I condizionatori / deumidificatori possono scaricare il calore residuo nelle loro acque di scarico?

Se ho capito bene, sia i condizionatori d'aria che i deumidificatori scaricano convenzionalmente il calore residuo attraverso l'aria di scarico, sebbene entrambi producano anche acqua di scarico. Mi piacerebbe sapere

1. I condizionatori o i deumidificatori vengono attualmente prodotti con quel calore di scarico attraverso l' acqua di scarico ?
2. In caso contrario, ci sono ragioni ingegneristiche o fisiche per cui ciò non è fattibile?

Caso d'uso: attualmente vivo dove il clima è regolarmente caldo e umido e la mia abitazione attuale è configurata in modo tale che le mie uniche opzioni possibili per ridurre il calore e l'umidità interna sono:

1. un condizionatore d'aria esterno inefficiente dal punto di vista energetico (situato all'esterno, ma collegato alla mia abitazione) che sembra anche inefficiente alla riduzione dell'umidità;
2. un deumidificatore interno ad alta efficienza energetica che si esaurisce
   • spreco di calore nell'abitazione
   • acque reflue in un serbatoio aperto (che io filtro per bere).

Quello che vorrei sarebbe un'unità interna come il mio deumidificatore, ma che invece:

1. usare le sue acque reflue per il raffreddamento;
2. scaricare quell'acqua calda in un serbatoio chiuso e isolato;
3. {allarme sonoro, spegnimento} quando il serbatoio si riempie (come fa ora) o si surriscalda.

Vorrei quindi rimuovere e svuotare il serbatoio all'esterno.

Posso fornire alcune informazioni su una soluzione che dovresti creare / modificare da solo.

Da quanto ha prodotto una rapida ricerca, capisco che non è possibile utilizzare le acque reflue per bere direttamente. Sentiti libero di cercare le acque grigie. Come hai sottolineato, vuoi prima filtrarlo. Consiglio vivamente di utilizzare un filtro a base di biomembrana e di assicurarsi che il filtro generi acqua potabile. Potresti voler leggere queste domande e risposte da grist.org sul riutilizzo dell'acqua da un deumidificatore .

Il secondo punto che voglio affrontare è l'uso del tuo calore generato e dell'acqua fredda. Il trasferimento di calore aria-acqua non è molto fattibile poiché il trasferimento di calore è piuttosto scarso. Quindi in primo luogo vedrei che non è molto efficiente provare a riscaldare l'acqua condensata con aria calda. Il che costituirebbe il mio prossimo punto, non vedresti un grande effetto nell'uso dell'acqua condensata per raffreddare qualsiasi cosa. Non dovresti essere in grado di raffreddare significativamente le tue stanze con esso. Quello che ho potuto pensare molto rapidamente è che potresti raffreddare l'acqua con esso, anche se l'efficienza qui non sarebbe sorprendente. Dato un certo$\Delta T$di 10–20 K occorrerebbe affinché avvenga il trasferimento di calore e dato il fatto che si opererebbe con acqua condensata a una temperatura di circa 5 ° C, si potrebbe raffreddare qualcosa fino a 15 ° C nel migliore dei casi. Forse 10 ° C. Ciò non riduce significativamente l'acqua fredda del rubinetto che ottengo qui, quindi immagino che non valga la pena.

Come ingegnere professionista, il primo passo è dire che non dovresti modificare il tuo deumidificatore a casa. Il refrigerante in uso ha un elevato potenziale di riscaldamento globale e le emissioni potrebbero avere gravi catastrofi nell'ambiente. Inoltre, le alte pressioni nel ciclo possono essere molto pericolose. Per non parlare del fatto che il refrigerante fuoriesca nel serbatoio dell'acqua, potrebbe anche non essere possibile filtrare la contaminazione. Infine, se la macchina è stata progettata in modo improprio, è possibile strappare il compressore o qualsiasi altra cosa. Quindi, se sei interessato, chiedi a un professionista di progettare questo sistema per te.

Detto questo, se dovessi dire ottenere un deumidificatore personalizzato, progettato su misura , è possibile. Osservando il tipico ciclo di refrigerazione (immagine collegata da Wikipedia):

In sostanza, il tuo deumidificatore ha la ventola nella direzione opposta. Trasmette prima l'aria attraverso l'evaporatore, quindi attraverso il condensatore caldo. Ha un'efficienza piuttosto elevata perché quell'aria fredda può rimuovere molto del calore in eccesso dal condensatore.

Un deumidificatore personalizzato non soffierebbe l'aria fredda attraverso il condensatore, ma immergerà il condensatore direttamente nel serbatoio dell'acqua. Con ciò, l'unica limitazione sul calore che potresti trattenere sarebbe che il condensatore avrebbe ancora bisogno di trasformare il refrigerante da vapore a liquido.

Per capire quanto caldo puoi ottenerlo, seleziona un refrigerante e trova il punto di ebollizione alla pressione operativa del compressore. L'R-134a , un refrigerante molto comune, funziona generalmente a circa 18 bar. Questa tabella di saturazione afferma che a 1800 kPa, il refrigerante bolle a 62,9 Celsius . Quindi, quella sarebbe la temperatura massima che il serbatoio potrebbe raggiungere prima che il frigorifero smettesse di funzionare. A causa dell'inefficienza termodinamica, dell'inefficienza dello scambiatore di calore, ecc. Probabilmente si otterrebbero 10-20 ° C al di sotto di questo, ma sarebbe sicuramente più caldo dell'aria. Idealmente, con un processo progettato su misura, potresti raggiungere temperature molto calde - di nuovo parla con un professionista del design. Non modificare il sistema domestico per immergere il condensatore.

I condizionatori o i deumidificatori vengono attualmente prodotti con quel calore di scarico attraverso l'acqua di scarico? In caso contrario, ci sono ragioni ingegneristiche o fisiche per cui ciò non è fattibile?

È improbabile che un'unità di consumo tradizionale lo farebbe. Queste unità devono essere progettate per funzionare in una varietà di condizioni, comprese quelle calde e asciutte. In un caso del genere, ci sarebbe pochissima acqua disponibile per il raffreddamento, quindi il sistema dovrebbe essere progettato per funzionare con il solo raffreddamento ad aria.

Le strutture extra per aumentare il sistema di raffreddamento con l'acqua di condensa, quando presente, renderebbero l'unità più complessa, più grande e più costosa. Non ne vale la pena.

Anche in condizioni umide, non c'è molta acqua nell'aria rispetto alla quantità di aria che si muove intorno. Pensa ai molti piedi cubi di aria che passano attraverso un deumidificatore per far condensare solo una goccia d'acqua. Fai i calcoli:

Paragoniamo il calore in un piede cubo d'aria alla quantità che una goccia d'acqua potrebbe assorbire. Ho visto un deumidificatore in uno scantinato umido e certamente non gocciolava una goccia per piede cubo o l'aria che si muoveva attraverso. Tuttavia, 1 piede cubo è 28,3 litri. A 30 ° C e 1 atm, questo piede cubo d'aria ha una massa di circa 33 grammi. In classe di chimica di solito abbiamo pensato che c'erano 20 gocce d'acqua per ml, quindi una goccia ha una massa di 1/20 g, o 50 mg. Il piede cubo d'aria è quindi 660 volte più massiccio della goccia d'acqua.

Mi fermerò qui poiché sembra inutile continuare. Non ho cercato la capacità termica relativa dell'acqua liquida rispetto all'azoto gassoso e all'ossigeno. Ma anche quello dell'acqua è parecchie volte più un aumento di qualche grado della goccia d'acqua semplicemente non equivarrà a una grande diminuzione dell'aria. E ovviamente non è possibile trasferire il calore dall'aria all'acqua in modo efficiente al 100%.

Quindi, anche con un alto tasso di condensa, questo po 'di raffreddamento extra non vale la complessità, le dimensioni e i materiali extra per usarlo.

Quello che potresti fare è posizionare uno scambiatore di calore nel flusso di aria (calda) di scarico, quindi far scorrere l'acqua di scarico (fredda) attraverso di essa prima di scaricare l'acqua all'esterno. Sto immaginando un radiatore riciclato da un'auto, con una piccola pompa per far salire l'acqua dal deumidificatore nell'apertura superiore del radiatore. Tuttavia, devi sicuramente scaricare l'acqua all'esterno, poiché rilascerà lentamente calore nella tua casa se la immagazzini all'interno.