Самотёчная вентиляция

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Согласен полностью , можно добавить еще отдельную солнечную электрическую панель с зарядкой и акб в буфере и система будет работать и в ночное время , а при установленном датчике воздушного потока будет гарантированно включпться в любое время при остановке самотечного потока( получиться самовостонавливающаяся по работе система ).

 

Только поток воздуха будет крайне незначителен, скорее всего понадобится дополнительный "нагнетатель", так как самотеком воздух идет очень медленно.
В Вашей схеме есть один тонкий момент - почему Вы уверены, что воздух в трубах будет двигаться именно противотоком?
Что ему помешает двигаться в обоих трубах в одинаковом направлении (например снизу- вверх)?

 

Кстати, ситуация почти как у триггера, только неисправного
Исправный триггер при подаче напряжения скачком перебрасывается в устойчивое состояние, неизвестное заранее, случайно.
А в этом "триггере" может начаться дутьё в каком-нибудь плече, а может не начаться.
А вот если включить "питание", т.е. вентилятор в правильную сторону (хоть справа хоть слева), "триггер" обязательно установится в правильное состояние: в вытяжной трубе воздух пойдет сверху вниз, в приточной наоборот и может самоподдерживаться при выключенном вентиляторе.
Т.е. вентилятор на самом деле играет роль сигнала установки триггера в нужное состояние

А можно и изобрести. Нужно стартовое импульсное устройство, не обязательно вент, запускающее циркуляцию в нужном направлении. Что-то вроде взрывпакета
берут сомнения, что одного взрывпакета хватит. Воздух надо толкнуть вниз справа и вверх слева одновременно

 

В обоих направлениях одновременно двигаться не может.
Тогда внизу будет образовываться разряжение, которое тут же прекратит это.

Движение всегда будет начинаться в той трубе в которой больше проходное сечение, то есть больше объём.

Движущая сила - это дельта Ро (разность плотностей в трубах) умноженная на объём.


Или в той трубе, в которой больше начальная разница температур при старте.

Плотность она связана с температурой через уравнение состояния для Газов

PV=RT
P -давление
V- объём
R-постоянная Джоуля
T- температура

а вот куда пойдёт движение вверх или вниз (по часовой стрелке или против), пока не сообразил.

 

1) какова начальная dТ воздуха в трубах?
Если её нет, то и движения воздуха не будет.

2) движение воздуха обусловлено только разницей масс теплого и холодного воздуха (если нет дополнительных источников давления). Прикиньте эту разницу, она крайне мала, поэтому даже небольшое аэродинамическое сопротивление труб остановит движение воздуха самотеком.

Думаю, что все-таки придется создать небольшое принудительное движение воздуха, без этого не обойтись.

За формулами часто теряется физический принцип происходящего, поэтому давайте сначала разберемся с качественными процессами.

 

Всё новое- это хорошо забытое старое.

Стандартная вентиляция подвала, как на рисунке,
работает с 60мм трубами так что гул стоит.

Но только тогда когда температура, например в летнее время ночью, опускается ниже чем температура в подвале.

Если на улице жарко то вентиляция не работает, потому что не может возникнуть циркуляция.(в подвале холоднее!)

Кстати это удлинение трубы к полу внутри подвала и создаёт эффект триггера на разницу температур у пола и у потолка в подвале.

Грубо говоря циркуляция не начинается до тех пор пока температура на улице не станет ниже температуры у пола в подвале.

В нашем случае эффект триггера (торможения) создаётся за счёт сложения двух ДИНАМИЧЕСКИХ давлений (плотность умноженная на скорость потока в квадрате) потоков вверх и вниз, а рекуператор только разгоняет потоки за счёт остывания вниз, и нагревания вверх.


P. S.

Если эту систему перевернуть вверх ногами (мысленно).
То подвал будет нагреваться до максимальной температуры днём и не остывать ночью.

 

Разница в давлении обусловлена высотой воздушного столба (массой) и разницей температур.
Пусть разница температур между входом и выходом рекуператора 50 град., температурный коэфф. объемного расширения воздуха 0,00366, плотность воздуха 1,3 кг/куб.м. а объем воздуха в трубе будет 0,05 куб.м. (50 литров).
Тогда получается, что при dT=50 град. объем воздуха в трубе (50 литров) изменится на 0,183 объемные единицы, то есть масса воздуха изменится на 11,8 грамма.
Вот эта и будет та сила, которая создаёт избыточное давление в трубе обусловленное разницей температур.
Сила эта крайне мала, поэтому насчет "гудения в трубе" позвольте усомнится.
Можно конечно попытаться увеличить объем воздуха раз в 100, однако размеры рекуператора будут весьма большие.

 

Труба вентиляции наружу, идущей вниз, сама не стартует - сверху горячий воздух. Труба вентиляции комнаты, идущей вверх, в герметичную комнату - не стартует - холодный воздух вверх не поднимается.

Рекуперация неполная - значит выходной воздух теплее уличного - значит выход должен быть вверх. Если загнуть выход снаружи вверх и поставить вытяжную трубу выше тёплой комнаты - то должно работать за счёт потерь тепла. И она одна будет тянуть весь поток - потому что температура входящего потока меньше температуры в комнате вплоть до выхода из трубы - мы затягиваем холодный относительно комнаты воздух на верх комнаты.
А вот если расположить рекуператор горизонтально, то не будет никакой лишней тяги-противотяги, кроме обусловленной внешней вытяжной трубой.

 

11.8 грамма это давление приблизительно 11,8Па

Смотрим график: Диаграмма падения давления для воздуховодов диаметром 100мм.

Это приблизительно 60м3/час

Консенсус где то 30м3/час при скорости потока 0,8м/с
, что собственно и нужно.

 

50литров - это я был сильный оптимист.
Из физики известно, что скорость движения среды (вода, воздух) в трубе минимально у стенки и максимально по оси трубы.
Поэтому в случае рекуперирования в теплообмене будет участвовать только близко прилегающий к стенке слой воздуха, а остальной воздух пройдет практически без нагрева/охлаждения (если не обеспечить турбулентность потока).
Грубо будем считать что этот слой не более 1 см.
Тогда при диаметре трубы 100мм в теплообмене будет участвовать около 28% всего воздуха находящегося внутри этой трубы.
Соответственно, от 50 литров остается только 14л, а соответственно и масса "давящего" воздуха уменьшается до 3 грамм.
Поэтому сразу рассчитать необходимую площадь рекуператора не получится.
Впрочем, все нужные данные у Вас есть, поэтому большой проблемы это уже не представляет.
Могу только заметить, что кпд коаксиального противоточного рекуператора вряд ли будет выше 80% и то, это при условии отсутствия обмерзания, большой площади поверхности теплообмена, турбулентного характера движения воздуха и обеспечения необходимой скорости движения воздуха.

 

КПД противоточного коаксиального рекуператора зависит от длинны теплообменных труб . При определенных условиях КПД возможно близкое к 90% . С обмерзанием у этих рекуператоров тоже ситуация лучше чем у простого противоточного ( за счет длинной поверхности теплообмена и соответственно более плавного перепада температуры по всей поверхности теплообмена ) .
Всем хороши такие устройства вот только размеры великоваты .

 

Да.
При бесконечной длине теплообменных труб кпд рекуператора будет стремится к 100%.
Но в реальности сверхдлинные рекуператоры невозможны, поэтому я и сказал что кпд вряд ли получится более 80%.

 

Сверхдлинные и не надо -достаточно 4х стандартных канализационных труб
Но в такой конструкции ,конечно ,для только самотечного не пойдет .

http://thermwet.cz/produkty/helix-400-c
Это пример серийного с большими чем 80% .

 

Вовнутрь естественно будет вставлен шнек. Проходное сечение получиться прямоугольным.

В теплообмене будут участвовать все 100% воздуха за счёт турбулентности в шнеке. КПД хотя бы 75% уже хорошо.

Сделаю - измерим реальный.

Поток во внутренней трубе тоже можно турбульнуть.

Это уже всё учтено в гидросопротивлении воздуховода.

 

Успехов в изготовлении , будет очень интересно узнать результаты . Как совет предусмотрите место для установки вентиляторов ( если самотека будет не хватать -помогут ) .