-прежнему толщиной, но на этот раз соедините их вместе, как показано стрелками на изображении.

4

Отрежьте джутовую ткань и проволочную сетку, чтобы они соответствовали четырем созданным рамкам. Это должно соответствовать кускам размером примерно 1 фут x 1 фут. Требуется 8 кусков джутовой ткани и 9 кусков проволочной сетки.

5

Прикрепите джутовую ткань к одной стороне каждой рамы с помощью финишных гвоздей. Вставьте по одному гвоздю в каждый угол и дополнительные гвозди по мере необходимости. Для крепления можно также использовать степлер и скобы.

6

Закрепите проволочную сетку поверх джутовой ткани каждой рамы. Можно использовать крепежные гвозди, но их следует загибать поверх проволочной сетки, чтобы удерживать ее на месте. При обращении с проволочной сеткой следует соблюдать осторожность, так как ее края острые.

7

На каждой из рамок U-1 закрепите джутовую и отделочную проволоку с другой стороны.

Теперь должно быть:

• 
• 

8

Прибейте раму U-2 к раме U-1, чтобы сформировать трехмерную форму буквы L. Места гвоздей указаны стрелками.

9

Прибейте другую раму U-2 к раме U-1, чтобы сформировать трехмерную U-образную форму.

10

Измерьте доску, чтобы она подошла к дну кулера. Отрежьте доску нужной длины. Прибейте доску к дну.

11

Прикрепите джутовую ткань и проволочную сетку к оставшимся двум сторонам снаружи холодильника.

12

Прикрепите по три гвоздя по краям рамы, направив их по диагонали к центру охладителя.

13

Используя кусок проволочной сетки, сделайте полку в середине коробки. Это делается путем вплетения сетки в выступающие гвозди. Проверьте полку, надавив на нее, чтобы увидеть, сможет ли она удерживать еду. В качестве замены можно использовать доску для формирования полки или плетеные тростники/бамбук, однако нетвердый материал будет более эффективным.

14

Прикрепите петли к открытой стороне охладителя.

15

Прикрепите оставшуюся раму U-1 к петлям, чтобы сформировать дверь для охладителя. Если дверь не закрывается, можно установить защелку, чтобы удерживать ее закрытой по мере необходимости.

16

Заполните полости, образованные джутовой тканью и проволочной сеткой, древесным углем. Древесный уголь должен быть равномерно распределен по всей полости. Древесный уголь должен быть кусками диаметром около 0,5 см. ^{[ 3 ]} Сетчатая проволока должна быть достаточно прочной, чтобы удерживать уголь на месте и не допускать раздувания полостей.

17

Свяжите конец шланга. Налейте в шланг немного воды, чтобы убедиться, что стяжки достаточно, чтобы заблокировать конец шланга. Если стяжки недостаточно, необходимо использовать пробку, чтобы вода не вытекала через шланг. Если шланга нет и используются банки, банки можно прикрепить к верхней части рамы, пробив отверстия гвоздями в угольных полостях. Если используется этот метод, рекомендуется, чтобы банки были с крышками, чтобы предотвратить испарение воды с поверхности банок.

18

Начиная от проема двери, проложите шланг по открытым сторонам коробки. Закрепите шланг на месте, используя стяжки, чтобы прикрепить шланг к проволочной сетке. Убедитесь, что отверстия направлены вниз, в полости, заполненные углем.

19

Проткните отверстия примерно на 4 фута шланга. Отверстия должны быть расположены на расстоянии около 0,5-1 см друг от друга и могут быть сделаны с помощью гвоздя. Размер и расстояние между отверстиями требуют некоторого экспериментирования и зависят от скорости испарения для данного климата. Древесный уголь должен постоянно поддерживаться влажным, но не должен быть настолько влажным, чтобы капать со дна охладителя. Скорость потока воды через отверстия должна, таким образом, равняться скорости испарения. Если сделанные отверстия слишком большие, можно использовать воск свечи, чтобы заполнить их, и можно сделать новые отверстия через воск с помощью булавки. ^{[ 3 ]}

20

Положите ткань или плетеные прутья на верхнюю часть коробки и закрепите ее на месте.

21

Прикрепите свободный конец шланга к основанию поднятого ведра. По мере наполнения ведра водой вода будет просачиваться в полости, смачивая уголь и тканевый материал.

Эксплуатация устройства

Продукт можно разместить на полке или на дне охладителя. Устройство следует разместить в тени, одной стороной к ветру. Также можно использовать искусственную циркуляцию воздуха с помощью вентилятора. Требуется очень мало обслуживания, однако при первой сборке охладитель следует контролировать, чтобы обеспечить эффективное увлажнение угля.

Разработка модели

Модель EES угольного охладителя была разработана для определения влияния различных проектных переменных, а также условий окружающей среды. Угольный охладитель был смоделирован как контрольный объем с одной гранью, перпендикулярной окружающему ветру. Файл EES доступен для загрузки в разделе Дополнительные документы . На рисунке 3 показана схема смоделированной системы.

Рисунок 3: Схема модели охладителя Charcol

Для анализа были сделаны следующие предположения:

• Условия находятся в устойчивом состоянии.
• Охладитель будет размещен в затененной области, а воздействие излучения будет незначительным.
• Верхняя и нижняя части охладителя изолированы (теплопередача отсутствует)
• Теплота парообразования воды постоянна и составляет 2270 кДж/кг.
• Внутри охладителя не вырабатывается тепло.
• Вся система работает при атмосферном давлении (101,325 кПа).
• Уголь постоянно поддерживается во влажном состоянии (поток воды = скорость испарения)

Передача тепла через каждую сторону охладителя рассматривалась отдельно и поясняется ниже.

Модель доступна для загрузки в разделе Дополнительные документы . Диаграмма модели позволяет пользователю вводить условия окружающей среды (T, RH, скорость ветра), испарительную эффективность и размеры охладителя, а также выводить внутренние условия и скорости теплопередачи.

Сторона 1

Переднюю сторону охладителя можно смоделировать как поток воздуха через влажную подушку. Рисунок 2 выше, таким образом, является схемой потока воздуха через переднюю часть охладителя. Применяются уравнения, перечисленные в разделе Испарение через передающую среду . Передача теплаВ1˙равна скорости испарения, умноженной на энтальпию испарения. Температура внутри охладителя T _int рассчитывается на основе испарительной эффективности и условий окружающей среды, как указано в уравнении 6. Предполагается, что эта температура постоянна по ширине (b) охладителя. Таким образом, внутренняя температура зависит от условий окружающей среды и испарительной эффективности.

Стороны 2 и 3

Стороны 2 и 3 охладителя имеют одинаковую скорость теплопередачи, однако в отличие от стороны 1 скорость теплопередачи зависит не только от скорости испарения. На рисунке 4 показана схема боковой стенки, если смотреть сверху.

Как показано на рисунке, существует конвекция над поверхностью, а также испарительная потеря тепла изнутри стены. Предполагалось, что испарение происходит только на внутренней и внешней поверхностях стены, и что его можно смоделировать с помощью уравнения 5, корреляции для испарения свободной поверхности.

Коэффициенты конвекции были рассчитаны с использованием эмпирической корреляции для вынужденной конвекции над плоской пластиной с постоянным тепловым потоком, как указано в уравнении 11. ^{[ 8 ]}

часбк=Нты=0.0308Ре4/5Пг1/3(11)

Nu — число Нуссельта ^W , Re — число Рейнольдса ^W , а Pr —число Прандтля ^W.

Применяя указанные предположения, стена была смоделирована с использованием сети термического сопротивления, как показано ниже на рисунке 5.

Как видно из рисунка, для того, чтобы тепло было удалено изнутри устройства, сумма удаленного испарительного тепла должна быть больше тепла, добавленного от конвекции. Коэффициент теплопроводности для древесного угля предполагался таким же, как и для древесины, приблизительно 0,16 Вт/мК. ^{[ 9 ]}

Сторона 4

Задняя часть охладителя обеспечивает постоянный поток воздуха через устройство и может дополнительно охлаждать поток воздуха, если воздух не насыщен. Испарение приведет к выходу более холодного воздуха из устройства, но не окажет никакого влияния на температуру внутри охладителя. Передача тепла через заднюю поверхность угольного охладителя предполагалась незначительной и не учитывалась в модели. Конструкция этой задней поверхности далее обсуждается в рекомендациях по проектированию.

Анализ модели

Используя аналитическую модель, описанную в разделе «Разработка модели» , были проанализированы параметры конструкции для определения производительности устройства в различных условиях.

Скорость теплопередачи (В˙) для сторон 1, 2 и 3 была рассчитана и показана на рисунке 6 как функция температуры окружающей среды (T1).

На этом рисунке показаны два интересных наблюдения. Во-первых, тепло, отводимое стороной 1 (обращенной к ветру), значительно больше тепла, отводимого со сторон устройства. Поэтому для анализа предполагалось, что температура внутри охладителя постоянна и является функцией испарения через переднюю часть охладителя. Испарение на сторонах охладителя по сути «отменяет» тепло, которое в противном случае было бы добавлено внутрь за счет конвекции. Благодаря этому эффекту боковые стенки по сути действуют как изоляция устройства. Устройство будет работать сопоставимо с изолированными боковыми стенками (с использованием пены или эквивалентного изоляционного материала). Изоляция стен значительно сократит количество требуемой воды, однако ориентация устройства станет первостепенным соображением. Эта идея далее обсуждается в рекомендациях по проектированию.

На рисунке 6 также показано, что тепло, отводимое от передней поверхности, увеличивается с ростом температуры, что объясняется увеличением скорости испарения с ростом температуры.

Температура внутри камеры исследовалась в зависимости от условий окружающей среды (температуры и влажности). На рисунке 7 показан график.

Внутренняя, охлажденная температура, таким образом, намного ниже для условий с низкой относительной влажностью. Хотя скорость теплопередачи увеличивается с температурой (как показано на рисунке 6), внутренняя температура ниже при более низких температурах окружающей среды, поскольку требуемый перепад температуры не такой большой. При высокой влажности устройство не обеспечивает достаточного охлаждения для успешного охлаждения продукции. Чтобы внутренняя температура была ниже 20 градусов по Цельсию, влажность должна быть ниже 0,5.

Для предыдущих рисунков эффективность испарения предполагалась равной 0,75. С древесным углем должно быть возможно достичь значения 0,6-0,9. ^{[ 3 ]} На рисунке 8 показано влияние эффективности испарения на внутреннюю температуру.

Более высокая эффективность испарения может значительно повысить охлаждающую способность охладителя. Дальнейшая работа должна быть проделана для определения факторов, влияющих на этот параметр, и того, как наилучшим образом оптимизировать эффективность угольной среды.

Наконец, скорость испарения через каждую сторону контейнера была исследована как функция условий окружающей среды. Рисунок 9 показывает скорость испарения через переднюю часть (сторона 1), а рисунок 10 показывает скорость испарения через стороны (2 и 3).

Из рисунков видно, что испарение через переднюю поверхность коробки значительно выше, чем через остальные поверхности. Это наблюдение относится к конструкции устройства, поскольку вода должна поступать в угольные стороны так же быстро, как и испаряется. Поэтому скорость потока воды в переднюю поверхность устройства должна быть значительно выше, чем через остальные стороны. Эта концепция обсуждается далее в рекомендациях по конструкции.

Рекомендации по дизайну

На основании конструкции прототипа и анализа модели даны следующие рекомендации по проектированию охладителя:

1. Скорость потока воды в охладитель является важным параметром, который зависит от условий окружающей среды и используемых трубок или банок. Скорость потока должна быть равна скорости испарения, чтобы вода не вытекала из охладителя, а уголь не высыхал. Рекомендуется, чтобы отверстия в трубке на передней стороне устройства были больше и ближе друг к другу, чем на двух других сторонах.
2. В зависимости от наличия древесного угля задняя поверхность охладителя не требует древесного угля, поскольку испарение с этой поверхности не способствует охлаждающему эффекту. Однако может быть полезно включить древесный уголь со всех сторон, чтобы ориентация и направление ветра не имели значения.
3. Боковые стенки устройства могут быть изолированы для снижения необходимого использования воды. Использование доступного изоляционного материала внутри деревянной рамы предотвратит передачу тепла посредством конвекции, но не потребует испарения. Если боковые стенки изолированы, ориентация устройства очень важна, так как устройство НЕ будет работать, если ветер не будет падать на переднюю поверхность. Если доступен электрический вентилятор для создания принудительного потока воздуха в контролируемом направлении, рекомендуется изолировать боковые стенки. Если устройство должно использовать естественный поток воздуха от ветра, пользователь может изолировать боковые стенки, но должен поддерживать устройство, чтобы обеспечить правильную ориентацию, несмотря на изменение характера ветра.
4. Банки или ведра с водой следует накрыть, чтобы предотвратить испарение в окружающую среду.
5. С помощью модели было обнаружено, что размеры охладителя не оказывают большого влияния на производительность. Однако некоторые предположения модели не верны при больших размерах. Исходя исключительно из конструкции, проще всего построить охладитель в форме куба, поскольку все куски дерева можно разрезать до одинакового размера.

Анализ затрат

Был проведен простой экономический анализ (с использованием канадских цифр) для определения стоимости устройства в течение его срока службы. Стоимость материалов приведена выше в разделе « Необходимые материалы» .

Обратите внимание, что первоначальные затраты, трудозатраты и расценки во многом зависят от местоположения.

Первоначальные затраты:

Operational Costs:

• *This is a conservative estimate as water use depends greatly on the climate. Future work can address modeling this water use as a function of climate and geography.

The cost is highly dependent on the cost of water and labour for the given region. Alternative materials and lower labour costs can significantly reduce the first cost of the device. Additionally, the cost of water is region dependent, and should be calculated for the specific region the device is to be used. The above "operational costs" are merely an example. The operational costs shown do not include the labour costs of traveling to collect the water, which may be non-trivial in some regions.

Additional Documents

• Media:CC ConstructionInstructions.pdf - Printable version of the detailed instructions for device construction
• Media:CC Science Model.pdf - Printable version of the scientific principles, model development, and model analysis
• http://sketchup.google.com - The software is available for download

References

Данные страницы

Часть	Мех425
Ключевые слова	древесный уголь , испарительное охлаждение , сохранение продуктов питания , сетка , пластик , дерево , машиностроение , кондиционирование воздуха
ЦУР	SDG07 Доступная и чистая энергия
Авторы	Лиза Крофут
Лицензия	CC-BY-SA-3.0
Организации	Университет Квинс
Язык	Английский (en)
Переводы	Китайский , французский , польский , корейский , голландский , греческий , итальянский , арабский
Связанный	8 подстраниц , 19 страниц ссылка здесь
Просмотры	34,672 просмотров страниц ( еще )
Созданный	6 апреля 2010 г. Лиза Крофут
Последнее изменение	4 апреля 2025 г. от 190.150.218.102
Цитировать как	Лиза Крофут (2010–2025). «Угольный охладитель» . Appropedia . Получено 21 июня 2025 г. .
API-запросы	базовый , семантический , html , файлы , больше