Um refrigerador de ar caseiro pode se tornar uma alternativa aos modernos sistemas de divisão? Afinal, os refrigeradores que criam um microclima confortável em casa ficam juntos com a instalação de muito dinheiro e não são acessíveis para todos. Portanto, artesãos domésticos - os artesãos estão tentando resolver o problema de maneira barata e com raiva, inventando todos os tipos de unidades de refrigeração. Nosso objetivo é considerar todas as opções de design, escolher a mais viável e nos dizer como criar um ar-condicionado que faça você mesmo para sua casa ou carro. E, para avaliar a complexidade da tarefa, sugerimos primeiro analisar ...
O princípio de funcionamento de um sistema de divisão doméstica
O ar condicionado é um eletrodoméstico complexo que opera com o princípio de transferir calor de um lugar para outro: no verão - de um apartamento para a rua, no inverno - do ambiente para a casa. Uma substância interessante é usada para transferir o freon térmico, que pode ferver e se transformar em gás a uma temperatura negativa.
Para referência. Freon que circula nos circuitos dos refrigeradores é chamado de refrigerante ou fluido de trabalho. O ponto principal é sua evaporação e condensação, durante as quais a energia térmica é absorvida e liberada em grandes quantidades, respectivamente.
O sistema de divisão em casa funciona de acordo com o algoritmo cíclico:
- Primeiro, o refrigerante no estado líquido entra no trocador de calor da unidade interna do ar condicionado (evaporador), soprado por um ventilador centrífugo. Aqui, ocorre a evaporação do freon, devido à qual o fluxo de ar ambiente é fortemente resfriado.
- Além disso, o gás através de um tubo de cobre entra no compressor, aumentando sua pressão para um determinado valor. A tarefa é condensar o fluido de trabalho na rua, onde a temperatura do ar é ainda mais alta que em ambientes fechados.
- Após o compressor, o freon gasoso passa pelo radiador da unidade externa (condensador). Um grande ventilador axial conduz uma corrente de ar através de suas nervuras e o refrigerante entra novamente na fase líquida, liberando calor do ambiente para o exterior.
- No último estágio, a pressão do líquido de trabalho líquido diminui devido à passagem através de uma válvula de expansão (acelerador). Agora, o freon está novamente pronto para a absorção de calor e entra na unidade interna, o ciclo se repete novamente.
Nota. No processo de trabalho, muito condensado aparece nos dois trocadores de calor e precisa ser levado para a rua ou para o esgoto. Para que o sistema de divisão mude para o aquecimento da casa, o freon começa na direção oposta e os radiadores são trocados funcionalmente.
A unidade de controle eletrônico (ECU), que recebe sinais de vários sensores, é responsável por manter a temperatura ambiente e a pressão do refrigerante no sistema. O ar condicionado do automóvel opera com o mesmo princípio, o evaporador é integrado ao sistema de ventilação do compartimento de passageiros e o condensador é instalado próximo ao radiador padrão do sistema de refrigeração.
Agora você entende que fabricar um ar-condicionado do tipo evaporativo em casa não é tão fácil quanto parece. E para um carro isso é realizado ainda mais difícil, aqui você precisa ser um mestre - uma geladeira. Como exemplo, sugerimos assistir a um vídeo em que esse especialista instalou um sistema de divisão doméstica em seu carro VAZ 2104:
A seguir, vamos dar uma olhada no design dos aparelhos de ar condicionado inventados pelos artesãos e destacar os dispositivos mais viáveis que podem ser recomendados para a fabricação.
Ar condicionado caseiro simples
O princípio de operação de tais refrigeradores é soprar o ar da sala através de objetos com temperatura negativa.Nesta capacidade, geralmente são usados acumuladores de gelo ou frio, projetados para sacolas especiais usadas no transporte de produtos no verão.
- geladeira de carro antigo com paredes isoladas;
- garrafas de plástico espaçosas para 5 l de água e mais;
- caixas de papelão ou plástico com tampa;
- cartuchos feitos de materiais poliméricos.
Nota. O suprimento de ar é fornecido por qualquer ventilador de tamanho pequeno, por exemplo, um refrigerador de computador.
Este mini condicionador de ar também é adequado para resfriar o compartimento dos passageiros, basta conectar o superalimentador de ar à fonte de alimentação a bordo corretamente e estocar a quantidade certa de gelo com antecedência.
Vantagens e desvantagens da construção
Vale ressaltar que esses dispositivos realmente direcionam o fluxo de ar frio para a sala. Além disso, aparelhos simples de ar condicionado são realmente feitos de materiais improvisados, cujo preço tende a zero. O valor máximo em que você deve gastar dinheiro é um ventilador axial, se não for encontrado na casa.
Infelizmente, as falhas eliminam todas as vantagens do cooler:
- Não importa quanto gelo seja colocado na câmara, ele não será suficiente por muito tempo no calor; portanto, você deve congelar constantemente a água nova.
- Enquanto você estiver esfriando uma sala, a próxima é aquecida por uma geladeira, onde é feito gelo. Plus aumenta o consumo de energia.
- A duração da unidade no carro depende do suprimento de gelo levado com você.
- O ar que passa pelo gelo é parcialmente umidificado. Depois de algum tempo, a sala ficará saturada com a umidade, o que faz você se sentir ainda pior do que com os efeitos do calor.
Gorjeta. Um excesso de umidade pode ser evitado se, em vez de gelo, forem usados acumuladores de frio que não derretem e não se transformam em água. E para controlar e manter os níveis ideais de umidade, existem outros aparelhos domésticos.
Conclusão. Os aparelhos de ar condicionado fabricados acima descritos podem ser considerados eficientes. Eles podem ajudá-lo em uma situação desesperadora, mas o funcionamento do cooler é bastante problemático.
Quanto gelo é suficiente na câmara
Para responder a essa pergunta, calculamos quanto frio liberará 1 kg de gelo quando aquecido de uma temperatura de -6 ° C a +20 ° C. Para fazer isso, usamos a fórmula para calcular o calor, dependendo do calor específico.
Você precisa executar 4 ações:
- Consideramos o retorno do frio durante o derretimento do gelo: Q = 1 kg x 2,06 kJ / kg ° C x (0 ° C - 6 ° C) = –12,36 kJ.
- Encontramos o valor de referência da energia liberada durante o derretimento do gelo - 335 kJ.
- Calculamos quanta água fria será transferida quando aquecida: Q = 1 kg x 4,187 kJ / kg ° C x (0 ° C - 20 ° C) = –83,74 kJ.
- Adicione os resultados e obtenha -431,1 kJ ou 119,75 watts.
Nota. Os resultados dos cálculos de frio na física também são obtidos com um sinal de menos, isso é natural.
Mesmo se você congelar o gelo a uma temperatura de menos 15 ° C, é improvável que você tenha mais de 150 W de frio com 1 kg. Isso significa que, para um resfriamento intensivo de uma sala de 3 x 3 m com um calor superior a 30 graus, será necessário adicionar 1 kg de gelo a um condicionador de ar improvisado a cada 20 a 30 minutos e congelar o mesmo. Na prática, a vazão será mais baixa se você estiver satisfeito com uma temperatura do ar tolerável de 25–28 ° C.
Como montar um refrigerador de ar
Mini ar condicionado para casa ou carro é feito da seguinte maneira:
- Faça um furo na lateral do tanque de tamanho igual à seção transversal de trabalho do ventilador.
- Aparafuse o refrigerador com parafusos ou coloque pequenos parafusos.
- Faça um segundo furo para sair do fluxo refrigerado. Outra opção é colocar um tubo de plástico corrugado no gargalo da garrafa ou recipiente. O dispositivo está pronto.
Gorjeta. Do ponto de vista da operação, é melhor usar uma caixa com tampa removível, pois é mais conveniente carregar baterias de armazenamento de gelo ou frio nela.
Unidade de refrigeração a água
A idéia é simples e eficaz ao mesmo tempo: a água fria é bombeada através de um trocador de calor com um ventilador localizado dentro de casa. Como a temperatura está entre 5 e 10 ° C, o fluxo de ar esfria e a sala fica mais fria. Um poço ou um poço serve como fonte de água e um radiador de um carro ou de um ar condicionado antigo atua como um trocador de calor.
Notícia importante. Ao contrário de outras unidades caseiras, a instalação da água opera com o princípio de um aquecedor e pode não apenas resfriar o ar da casa, mas também aquecê-lo. Tudo depende da temperatura da água fornecida dentro do radiador.
O sistema de resfriamento de fluxo consiste em 3 elementos:
- trocador de calor propriamente dito;
- bomba submersa ou de poço;
- tubulações isoladas de abastecimento e descarga de água.
Fazendo um condicionador de água
O procedimento de montagem do refrigerador é o seguinte:
- Coloque e prenda o radiador do carro em um local conveniente.
- Encaminhe os tubos de suprimento e retorno para ele. Use adaptadores e braçadeiras para conectar aos tubos de derivação do elemento.
- Monte a bomba em um poço ou poço e conecte o tubo de suprimento de refrigerante ao trocador de calor.
- Isole o tubo de alimentação para que a água não aqueça antes do tempo. Não é necessário isolar a linha de retorno.
Para fazer um condicionador de água e iniciá-lo com sucesso, é necessário resolver 2 problemas: onde colocar água e como regular sua vazão, porque o desempenho da bomba geralmente excede a necessidade. Propomos resolver o problema da descarga de água das seguintes maneiras:
- coletar em um tanque de armazenamento, de onde o jardim é irrigado;
- transferir para outro poço, como faz uma bomba de calor água a água;
- organizar um circuito fechado de circulação com um segundo trocador de calor imerso no fundo do poço.
Para referência. Recomenda-se que as plantas cultivadas sejam regadas com água fria. Portanto, você mata dois coelhos com uma cajadada só se aquecer água de poço em um radiador - um refrigerador de ar.
Para reduzir o desempenho da bomba, você precisa controlar a velocidade do motor, o que é impossível sem um conversor de frequência (caso contrário, um inversor), que custará um centavo bonito. Quaisquer autotransformadores e outras noções não são bons - então você apenas "coloca" o motor elétrico da bomba. Sem comprar equipamentos caros, o problema é resolvido da seguinte maneira:
- para poços de até 10 m de profundidade, uma bomba de circulação pode ser usada para aquecer a capacidade apropriada;
- é possível limitar o fluxo de água ao radiador usando a válvula de desvio, que despeja parte dele de volta no poço. Um exemplo de um condicionador de água é mostrado no próximo vídeo:
Prós e contras do sistema de fluxo
Brevemente sobre os pontos positivos:
- o ar condicionado é capaz de aquecer e resfriar a sala;
- o design é simples comparado ao sistema de divisão de fábrica;
- mesmo que você precise comprar uma bomba e tubos, os custos de fabricação serão baixos.
Já listamos alguns dos aspectos negativos e formas de eliminá-los - dificuldades em regular o suprimento e o problema da descarga da água. Há outra desvantagem: não é realista usar o sistema em um apartamento (não há fonte de água fria) ou em um carro por razões óbvias.
Para referência. A versão mais simples do cooler ainda pode ser adaptada no apartamento. É um ventilador doméstico, em cuja grade há uma bobina feita de um tubo de cobre através do qual a água flui. A única questão é onde obter água tão fria e quanto pagar por ela no balcão, se retirada de uma torneira de água.
Conclusão. Um ar condicionado caseiro - um aquecedor na água - o design é bastante viável. Se desejar, você pode fazer um refrigerador decente para uma casa particular, desde que exista um poço com água subterrânea a uma temperatura aceitável no local.
É possível fazer ar condicionado a partir de uma geladeira velha
Idéia absolutamente utópica.Todos os materiais publicados na Internet em russo descrevem o mesmo vídeo, em que uma pessoa tenta construir um freezer para cogumelos a partir de duas geladeiras. Além disso, o resultado dessa ação é desconhecido, porque o material do vídeo está incompleto. Vamos imaginar como deve ser:
- Ambos os trocadores de calor são cuidadosamente cortados da geladeira sem desconectar o compressor; caso contrário, o freon desaparecerá e você terá que pagar pelo reabastecimento.
- Um compressor com um condensador é retirado da sala e um evaporador (ex-freezer) é instalado na sala. Você precisa conectar um ventilador a ele para soprar.
- Um sensor em tempo integral e uma unidade de controle configurada para uma temperatura de desligamento do compressor de 3-6 ° C a menos devem ser descartados e substituídos por outros elementos, conectando as unidades por meio de um relé. Caso contrário, o compressor nunca irá parar e quebrar após 100-200 horas de operação contínua.
Vamos descartar todos os detalhes técnicos (não esse modo de operação, uma marca diferente de freon etc.) e imaginar que você conseguiu montar esse circuito. A potência máxima de refrigeração dessas unidades não é superior a 400 W ou 0,4 kW. Um cálculo aproximado mostra que isso é suficiente para uma sala de 4 m². Isso é teoricamente, mas na prática será menos ainda.
Conclusão. Se você pertence a uma nobre tribo de entusiastas e experimentadores, pode tentar fazer o ar condicionado sair da geladeira. Mas você gastará muito mais trabalho do que ficar resfriado.
Arrefecimento Peltier
O uso dessas peças para a montagem de um ar condicionado caseiro é um ponto discutível. É tudo sobre o consumo de energia dos elementos Peltier (caso contrário - conversores termoelétricos), incomparável com a quantidade de frio produzido. Externamente, parecem placas com 2 fios, quando a eletricidade está conectada, uma superfície do elemento gera calor e a segunda, fria.
Como artesãos domésticos e entusiastas de automóveis - entusiastas que buscam conforto:
- Compre de 4 a 8 elementos Peltier e monte-os com o lado "quente" em um radiador de alumínio com aletas.
- Instale este radiador para que seja resfriado pelo ar da rua.
- Um refrigerador do computador é conectado ao lado "frio" dos conversores, de modo a fornecer ar ambiente à placa.
Nota. Para uma melhor transferência de calor, o elemento é revestido com pasta térmica (face "quente") antes de ser instalado no radiador.
Conclusão
Nem todas as idéias, quando implementadas, dão um resultado positivo. Tendo fabricado ar condicionado para sua casa ou carro com materiais improvisados, é improvável que você obtenha eficiência comparável às divisões. Por outro lado, alguns projetos são bastante funcionais, embora não sejam muito convenientes na operação. Eles serão úteis para você como uma solução temporária para o problema, enquanto não há como comprar e instalar um ar condicionado convencional.