想了一个低成本降温风扇,不知道有没人做过

2016-07-18 12:45:08 +08:00
 rekulas

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 = =

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27 条回复
timeback
2016-07-18 13:54:19 +08:00
这个是空调的原理讲解吗?
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。
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
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
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?
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 。
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
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
wweir
2016-07-19 14:00:17 +08:00
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
NeoAtlantis
2016-07-20 06:39:29 +08:00
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。
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。

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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。
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。
rekulas
2016-07-20 17:32:12 +08:00
及时
NeoAtlantis
2016-07-20 20:58:27 +08:00
@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…
NeoAtlantis
2016-07-20 21:11:19 +08:00
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…
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
NeoAtlantis
2016-07-21 15:01:50 +08:00
@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
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
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
NeoAtlantis
2016-07-23 11:34:57 +08:00
@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?

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