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想了一个低成本降温风扇,不知道有没人做过

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  •   rekulas · 2016-07-18 12:45:08 +08:00 · 5027 次点击
    这是一个创建于 1243 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    整体原理很简单,热空气从铜管中经过,外部用雾化水汽对铜管进行降温,然后排出室内。

    降温效果比不上空调扇,但不会造成室内环境湿度失衡,而且工作原理又和风扇不同,能真正的降低室温

    目前能想到的问题是时间久了铜管可能会产生大量的水珠需要处理

    材料成本和运行成本应该都不高,经过淘宝计算 150 元以内可以做一个,不知道有没人做过类似的东东 = =

    27 回复  |  直到 2016-07-28 09:09:26 +08:00
        1
    timeback   2016-07-18 13:54:19 +08:00
    这个是空调的原理讲解吗?
        2
    GPU   2016-07-18 14:17:53 +08:00
    @timeback 他是和空调的原理相反了 。

    空调是通过 铜管内注入制冷剂吸热, 之后让空气流过铜管外部的。
        3
    zjqzxc   2016-07-18 14:32:38 +08:00
    “降温效果比不上空调扇,但不会造成室内环境湿度失衡,而且工作原理又和风扇不同,能真正的降低室温
    目前能想到的问题是时间久了铜管可能会产生大量的水珠需要处理”

    自己也提到了铜管可能会和参数大量水珠,还说不会造成室内环境湿度失衡,是不是有些矛盾呢
        4
    rekulas   2016-07-18 14:37:59 +08:00
    @zjqzxc 这个扇热部分是可以和室内环境隔离开的,只是这样会增加一些工作量,但至少不会导致水汽污染室内了
        5
    KCheshireCat   2016-07-18 14:38:31 +08:00
    http://www.bilibili.com/video/av5152608/

    Linus 蒸发式散热主机

    类似这个?只不过雾气直接外排不影响室内?
        6
    janrone   2016-07-18 15:02:03 +08:00
    建议网上看看用大号矿泉水瓶做的降温空调 。
        7
    gamexg   2016-07-18 16:47:13 +08:00
    效果应该不如空调扇吧?
    看空调扇的评价 /t/72851
        8
    rekulas   2016-07-18 19:38:16 +08:00
    @janrone 找到用冰来降温的方案,是这个吗?效果应该不错但是感觉冰块成本要不少

    @gamexg 低成本下比不上空调扇,但如果采用大流量配置,降温效果很有可能比空调扇好,因为空调扇并不能真正降温,只靠水汽蒸发,但水汽浓度达到一定效果就很弱了,而这个则可以真正把热量带出室外
        9
    wweir   2016-07-19 14:00:17 +08:00 via Android
    根据我的理解,效果比不上开窗通风。
    没有压缩机的强制冷热转移,散热再好也是卵用
        10
    NeoAtlantis   2016-07-20 06:39:29 +08:00 via Android
    别光算钱啊,算你这东西的制冷能力不是更重要吗。

    参考问题:需要的水流量,气流量,能达到的制冷量,还有温度变化。
        11
    NeoAtlantis   2016-07-20 12:50:06 +08:00
    @wweir 压缩机强制的是相变, 通过压力变化强制制冷剂实现吸热或者放热。

    楼主这个也是相变吸热。但是我怀疑以楼主这种常压、低密度(空气的密度是水的千分之一)的空气通过散热器的话,可能不是很有效率,可能只对很少的空气才有效果,或者需要比较大的散热器。

    实际上飞机上有类似的直接将空气降温的设备,但是要点在于要先将空气压缩——如果空气被理想情况压缩了之后又理想情况地膨胀回来, 温度当然还是压缩之前的温度,所以如果压缩之后的高温空气被冷却到室温,那么膨胀回来的空气就是冷气了。这样可以提高空气流量, 提高水带走热量的效率。毕竟常温下水蒸发也是很慢的,但是如果把水喷到很热的东西上,就会快些。

    将水和空气进行热交换的时候,还有个温度的限制,在热交换器中的空气温度是不可能降到比水低的(何况经验上要认为有差不多 5 摄氏度的温差), 这样就限制了能从空气中带走的热量的多少。

    空气在常温下的定压比热是 1kJ/(kg*K), 水是 4.2kJ/(kg*K), 1kg 的空气是 0.8 个立方米。如果用楼主的方案, 1kg 的水就算能将 1kg 的空气冷却 1 摄氏度, 那么冷却一个屋子假设 100 立方米的空气,就需要 100 公斤的水。

    如果一个活塞式的压缩机将 25 摄氏度的 1 公斤空气压缩到 2 倍大气压的压力, 那么空气出来的温度可以升高到将近 90 摄氏度(用理想气体等熵压缩来算)。将这 65 度的温差拿来用 1/4 公斤水冷却, 因为水的比热是空气的 4 倍(假设高压的时候还是这样), 所以水升温可以和空气降温差不多, 各自 32 度吧。膨胀之前的空气和水都是 58 摄氏度=331K 。冷却之后的高压空气膨胀到 1 个大气压, 温度变为 0.4 摄氏度。这样我们用了 25 公斤的水, 获得了比气温低 25 度的 100 立方米冷气, 还获得了 25 公斤的 58 度热水。

    -----

    这种将空气压缩,然后用水冷却的东西,市场上也有了,就是空气能空调。
        12
    rekulas   2016-07-20 17:31:11 +08:00
    @NeoAtlantis 感谢分析这么多,不过有些地方不赞同。

    “将水和空气进行热交换的时候,还有个温度的限制,在热交换器中的空气温度是不可能降到比水低的(何况经验上要认为有差不多 5 摄氏度的温差), 这样就限制了能从空气中带走的热量的多少。 ”

    空气温度不可能比水低是对的,但是后面的结论“ 1kg 的水就算能将 1kg 的空气冷却 1 摄氏度”并不赞同。降温主要靠水气蒸发-制冷铜管本身-铜管吸热,在室温不高时,这个效果不明显,但室温一旦升高(比如 29℃),降温效果会很显著, 1kg 水能降温的空气质量应该会远大于 1kg(最简单的测试夏天手臂上放上 30 度的热水开风扇吹,凭手感而论你觉得水的降温幅度有多少?),虽然我并没有做过相关试验,但是根据经验而论,夏天水气蒸发降温效果是很良好的。

    当然以上都是猜测,不过打算最近做一个模型来测试,如果有结论了会即使更新,无论是否正确。
        13
    rekulas   2016-07-20 17:32:12 +08:00
    及时
        14
    NeoAtlantis   2016-07-20 20:58:27 +08:00 via Android
    @rekulas 人感受的不是温度是热流量…

    或者你可以找下水亦即 R718 制冷剂的 lg p-h 图看下…水在某个温度时的完全蒸发的吸热就是这个温度或者压力下 x=0 到 x=1 那条横线两端的 h 差…这个数比比热大很多是肯定的……但是我更担心的是你能不能做到充分的换热…
        15
    NeoAtlantis   2016-07-20 21:11:19 +08:00 via Android
    我好像确实远远低估了水的制冷效果…如图



    20 度的水气化最多可以有 2500kJ/kg 的吸热呢…
    楼主只要能搞定换热和如何把足够多的空气从管子里输送的问题…可能有戏…
        16
    rekulas   2016-07-21 08:59:46 +08:00
    @NeoAtlantis 嗯 正在购买零件 试验结果出来了第一时间通知 第一个版本的可能效果不会太好 慢慢改进
        17
    NeoAtlantis   2016-07-21 15:01:50 +08:00 via Android
    @rekulas 我想空气流量会是大问题…管太粗效果不好,太细的话……就算截面有一个平方厘米,想要通流常压下半个立方米每秒的空气的话就需要 50 米每秒=180km/h 的流速呢…而即使如此这个流量连电风扇可能都不如
        18
    zonghua   2016-07-22 11:48:57 +08:00
    在西北干燥地区可能很有用。早就有利用水蒸发降温的冷风扇啦
        19
    rekulas   2016-07-22 12:05:50 +08:00
    @NeoAtlantis 半立方米每秒想多了吧,相当于每分钟 30000 升?这么大的流量做不出来


    @zonghua 有链接吗
        20
    NeoAtlantis   2016-07-23 11:34:57 +08:00 via Android
    @rekulas 很大吗?一个面积半平方米的截面上吹微风 1m/s 就有这个流量了,是个电风扇都能达到吧?
        21
    NeoAtlantis   2016-07-23 11:37:30 +08:00 via Android
    @zonghua 干燥地区的话我觉得用普通风扇或者那种无叶风扇加上加湿器效果会不错…这样水雾混进气流里吸热

    但是楼主的设计要求不能改变湿度…
        22
    zonghua   2016-07-23 20:19:45 +08:00 via iPhone
    @rekulas 商场有的卖的啊,冷风扇
        23
    Actrace   2016-07-24 08:11:24 +08:00
    热交换为啥不考虑下乙醇?沸点更低。
        24
    murmur   2016-07-25 08:03:15 +08:00
    散热的叫风扇,制冷的叫空调或者冰箱那是个热机,你这标题我感觉就很有问题了细节我就不需要看了
        25
    dphdjy   2016-07-25 12:24:03 +08:00 via Android
    雾化然后进铜管,不如直接水循环啊

    以及我也在折腾,不过直接雾化,其他靠密封

    顺手 po 一些雾化的资料:
    超声波雾化
    压电陶瓷片 12-24V
    1.7MHz 8um+
    微孔雾化片 3.7-12V
    5um+
    高压雾化
    70bar 5-15um (自来水 0.14bar )

    压电成本低,雾化量大,机体严重发热
    微孔粒径小
    高压增压成本高

    然后驱动板,自己做又麻烦成本又高,遂二手加湿器拆一个 XD 一般都是微孔雾化
        26
    NeoAtlantis   2016-07-26 23:42:51 +08:00 via Android
    @murmur 那是个热泵,不是热机。
        27
    SAYE   2016-07-28 09:09:26 +08:00
    我觉得,直接用橡胶管编制一个水管床,然后接水龙头上一直过水。
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