Akumulace tepla, izolace, hospodarení s teplem a chladem

[Akord]

Tepelné akumulátory na ruzných principech. Problematika izolací, uchování a prenosu tepla .

[Ilem]

Jako hospodyňka v domácnosti mám ale stejně dotaz - je možné nějak zabezpečit v případě výpadu elektřiny mražák? Mražák spotřebuje víc než co by dal vodovodní proud, ale je to jediné, co ve chvíli výpadku doopravdy "hoří".

Takže .. je nějak možno zachránit obsah mražáku?
Vím.. Nejjednodušeji.. generátor elektřiny. Ale když na něj teď prostě třeba nemám peníze.. Venku je nad nulou..

Napadá mě pouze akumulace zimy. Aby toho nemuselo být moc, musí se využít skupenská změna. S plynem by to bylo složité, tak připadá v úvahu skupenský přechod kapalina - tuhá látka. Když jsem nahlédl do tabulek, našel jsem 2 vyhovující látky. Anlilin s teplotou tání -6,2 a skupenským teplem 113 kJ/kg a Terpentýnový olej s teplotou tání -10 a skupenské teplo se neuvádí. Pro kontrolu jsem hledal v jiných zdrojích a našel Anilin...-6,3 terpentýnový olej... méně než -50. Takže zbyl Anilin C6H7N. Do jednoho kila se dá naakumulovat 113 kJ (3,14 Wh) zimy. Průměrný mražák objemu 200l spotřebuje za hodinu průměrně 18W. Takže protáhnout dobu chladu o 1 h znamená mít tam cca 6 kg anilinu. Zajímavé to začíná asi být při desítkách kil. Hustota je 1,027 g/cm³, takže se dá přibližně říct, že co kilo, to litr prostoru spotřebovaného pro akumulaci zimy.
V praxi by to pak vypadalo tak, že při výpadku proudu by teplota stoupala až na -6,2 (-6,3) C tam by se zastavila, dokud by se nerozpustil všechen anilin a pak by stoupala dál.
Ještě pro úplnost - litr anilinu se prodává za cca 170,- Kč. Takže generátor asi vyjde levněji.

Pro jiné rozměry mražáků to bude procentuelně asi podobné


A na konec upozornění - při výpadku proudu mrazák otevírat jen v nejnutnějším případě. ne se chodit každou hodinu dívat, jestli je to jetě zmrzlé. U moderních mražáků se uvádí, že vydrží bez proudu 30 - 60 hodin. To ale platí pro zavřený mražák.

[Ilem]

Tohle mi poslal na SZ Berky:
Ahoj. Nemůžu psát do fora příspěšvek k tématu "nražák", tak Ti píšu SZ. Anilin je blbost jak hrom. Promiň ale je to tak. Je to silný jed a neseženeš ho ve větším nožství. Pokud ano, napiš. Dá se snadno (až moc) nitrovat a vyrábět z něj velmi silné trhaviny, které jsou však málo stabilní a citlivé k úderu. Za II. světové se jich využívalo do rozbušek. Jinak se z něj dělaí (spíš dělaly) barvy, léčiva, plasty. Jinak super věc na zjištění anilinového čísla nafty (něco jako cetanové). Proč si nenamíchat svůj koktejl - třeba fridex/voda na kolik budu chtít a skupenské teplo je určitě vyšší než u anilinu a je to levnější. Za 10 litrů anilinu se možná de i do báně. Dnes bych se tomu nedivil.

Ještě že tu máme chemiky.
Ten fridex mě nenapadnul a přitom je to levné a dá se s tím vyčarovat teplota tání dle potřeby. Teď mě napadá, že pro tento účel stačí i trocha soli do vody, nehrozí koroze chladicího systému. Našly by se jistě další tzv nemrznoucí směsi. Ideální je taková směs, která bude mít teplotu tuhnutí těsně nad provozní teplotou mražáku. Pak bude fungovat už při malém oteplení. Zavařil bych to do pytlíku a pro jistotu dal ještě do vaniček. Daly by se nadělat takové chladicí patrony a rozmístit je po mražáku. Pokud možno do horních pater, protože chlad teče dolů.

[Gabča]

Děkuji,

to vypadá docela zajímavě a jednoduše, jen tam dát takový vaničky a o víc se nestarat. Prodlouží to dobu zase o kousek.

A s tou solí mě napadlo, že by šlo vždycky jeden pytlík zmrzlého masa nasolit, a teprv po nějaký chvíli ho vyndat a opéct (třeba v krbovkách při výpadku proudu).

Gabča děkuje a přeje krásný den

[Ilem]

Děkuji,

to vypadá docela zajímavě a jednoduše, jen tam dát takový vaničky a o víc se nestarat. Prodlouží to dobu zase o kousek.

Možná budou lepší Petky. Nehrozí převrhnutí. Jen před zamražením tam nechat aspoň 10 procent vzduchu, aby nelupla.

[Akord]

Dneska se už prodávají i neco méne jedovaté koncentráty do chladiču, než ty drívejší na báze monoetylénglykolu. Když jsem si nekteré prečetl, stejne tam v nejaké kombinaci byl, mám ale dojem, že pokud je tam vetšina etándiol, tak ta jedovatost padá, a zustane jen dráždivost. S tím mícháním bych to ale proveril, protože se teplo fázové zmeny muže vztahovat pouze na množství samotného koncentrátu a ne celého redeného roztoku.
Jiná cesta je dát kolem mrazáku doplňkovou izolaci, jen chladič musí být odnímatelný pokud je proud, aby mohl odvádet teplo. Pokud proud není, vložit tam porádnou PS desku, ať zima zustane, kde je. Já mražák nemám, a komerční určite mít nebudu. Už ani lednička se mi moc nelíbí a nejradeji bych ji predelal, celkove to príliš žere, není to stavené na alternativní energie.

[Dvell]

Akorde přesně to mě napadlo už dávno vetší izolace, ty bys to mohl vědět my se na střední učili že izolace na potrubí se má užívat dané tlouštky bla bla.. ale údajně pokud by si použil třeba na potrubí průměru 10cm izolaci o průmeru 100cm údajně by to bylo horší než kdyby tam ta izolace nebyla.. co je na tom pravdy? má to souviset s plochou propustnosti tepla.. ale fakt nevim dodnes se mi to nezdá..

S pozdravem

Dvell

[Akord]

údajně pokud by si použil třeba na potrubí průměru 10cm izolaci o průmeru 100cm údajně by to bylo horší než kdyby tam ta izolace nebyla.. co je na tom pravdy? má to souviset s plochou propustnosti tepla.. ale fakt nevim dodnes se mi to nezdá..

Myslím, že je treba upresnit, zda je mezi vnitrním prumerem izolace a trubkou mezera, a o jakou tloušťku izolace jde, nebo zadat prumer trubky, vnitrní prumer izolace a vnejší. Muže jít o nepresnou interpretaci. Nejspíš je souvislost taková, že pokud se navleče na trubku izolace, která nepriléhá na trubku dost tesne, tak vznikne konvekce kolem vnitrního prumeru, a pak zvetšená plocha udelá své. Pokud jde však fakt jen o tloušťku a izolace je kompaktní od prumeru trubky, nic takové nehrozí, pouze to není ekonomické. Vetšina ztrát kolem tepelné izolace jsou ztráty nežádoucí konvekcí(proudením).

[kutil]

Jako hospodyňka v domácnosti mám ale stejně dotaz - je možné nějak zabezpečit v případě výpadu elektřiny mražák? Mražák spotřebuje víc než co by dal vodovodní proud, ale je to jediné, co ve chvíli výpadku doopravdy "hoří".
Takže .. je nějak možno zachránit obsah mražáku?
Vím.. Nejjednodušeji.. generátor elektřiny. Ale když na něj teď prostě třeba nemám peníze.. Venku je nad nulou..

Ahojky,
enem tak brouzdám po fóru a udržení zmrzlého obsahu mražáku při výpadku energie je opravdu aktuelní.
Nevím spotřebu kompresorku mrazáku, ale nestačilo by mít u mražáku připraven mněnič napětí 12/220V o příslušném výkonu pro příkon mražáku
V případě nutnosti by se vytáhla autobaterka z auta a několik Ah by to snad vydrželo, nebo ne A po namražení taky chvilku trvá než mražák roztaje.
H.v.
PS- a dobré sósed s autem se snad taky najde

[Gabča]

Krásný večer všem ,
děkuji za dobré rady, a již mám dokonce část hotovo, a to v každém patře mražáku jsem umístila dvě standartní dózy s nemrznoucím obsahem, které se dávají do přenosných ledniček, a tudíž se dají koupit. Spolu s tím, že nebudu otvírat mražák každou čtvrthodinu a koukat se, jestli nerozmrzá mám už celkem lepší pocit, že jsem ve věci něco udělala.
Do budoucna vyrobíme doma záložní zdroj elektřiny z autobaterie, třeba i na svícení, a tak..

Tedy .... díky, a zdar ve vašem bádání přeje
Drontea

[Tuco]

údajně pokud by si použil třeba na potrubí průměru 10cm izolaci o průmeru 100cm údajně by to bylo horší než kdyby tam ta izolace nebyla.. co je na tom pravdy? má to souviset s plochou propustnosti tepla.. ale fakt nevim dodnes se mi to nezdá..

Myslím, že je treba upresnit, zda je mezi vnitrním prumerem izolace a trubkou mezera, a o jakou tloušťku izolace jde, nebo zadat prumer trubky, vnitrní prumer izolace a vnejší. Muže jít o nepresnou interpretaci. Nejspíš je souvislost taková, že pokud se navleče na trubku izolace, která nepriléhá na trubku dost tesne, tak vznikne konvekce kolem vnitrního prumeru, a pak zvetšená plocha udelá své. Pokud jde však fakt jen o tloušťku a izolace je kompaktní od prumeru trubky, nic takové nehrozí, pouze to není ekonomické. Vetšina ztrát kolem tepelné izolace jsou ztráty nežádoucí konvekcí(proudením).

S konvekcí to nesouvisí, obvykle taková semtamněkde mezírka bývá ku prospěchu, protože se neuplatňuje daleko intenzivnější přenos tepla vedením.
Přesně takovýhle příklad jsme počítali ve škole, akorát že se jednalo o teplotu dvou drátů pod proudem - jeden z nich byl bez bužírky. No a ejhle, z toho bez bužírky bylo odváděno méně tepla do okolí a jeho teplota byla vyšší.
Je to záležitost hlavně trubek a kulatého průřezu vůbec, vyplývá to ze vzorce, kam se díky tvaru vloudil logaritmus. V podstatě jde jenom o to, že když se zvolí pro izolaci materiál s dostatečně malým měrným tepelným odporem, teplosměnná plocha trubky s tloušťkou izolace roste rychleji než celkový tepelný odpor izolace.

P.S. a úprava: Je docela možné (už si vzorec nepamatuju přesně a nikdy jsem to takhle dopodrobna nerozbíral) že pro každý izolační materiál lze stanovit takový poměr průměru izolované trubky a vnějšího průměru, při kterém nemá izolace význam, příp. nejvýhodnější tloušťka izolace.

[Akord]

S konvekcí to nesouvisí, obvykle taková semtamněkde mezírka bývá ku prospěchu, protože se neuplatňuje daleko intenzivnější přenos tepla vedením. Přesně takovýhle příklad jsme počítali ve škole, akorát že se jednalo o teplotu dvou drátů pod proudem - jeden z nich byl bez bužírky. No a ejhle, z toho bez bužírky bylo odváděno méně tepla do okolí a jeho teplota byla vyšší.
Je to záležitost hlavně trubek a kulatého průřezu vůbec, vyplývá to ze vzorce, kam se díky tvaru vloudil logaritmus. V podstatě jde jenom o to, že když se zvolí pro izolaci materiál s dostatečně malým měrným tepelným odporem, teplosměnná plocha trubky s tloušťkou izolace roste rychleji než celkový tepelný odpor izolace.

S první vetou nesouhlasím, protože normální kvalitní tepelneizolační materiály odvedou konvekcí méne tepla, než stejne tlustá vrstva vzduchu, ve které je umožnena konvekce-proudení. Se zbytkem ano, dík za upresnení. Stejne si však myslím, že to porovnání je ješte neurčité, protože stoupnutím tloušťky, a teda i vnejšího prumeru klesne i teplota vnejšího povrchu. Dále bužírka není dost kvalitní izolace a rekl bych, že pokud by se použil treba penový materiál, tak by situace dopadla nejspíš ješte stále naopak. Vypadá to, že čím je tepelná vodivost izolantu menší a izolant kvalitnejší, tím vetší je možno udelat vnejší prumer tepelné izolace za účelem snížení ztrát. Ten hraniční prumer pro daný druh izolace by se teda fakt hodil, až se nekdo dopátrá, nebo dopočítá.

[Tuco]

Spousta užitečného k tomuto a podobným tématům:
http://ottp.fme.vutbr.cz/skripta/termom ... T10-01.htm
http://ottp.fme.vutbr.cz/skripta/termomechanika/

[Dvell]

Ano přesně to sem měl namysli.. proto jsem psal že to má souvyset s plochou což je logické.. nadruhou stranu.. vezměme potrubí v zemi, že izolace a dále jen hlína (vlhká) tam se to teplo vede určitě rychleji než v jakékoliv izolaci.. v tomhle případě bych řekl že izolace určitě ušetří za jakéhokoliv průměru (neuvažuju cenu izolace jen ztráty tepla)

No a ve vzduchu.. tam už je to asi složitější.. ale většina běžně používanýchizolací dnes je napěněný plast takže je to defkato vzduch (jen nemůže proudit) kolem izolace samozřejmě může vzduch proudit.. fakt to budu muset někde dopočítat.. nebo ještě líp zeptám se našeho přednášejícího na základy chemie ten by to mohl vědět je takovej akční a je to procení inženýr..

S pozdravem

Dvell

[Akord]

Přátelé. Byl jsem u kamaráda co tahá v lese dříví s koněm a ten se mi pochlubil, že má vynález na pohon čerpadla u kotle na vytápění. Chtěl jsem to fotit, ale nebylo mi povoleno. Inspiroval se ten chasník závažovými hodinami. Koněm vytáhne do výšky asi 7 metrů závaží. Je to sud s vodou. Dle mého tak 100 litrů.Má to pod krovem. Přes dvojitý převod to závaží roztáčí dynamo a toto přes tráfko krmí čerpadlo. Elektromagnet tvoří zarážku, takže když jde elektřina korektně, tak závaží drží ta zarážka. když nejde, tak zarážka zaskočí sama a závaží roztáčí dynamo a čerpadlo se točí.
Samozřejmě , že mne to zařízení dojalo téměř k slzám, páč ten člověk nikdy nic jiného nejedl, než dřevěný chleba.
Ptám se já.... Troufnete si někdo spočítat na 50 wattů, jaké závaží na 12 či 24 hodin?? Není lepší mechanický převod napřímo? bez elektřiny?Ohebný hřídel..........
Jemu to fachá 7 hodin na jedno natažení.Prý, já to neměřil.

E=m*g*h=100kg*10*7=7000J. Tedy 7kW po dobu 1s, 700W pro 10 sekund, 70W pro 100sekund a 7W pro 1000sekund. Tedy pokud má kvalitní čerpadlo s príkonem pod 10W, tak mu pojede tak 15 minut. Je treba si povšimnout, že výkon 10W stačí na prečerpání 1 litru za sekundu asi do výšky 0.5m. Na mírný obeh stačí i 0.1 litru za sekundu a výška úmerná tlakové ztráte asi 0.1m (vetší prumer trubek). Pri účinnosti čerpadla 30 procent(v tomto výkonu opravdu kvalitní čerpadlo) jsou to asi 3W, co je asi pul hodiny po započtení účinnosti dynama.

Mnohem jednodušší by bylo, kdyby místo celého cirkusu proste jen pomalu tekla ta voda z nádrže do objemu topení a pak ven( nádrž nad topením) pres nekolikametrový vodorovný výmenník trubka v trubce, aby se prípadne netratilo teplo odtokem teplé vody. Zcela bez elektriny a mechaniky a s totální účinností.