FHEM Forum

Verschiedenes => Bastelecke => Thema gestartet von: danillo am 23 Juli 2019, 16:00:40

Titel: Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 23 Juli 2019, 16:00:40
Die Idee kam mir als ich über diesen Artikel gestolpert bin: https://www.heimwerker.de/klimaanlage-selber-bauen-adiabatische-kuehlung-im-eigenheim/ (https://www.heimwerker.de/klimaanlage-selber-bauen-adiabatische-kuehlung-im-eigenheim/)
Ich werde im folgenden mal meine Überlegungen und Erfahrungen widergeben:
Durch die KWR, in meinem Fall eine Tecalor THZ 504, gibt es eine Lüftung fürs ganze Haus und einen Wärmetauscher.
Hier die Vorüberlegungen:
Die THZ schafft in der höchsten Stufe 300 m³/h, das entspricht 5 m³/min
Die kleinste Vernebelungsdüse https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-anti-tropf-keramik-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-15-mm.html (https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-anti-tropf-keramik-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-15-mm.html), die ich gefunden habe vernebelt 20 ml/min, was dann 4 ml/m³ bedeutet. Die Tröpfchengröße ist dabei 5 Mikron bei 70 bar. Meine Pumpe https://www.keller-pumpen.de/pumpen/schwingkolbenpumpen/pumpen-keller/typ-vl-45-mm/ (https://www.keller-pumpen.de/pumpen/schwingkolbenpumpen/pumpen-keller/typ-vl-45-mm/) schafft aber leider nur 19 bar. Wie groß die Tröpfchen da sind, weiß ich leider nicht. Wenn jemand eine Pumpe mit 70 bar und 2 l/h Förderleistung kennt, bitte melden!
Das Wasser muss so fein vernebelt werden, dass es quasi sofort verdunstet. Zunächst hab ich das Loch direkt vor der THZ in den Abluftkanal gebohrt. Dann hab ich hier https://www.ihks-fachjournal.de/adiabate-luftabkuehlung-im-vergleich-zu-befeuchteten-waermeaustauschern/#Teaser (https://www.ihks-fachjournal.de/adiabate-luftabkuehlung-im-vergleich-zu-befeuchteten-waermeaustauschern/#Teaser) ein Diagramm gesehen, das das Verhältnis von Tröpfchengröße und Wegstrecke wiedergibt. Daraufhin hab ich ein neues Loch so weit wie möglich von der THZ entfernt im Technikraum gebohrt.
Die Werte, die die THZ ausgibt , halte ich bei der Temperatur für  ca. 5 °C zu hoch. Aber die Temperaturdiffernz halte ich vom Betrag her für korrekt. Das würde dann auch zum Mollier-h-x-Diagramm https://de.wikipedia.org/wiki/Mollier-h-x-Diagramm (https://de.wikipedia.org/wiki/Mollier-h-x-Diagramm) passen.
Subjektiv ist die kühlere Luft angenehm. Wie viel das ganze wirklich bringt muss sich jetzt noch zeigen.
Überschlägig komme ich bei Kühlleistung = Volumenstrom x spez. Wärmekapazität Luft x Temperaturdifferenz Luft auf Q=300 m³/h x 0,35 Wh/m³K x 5 K = 525 W Kühlleistung bei 5 K Temperaturunterschied zwischen der Raumluft und der Zuluft.
Ich wäre ja schon zufrieden, wenn bei warmen Temperaturen, die jetzt ja im Anmarsch sind, die Temperatur im Haus konstant bliebe.
Ich werde bei Interesse weiter berichten und dann auch mal die Konstruktion zeigen.

Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 24 Juli 2019, 09:12:55
Wie man das genauer berechnet findet man hier: https://www.ilkdresden.de/projekt/mollier-hx-diagramm/ (https://www.ilkdresden.de/projekt/mollier-hx-diagramm/)
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 24 Juli 2019, 09:14:20
Der Verbrauch ist ein guter Liter Wasser in der Stunde. Ich nehme das aus er Zisterne, da dann weniger Kalk drin ist.
Die Pumpe braucht 30 W.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 24 Juli 2019, 09:32:09
Meine bisher verbauten Komponenten:
Eine Pumpe ~ 70 Euro: http://www.keller-pumpen-shop.de/Typ+VI+4-5+mm+-+Schwingkolbenpumpe+-0-6l-min-+19+bar-+230V-+FPM-Anschlusskabel,i3.htm (http://www.keller-pumpen-shop.de/Typ+VI+4-5+mm+-+Schwingkolbenpumpe+-0-6l-min-+19+bar-+230V-+FPM-Anschlusskabel,i3.htm)
Eine Nebeldüse ~ 17 Euro https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-anti-tropf-keramik-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-15-mm.html (https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-anti-tropf-keramik-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-15-mm.html)
Druckschlauch ~ 5 Euro https://www.mrs-shop.com/druckschlauch-beregnungsanlage-pa-30-bar-schwarz-4/2-5-mm.html (https://www.mrs-shop.com/druckschlauch-beregnungsanlage-pa-30-bar-schwarz-4/2-5-mm.html)
Schottverbinder ~ 6 Euro https://www.mrs-shop.com/schottverbinder-4-mm-bis-28-mm-wandstaerke.html (https://www.mrs-shop.com/schottverbinder-4-mm-bis-28-mm-wandstaerke.html)
Einschraub-Steckverschraubung ~ 3 Euro https://www.mrs-shop.com/einschraub-steckverschraubung-metall-1/8-zoll-4-mm.html (https://www.mrs-shop.com/einschraub-steckverschraubung-metall-1/8-zoll-4-mm.html)
Ein Stück Gartenschlauch zum Ansaugen des Wassers
Später noch ein Düsenvorfilter ~ 5 Euro https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-duesenvorfilter-edelstahl-50-mikron.html (https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-duesenvorfilter-edelstahl-50-mikron.html)

Der Gartenschlauch steck an der Ansaugung der Pumpe.
Am Ausgang der Pumpe ist die Einschraub-Steckverschraubung eingeschraubt.
In ihr steckt der Druckschlauch
Der Druckschlauch kann direkt in den Schottverbinder gesteckt werden.
Auf dem Schottverbinder ist der Düsenvorfilter aufgeschraubt und darauf die Nebeldüse.

Zum Einbau braucht man ein 10er Loch im Abluftkanal.

Der Schottverbinder kann nur montiert werden, wenn man auch innen an das Rohr kommt. Das ist mir aber noch zu aufwendig, da ich öfter mal nach der Düse schauen muss. Daher ist das ganze bisher nur mit Panzerband befestigt.
Ich wollte zuerst einfach eine 10er Mutter an den Abluftkanal schweißen. Dann könnte ich den Schottverbinder einfach rein und raus schrauben. Leider ist die Nebeldüse einen Tick zu groß dafür.
Ich würde gerne einen Adapter mit 10er Innengewinde und 14er Außengewinde nehmen und dann eine 14er Mutter anschweißen. Weiß jemand, wo man so etwas bekommen kann?
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 24 Juli 2019, 09:41:02
Die Düse ist recht zickig, da sie sich schnell zusetzt. Mit dem Filter und dem Zisternenwasser ist es besser.
Wenn die Düse etwas verschmutzt ist, wird das Wasser nicht richtig vernebelt, also die Tröpfchen sind zu groß. Dann verdunstet auch weniger Wasser und das Rohr wird feucht.
Ich hab es mal im Intervall versucht (15 min Nebel, 15 min ohne Nebel) Dann trocknet das Rohr immer wieder ab. Aber die Kühlleistung halbiert sich auch wieder (~ 2°K)
Ich werde man eine andere Bauform ausprobieren https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-micro-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-15-mm.html (https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-micro-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-15-mm.html) und auch mal eine größer Düse https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-micro-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-2-mm.html (https://www.mrs-shop.com/m.r.s.-micro-nebelduese-duesenkopf-bohrung-0-2-mm.html) wobei ich befürchte, dass das zu viel Wasser für den Luftdurchsatz ist.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 24 Juli 2019, 12:10:00
Bis jetzt blase ich ja den Neben von untern ins Abluftrohr.
Würde das Ergebnis wohl besser werden, wenn ich die Düse parallelzum Luftstrom in Rohrmitte anbringen würde?
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: willybauss am 24 Juli 2019, 13:42:03
Für die genannten ~500W Kühlleistung brauchst Du 300m³/h Luftdurchsatz? Das mag ich nicht den ganzen Sommer über haben. Bin dennoch gespannt auf die ersten Ergebnisse mit praktischer Kühlwirkung.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: frank am 24 Juli 2019, 13:54:46
wie verhält sich eigentlich die luftfeuchtigkeit in den räumen? hast du da eventuell plots?
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 26 Juli 2019, 11:10:27
die 300 m³/h machen mir keine Sorgen. Das ist weder zu hören noch zu spüren.
Plots hab ich gerade nicht, da sich der FHEM nach einen Stromausfall gerade verabschiedet hat. Aber die ich beobachte nur einen geringen Anstieg um ~ 3 %
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 26 Juli 2019, 11:18:33
Wenn man davon ausgeht, dass ich 20 ml also ~ 20 g Wasser in der Minute vernebele, dann sollte sich bei ~ 2300 J Kühlleistung für das Verdunsten von 1 g Wasser, einem Luftdurchsatz von 5 m³/min und einer spezifischen Wärmekapazität von 1,2 kJ/m³K die Luft um ~ 7,6° K abkühlen. Das kann ich so auch in etwa beobachten. Aber das führt dann eben zur Kühlleistung von 500 W.
Meiner Beobachtung nach reicht das, um den Wärmeeintrag auszugleichen, der geschiet, wenn keiner zuhause ist.
Wenn aber jetzt noch 4 Personen mit 120 W anwesend sind, dann steigt die Temperatur natürlich wieder leicht an.
Aber die Kühle von morgens nach dem Lüften kann so bis zum Nachmittag konserviert werden.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: peter456 am 26 Juli 2019, 14:31:08
Hallo. Wenn die Nebeldüse weiter weg von der LWZ im Abluftrohr montiert werden soll, dann muss dieses Rohr absolut wasserdicht bis zur LWZ montiert sein, oder? Bildet sich Kondenswasser auf der Außenseite des Abluftrohrs? Danke
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: ext23 am 26 Juli 2019, 15:28:56
Mir stellt sich gerade die Frage ob das wirklich besser ist die warme und feuchte Abluft zu nehmen anstelle der Außenluft um den Wärmetauscher zu kühlen? Also entzieht es der Abluft wirklich mehr Wärme als der Außenluft so das diese unterm Strick kühler ist als wenn ich Außenluft nehme?

/Daniel
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: immi am 26 Juli 2019, 19:00:34
Zitat von: danillo am 26 Juli 2019, 11:18:33
Wenn man davon ausgeht, dass ich 20 ml also ~ 20 g Wasser in der Minute vernebele, dann sollte sich bei ~ 2300 J Kühlleistung für das Verdunsten von 1 g Wasser, einem Luftdurchsatz von 5 m³/min und einer spezifischen Wärmekapazität von 1,2 kJ/m³K die Luft um ~ 7,6° K abkühlen. Das kann ich so auch in etwa beobachten. Aber das führt dann eben zur Kühlleistung von 500 W.
2.3 MJ is a good value for 1l if water is already at 100°C
I would take 2.5MJ for 1l, if water is at room temperature.
You have 1.2l (20ml/min *60min)  therefore 3MJ every hour..... or 0,83kwh every hour
This is the absolute theoretical maximum cooling power you can get.
immi
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: willybauss am 26 Juli 2019, 22:12:37
Zitat von: immi am 26 Juli 2019, 19:00:34
2.3 MJ is a good value for 1l if water is already at 100°C
I would take 2.5MJ for 1l, if water is at room temperature.
You have 1.2l (20ml/min *60min)  therefore 3MJ every hour..... or 0,83kwh every hour
This is the absolute theoretical maximum cooling power you can get.
immi
...reduced by 10 ... 15% because of heat exchanger's efficiency.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 31 Juli 2019, 16:37:30
Hier nochmal eine Berechnung:
Ich habe 300 m³/h ist 5 m³/min als Luftdurchsatz, Wirkungsgrad des Wärmetauscher sei mit 90 % angenommen.
Ich verneble 20 ml/min, was dann 4 ml/m³min ergibt.
1 m³ Luft wiegt 1,293 kg. Daraus folgt, dass ich bei vollständiger Vernebelung der Luft 4 g Wasser pro 1,293 kg Luft hinzufüge. Ich erhöhe also den Wassergehalt um  3,01 g/kg
Diesen Wert brauche ich jetzt für das Mollier_h-x-Diagramm.
Ich nehme als Ausgangspunkt  einfach mal 28° C und 40 % Luftfeuchtigkeit.
Jetzt trage ich diesen Punkt ins Diagramm ein als meine Ausgangspunkt.
Mit meiner Düse sollte ich also immer unter der absoluten Sättigung bleiben. Aber ich kann das Potential auch nicht voll ausschöpfen.
Es bleibt eine Spielerei für sehr heiße Tage. Der Luftauslass ist bei mir in der Nähe des Bettes, so dass ich dann den kühlen Lufthauch wirklich spüre. Um das Haus herunterzukühlen reicht der Luftdurchsatz einfach nicht aus. Aber dazu ist die Anlage ja auch nicht gedacht.
Nachsatz: Wenn ich für mein gesamtes Haus 6 kW Kühlleistung brauche, dann müsste ich also ~ 2500 m³/h als Luftmenge durch den Wärmetauscher jagen und dabei etwa 10 l Wasser in der Stunde vernebeln.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: peter456 am 31 Juli 2019, 19:37:37
Zitat von: peter456 am 26 Juli 2019, 14:31:08
Hallo. Wenn die Nebeldüse weiter weg von der LWZ im Abluftrohr montiert werden soll, dann muss dieses Rohr absolut wasserdicht bis zur LWZ montiert sein, oder? Bildet sich Kondenswasser auf der Außenseite des Abluftrohrs? Danke
Hast du vielleicht zu meinen Fragen bereits Erfahrungen sammeln können?
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: thoweiss am 03 August 2019, 14:54:01
Kannst Du bitte einmal kurz skizzieren wo Du das Wasser vernebelt?
Auf der Ansaugseite der Abluft?

Danke und Gruß Thorsten
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: danillo am 07 Oktober 2019, 16:00:27
Beim ersten Versuch habe ich das Loch direkt am Abluftrohr oberhalb der THZ gebohrt. Beim zweiten Versuch bin ich so weit weg von der THZ gegangen, wie es eben in dem Raum geht.
Bisher habe ich die Düse einfach durch das Loch gesteckt und das Wasser wurde vernebelt. Das hat aber dazugeführt, dass Wasser innen im Rohr kondensiert ist. Ich will mir über den Winter eine möglichst dünne Konstruktion bauen, um die Düse mittig im Rohr platzieren zu können.
Auf der Außenseite bildet sich kein Kondenswasser. Der Raum ist aber auch deutlich kühler als der Rest vom Haus. Das Rohr muss ja nicht wasserdicht sein. Ich will ja auch kein Wasser zur THZ leiten sondern nur feuchte Luft.
Ich habe mal versucht die Positionen zu skizzieren. Falls notwendig, kann ich aber auch mal ein Foto machen.
Titel: Antw:Adiabate Kühlung mit KWL
Beitrag von: zimb0 am 20 April 2020, 12:39:18
Moin Moin,

der Sommer naht - gibt es hier schon neue Erkenntnisse?  8)