Холодильник на проточной воде

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

В качестве решения может быть два обыкновенных отопительных радиатора один в зоне холодильника, другой на улице. Объединить данные радиаторы в цикл налить незамерзайку и разместить наружный радиатор выше внутреннего. Получится диод тепла. Стабилизация за счет тепловой инерции морозилки.
Вместо внутреннего радиатора пожалуй эффективнее будет сделать бетонный радиатор (залить толстую трубку или стальной радиатор в бетон).

Очень похожее решение, только имеет тот же недостаток что и исходный придуманный вариант - малая емкость воды, а стало быть необходимость быстро отводить тепло, что не получится.

К чему эти сложности? Если утеплять то особого смысла как в отражающем покрытии, так и в стекле нет.
В моем случае стеклопакет - умеющееся удобное решение герметичнгой дверцы. Подумывал, что если теплозащита окажется недостаточна (либо будут слишком большими светопоступления днем) то убиру сам стеклопакет и заменю на самодельынй сендвич металл-ЭППС-металл.

Сложный вопрос что там с конвекцией в моем случае. Похоже минимальна.

Вверху не надо ничего. Конденсат отчетливо снизу. Даже на радиаторе можно было (до укладки соли) четко видеть точку росы

Да, рассматривал эти варианты, но объем воды в таких радиаторах слишком мал. Выйти на желаемые 40+ литров очень много радиаторов надо (порядка 30секций старых чугунных радиаторов).

Фотка холодилдьника.
Температура 10,8 сейчас в нем (в доме 20).

В принцирпе уже все объяснял, но повторюсь.
1. Сложная геометрия. Холодильник сделан на 135град стыке стен. Высота 161см, габаритная глубина около 80см (по стене с раковиной). Внутренний объем что-то типа 500л.
2. Пирог изнутри наружу по факту следующий
сталь с полимерным покрытием, фанера с проклеенными стыками и закрашенная полиуретановой мастикой. Из фанеры был изготовлен герметичный короб с точностью до щели через которую вводили радиатор (по косой стене слева).
Утепление везде немного разное.
По косой стене - 11см ЭППС, по прямой стене (фанерной) 6см эппс, фанера, 5см минваты
по наружным стенам 10 см пенопласта.
по потолку ~6см засыпки пенопласта и 3см ЭППС, по полу пока 3см ЭППС.
Снаружи под вагонкой пароизоляция в три слоя, по задним стенам и потолку пароизоляция проклейка швов ЭППС.
Фитинги и трубки спрятаны в левой части холодильника с утеплением засыпкой.
Крышка фанера, под холодильником шпунт.
Вся использованная фанера - березовая 4/4 8мм
Потолок и пол изнутри холодильника отделаны ленолеумом.
3. Радиатор - зеленый виден на фото. Размеры 79х130 (без учета штуцеров) объем радиатора что-то типа 60л. Рабочая площадь на уровне 1,5м2. Радиатор стоит на полу холодильника. Хотел его поднять, но получаются по расчету слишком большие нагрузки на ЭППС по ножкам (превосходящие допустимые 1000 кг/м2).
4. за кастрюлей прячутся мешочки с солью 4шт. по 0,5кг. Расположены на нижнем коллекторе в щелях между трубами радиатора.
Еще 6шт. таких мешочков в ближайших планах.

 

@mfcn,

Интересно, какова Т на входе в радиатор и на его выходе.
А так же каков объём воды протекающей через радиатор за один цикл и за сутки.
И каковы примерные теплопотери всего объема холодильника с данным утеплением?

 

Температуру воды в этом году еще не измерял.

Измерял разок температуру внизу и вверху радиатора на его поверхности.
Было что-то вроде 9град нижний коллектор, около 13град. верхний коллектор при том внизу холодильника в воздухе было около 11град (отсюда и пошли мысли об целесообразности утепления верхней части радиатора и о возможности закачки туда дополнительного тепла с морозилки).
Объем воды прокачиваемый в сутки колеблется где-то от 60 до 200л.
Расчетные холодопотери... грубо 3 Вт/град, т. е. около 30Вт из них около трети на оконном блоке.

Тут наверное важны также паразитные теплопоступления - свет через стеклопакет (у меня стоит двухкамерник, что-то типа 6М1-8-4М1-10-4М1 с обычной рамкой, профиль простенький), свет от освещения, напускание тепла при открывании, холодопотери на конденсацию.

 

Это говорит о том, что охлаждающий элемент лучше всего размещать на "потолке" холодильной камеры.
Тогда холодный воздух будет опускаться вниз (где находятся продукты) и расслоение Т по вертикали камеры должно уменьшиться.

 

Да, хотя с учетом планируемого утепления морозилки от холодильника это не особо существенно. Полезно то что морозилкой одновременно утепляется теплая часть радиатора в которой можно устроить сброс тепла. Пока подумываю над концептом системы теплоотвода из морозилки.

Расслоение температуры воздуха существенного не обнаружено.

PS только что при длительной прокачке (~50л) измерил температуры воды на входе и выходе по температуре поверхности металлических фитингов.
На входе 7,5град, на выходе 9,5град. Производительность насоса у меня в последнее время снизилась (мало воды в скважине) расход на уровне 1,5л/мин.
Температура в холодильнике сейчас 11, в комнате 19.

 

На мой взгляд это многовато.
Куда делся холод (420 кдж) в течении нескольких десятков секунд ?

С морозилкой: конструкцию пока не понимаю, поэтому ничего не могу сказать.

 

Так вытеснение идет в радиаторе. Приходит снизу холодная, сверху забирается теплая. Средняя температура воды в радиаторе падает. По мере приближения объема прокачки к полному объему радиатора (~60л) разница между этими двумя температурами снижается до близкой к нулевой величине (что нежелательно).

Напомню, что из моих рассуждений в начале темы следовало, что объем воды в радиаторе должен превосходить объем порции воды между выключением и выключением насоса. Только в этом случае удается осуществлять эффективный теплоотвод в воду не только в течении времени работы насоса, но и при его простое.

Сам пока размышляю. Все вроде понятно, хочется только на естественной циркуляции сделать теплопередачу ну или на тепловых трубках. И то и то при низких температурах затруднено.

 

Почему нежелательно?
Весь радиатор остынет и что в этом плохого?
Продукты начнут интенсивнее остывать.

 

Потому что как ни старайся но эффективного теплоотвода в проточном режиме достигнуть не удастся (теплопередачей, без ТН). А малая разница температур между входом и выходом означает что холод не оставили в холодильнике.

 

Этого я не понимаю.
Если вода непрерывно проходит через радиатор, то тогда разница температур между вх и вых зависит от скорости протока теплоносителя и чем он быстрее, тем эта разница меньше.
Но ведь это повлияет на то, что площадь поверхности с минимальной Т будет увеличена, что и увеличит и тепловой поток.
Так это нам как раз и нужно!

 

Количество холода выдаваемое в холодильнике ограничено и определяется как (Tвых-Твх)*V*4,1 кДж.
Т. е. с каждого литра на каждом градусе перепада мы забираем 4,1кДж. Уменьшаем перепад, уменьшаем количество забираемого холода, ведь объем потребляемой воды определяется иными потребностями, а не холодильником.
Скажем при моих расчетных 160л воды в сут мы имеем 4,1*1000*160/24/3600=7,6Вт среднюю холодопроизоводительность на каждый градус перепада между входом и выходом.
На 7,6Вт холодильник с заметно сниженной температурой сделать сложно, разве что объемом с ведро.
Например если кубик 0,5м стороной=>1,5м2 поверхности, то при дельте 10град имеем требуемое сопротивление теплопередаче (в том числе по двери и узлам) 25/7,6=3,3. Т. е. примерно 15см утепления.
По факту открывания двери и конденсация съедят не меньше, чем те же 7,6Вт среднесуточно как мне кажется.
Вот если 8 на входе, 13 на выходе уже 38Вт - вполне реально обеспечить хорошо утепленный холодильник...
Проведу наверное пробный эксперимент с утеплением верхних 25л радиатора (у меня порция воды между включением и выключением насоса ~22л), чтобы исключить нагретую воду из теплообмена холодильника. Спс за дискуссию

 

Мне это самому любопытно.
Обращайтесь если будет что ещё обсудить
Всегда открыт к общению на интересные темы.

 

Спасибо за детальный разбор моих идей. Согласен, большая часть не применила конкретно к Вашим условиям. Применительно к конкретной конструкции - наклейте зеркальную пленку с наружной части стеклопакета - замерьте температуру до и после (можно обклеив половину просто приложением руки). Думаю результат будет заметен. Если наклеите изнутри - на теплопотери существенно не повлияет, но скорость охлаждения продуктов увеличится. Как вариант - изнутри фольгированным пенополиэтиленом. Конденсат внизу, но водяные пары поднимаются на верх. Если их селикогелем ловить вверху температура нижней части понизится (хотя процессы схожие конденсация и адсорбция, но своя специфика есть).

 

Особой разницы не предвидится. Конвективная составляющая теплоотдачи и в помещении невелика.

Может быть просто недопонимаю различие между вашими и моими условиями. Давайте разберемся и выработаем решение

А зачем им туда подниматься? У меня же снизу холодная зона. Сомнительно в существовании какого-либо существенного градиента влажности за пределами зоны конденсации...
Хотя подумать можно. А изотермы сорбции в силикагеле не встречались? А также как у нее с наработкой на отказ? Придется ведь периодически прокаливать и не хотелось бы чтобы через пару месяцев силикагель на выброс. При этом интересно если прокаливание позволит выйти за точку росы во всем холодильнике.

Считается все. Зная изотермы сорбции могу теплоту поглощения посчитать (в духе моей статьи про дрова в дневнике)

Потом у меня специфика еще в большой планируемой загрузке. Будет постоянно стоять примерно 50-70кг продуктов.

 

@mfcn,

1) Есть ещё проблема заключенная в алгоритме применения такого холодильника.
Ведь получается, что он работает только тогда, когда живущие в доме люди потребляют воду.
И в отсутствии людей температура внутри такого холодильника поднимется до комнатной, что не есть хорошо.

2) В случае использования морозильника с элементом П (который подогревает воду) проблема усугубляется, так как обязательно нужно куда-то отводить нагретую воду.
В противном случае вода в конце концов закипит.

Как решение этих проблем предлагаю зациклить водяной контур обратно на колодец, тогда вода проходя через камеру холодильника будет обратно сливаться в колодец.
Так как объем колодца значителен, равно как и поверхность его соприкосновения с грунтом, то даже сливая в него подогретую элементом Пельтье воду, поднять температуру воды в колодце даже на несколько градусов мне представляется нереальным.
То есть, колодец можно использовать как "бесконечный" аккумулятор холода.
Хотя идея с колодцем полным жидкого льда мне нравится значительно больше.