Jääkaappi
Robert Jalarvo
aurinkoenergialla toimivat on sikakalliita. Kikkailemalla saisi perinteisen
jääkaapin (joita kyllä on nurkat täynnä) toimimaan autonakuilla hetken,
mutta ei taida olla vaivan väärtiä. Ajattelinkin että on helpompi pystyttää
vaan perinteinen jääkaappi mökin nurkkaan, ja kantaa esim 30 litraa
pakkasnesteellä terästettyä ja -10 asteista vettä jääkaappiin.
Maolin taulukot on hukassa joten voisiko joku laskea osapuilleen millaista
jäähdytystehoa tuollainen ratkaisu antaa. Minulla ei ole hajuakaan jääkaapin
tehoista tai energiankulutuksesta, mutta täällä on varmasti joku joka osaa
kertoa onko ideassa järkeä.
Nestemmäisen veden ominaislämpökapasiteetti on 4186 J / K*kg
Robert Jalarvo
Robert Jalarvo
Vastaan itselleni:
Järjellä jo tajuaa että 20 litraa pakastettua vettä kylmentää kaikki
ostokset jäätäviksi, mutta todellinen kysymys on että paljonko jääkaappi
"vuotaa" ja paljonko hävikkiä on ovenavauksesta. Avuksi otan tavanomaisen
jääkaapin energiankulutuksen, 1.5kWh / vrk, tämä kaiketi sisältää lämpimät
ostokset ja ovenavaamiset.
1.5kWh/vrk on pakko tulkita siten että 1500 j/s * 3600s /vrk eli 5 400 000 J
/vrk (vaikka en näistä mitään tajua)
Oletan että lämpötila tai pakkasneste ei muuta ratkaisevasti veden
olkapasiteettia, joka olkoon 4000 J / Aste*kg (siis kun kilo vettä jäähtyy
asteen niin omena (100g) nousee 4000 metriä... outoa...)
Jääkaapin "tavoitelämpötila" on 10 ja jäähdytysnesteen lähtölämpötila
on -10 joten hyötyenergiaa on (1 kg = 1 litra tässä) litrassa ~ 20x4000 J
eli 80 000 J/l
Vuorokaudeksi tarvitaan siis x * 80 000 J/l = 5 400 000 J /vrk eli x=67,5
l / vrk.... Hmm ei kovin lupaavaa...
Menikö oikein vai väärin? Aion kuitenkin koittaa, ei maksa mitäään, kun
mökin ulkorivissä on kaksi jäääkaappiakin säilytyksessä...
Toni
Lähtöarvoina veden ominaislämpökapasiteetti on tuo 4,2kJ/(kgK), jään
ominaislämpökapasiteetti on 2,2kJ/(kgK), ja veden sulamislämpö on hyvin
suuri, 333 kJ/kg.
Jos nyt tuon nopeasti laskin oikein, niin kilo jäätä pitäisi kyseisen
jääkaapin kylmänä 1h 46min. (jää -10'C, jääkaapin tehonkul. 62,5W, ja
loppu t 10'C).
> PS. Minne jääkapin takaseinässä olevasta reiästä valuva vesi menee?
Olen siinä uskossa että tämä tiivistyvä vesi valuu jonkun jääkaapin
kuuman osan päälle, jos se haihtuu pois.
Oikeasti joku muu systeemi voisi sittenkin olla hiukka parempi, tuossa
jään roudauksessa kun menee ne tavaratkin helposti jäihin ja sitten kun
se jää sulaa matkallakin...
Sampo Smolander
> Ajattelinkin että on helpompi pystyttää vaan perinteinen jääkaappi
> mökin nurkkaan, ja kantaa esim 30 litraa pakkasnesteellä terästettyä ja
> -10 asteista vettä jääkaappiin.
Luulen että tuosta pakkasnesteestä on vain haittaa.
Se mikä sitä kylmää pitää sisällää, eli eniten energiaa sitoo, on
olomuodonmuutos. Muistaakseni jään lämmittäminen -20 asteesta nollaan
asteeseen sitoo vain noin viidesosan siitä energiasta minkä jään
sulaminen (eli muutos nolla-asteisesta jäästä nolla-asteiseksi vedeksi).
Sampo Smolander
> Järjellä jo tajuaa että 20 litraa pakastettua vettä kylmentää kaikki
> ostokset jäätäviksi, mutta todellinen kysymys on että paljonko jääkaappi
> "vuotaa" ja paljonko hävikkiä on ovenavauksesta. Avuksi otan tavanomaisen
> jääkaapin energiankulutuksen, 1.5kWh / vrk, tämä kaiketi sisältää lämpimät
> ostokset ja ovenavaamiset.
Tuo jääkaapin sähkönkulutus meinaa, paljonko se kaappi kuluttaa energiaa
siihen että se "pumppaa" lämpöenergiaa "ylävirtaan", eli kaapin kylmästä
sisäpuolesta lämpimämpään ulkoilmaan.
Kaapista karanneen lämpöenergian määrä on oletettavasti selvästi
pienempi kuin kaapin käyttämä sähköenergia.
Markus Rautanen
> Kaapista karanneen lämpöenergian määrä on oletettavasti selvästi
> pienempi kuin kaapin käyttämä sähköenergia.
Voi olla, että itseltäni menee tässä jotain pahasti ohi, mutta onko tuo nyt
niin selvää?
Jos kaapin sisälämpötila on Tc ja sieltä koneen teholla W otettava
lämpövirta Qc, niin Qc / W < Tc / (Th-Tc). Tästä saadaan lämpötiloilla
(Tc=255 K ja Th=300 K) Qc / W =~ 5,7. Eli jos kompressori kävisi viidesosan
ajasta niin kaapin lämpövuoto olisi samaa luokkaa kuin sen sähköverkosta
ottama teho. Vai unohdanko jotain oleellista?
--
Markus
Robert Jalarvo
Aion testata asiaa ja voin ilmoitella uloksista.
Kim Fallström
[ jääkuutio pitää jääkaapin kylmänä ilman sähköä ]
Vanha jääkaapin romu ei ole optimaalinen mökkikäyttöön siksi, että
siinä mukavuus menee energiankulutuksen edelle suunnittelun perusteena.
Esimerkiksi ovea avatessa kylmä ilma valuu aukon alareunasta ulos
ja lämmintä painuu ylhäältä sisälle. Näin ei käy arkkupakastimissa
eikä kaupan pakastealtaissa.
Kylmän säilymisen kannalta paras ratkaisu voisi olla arkkumallinen
kylmäallas eli kylmäkuoppa. Kylmäkuopan reunat ja pohja teet
niin paksusta kuivasta styroxista kuin sielu sietää. Alimmaiseksi
kuoppaan leveä allas keräämään tiivistyvää kosteutta ja riittävän
pitkä styroxin välissä kulkeva muoviputki viemään tiivistyneet
ja sulavedet pois. Putken veto styroxin välissä, jotta ei tule
lämpövuotoa. Styroxin ulko- ja sisäpinnat täytyy peittää muovilla,
jotta ne eivät kastu.
Altaan päälle kylmäpanoksesi (30 kg tavallista jäätä, kun sanoit
tämän olevan mahdollista). Jos kylmäpanos on ihan tavallista jäätä
niin se pitää kuopan pohjan nollalämpötilassa. Kylmänä pidettävät
elintarvikkeet ladot kylmäpanoksen yläpuolella olevaan tasoon.
Ylimmäiseksi paksu ja tiivis kansi, joka estää lämpövuodot ylhäältä.
Jos kuitenkin käytät jääkaapin romua niin tässä suuruusluokkalaskelma
jääpanoksen kestävyydelle:
30 kg panos nolla-asteista jäätä imee energiaa ympäristöstään noin
30 kg x 333 kJ/kg = 10 000 kJ = 2.8 kWh sulaessaan.
Uusien jääkaappien energiatehokkuuden "A" kriteeri on se, että
kaapin käyttämä sähköenergian määrä vuodessa on 280 kWh tai
vähemmän. Markus R. juuri laski, että kompressorin hyötysuhde
jäähdytyksessä on luokkaa 5...6 eli tuosta 280 kWh:sta käytetään
kaapin sisällön jäähdyttämiseen vain noin 280 kWh/5 = 56 kWh,
eli vuorokaudessa 56 kWh/365 = 0.15 kWh.
Kolmenkymmenen kilon jäämurikka pitäisi siis A-luokan jääkaapin
kylmänä 2.8 kWh / 0.15 kWh = 18 vuorokautta, arvauksena joka
tapauksessa reilusti yli viikon ajan. Vanhassa huonommassa
jääkaapissa aika jäisi helposti puolet lyhyemmäksi.
Kim
Viljo Mustonen
>
> Jos kuitenkin käytät jääkaapin romua niin tässä suuruusluokkalaskelma
> jääpanoksen kestävyydelle:
>
> 30 kg panos nolla-asteista jäätä imee energiaa ympäristöstään noin
> 30 kg x 333 kJ/kg = 10 000 kJ = 2.8 kWh sulaessaan.
>
> Uusien jääkaappien energiatehokkuuden "A" kriteeri on se, että
> kaapin käyttämä sähköenergian määrä vuodessa on 280 kWh tai
> vähemmän. Markus R. juuri laski, että kompressorin hyötysuhde
> jäähdytyksessä on luokkaa 5...6 eli tuosta 280 kWh:sta käytetään
> kaapin sisällön jäähdyttämiseen vain noin 280 kWh/5 = 56 kWh,
> eli vuorokaudessa 56 kWh/365 = 0.15 kWh.
>
Jääkaapin jäähdytyskoneisto tuottaa "jäähdysenergiaa" noin 2.5
kertaa enemmän kuin sen kuluttama sähköenergia. Näin ollen
jääkaappin lämpöhäviöt ovat noin 2.5 * 280 kWh / 8600 h = 0.08 kW.
> Kolmenkymmenen kilon jäämurikka pitäisi siis A-luokan jääkaapin
> kylmänä 2.8 kWh / 0.15 kWh = 18 vuorokautta, arvauksena joka
> tapauksessa reilusti yli viikon ajan. Vanhassa huonommassa
> jääkaapissa aika jäisi helposti puolet lyhyemmäksi.
>
Ja kaappi pysyy kylmänä noin 2.8 kWh / 0.08 kW = 35 h.
Eli vain noin 1.5 vuorokautta.
--
Viljo
Kim Fallström
[...]
> Jääkaapin jäähdytyskoneisto tuottaa "jäähdysenergiaa" noin 2.5
> kertaa enemmän kuin sen kuluttama sähköenergia. Näin ollen
> jääkaappin lämpöhäviöt ovat noin 2.5 * 280 kWh / 8600 h = 0.08 kW.
Tarkistapa termodynamiikkasi. Taidat sotkea lämpöpumpun ja
jääkaapin keskenään. Jääkaapin "kylmäenergian" tuotto eli
kylmästä lämpimään siirretty energia on aina pienempi kuin
se työ, joka kyseisen energian siirtämiseen tarvitaan.
>>Kolmenkymmenen kilon jäämurikka pitäisi siis A-luokan jääkaapin
>>kylmänä 2.8 kWh / 0.15 kWh = 18 vuorokautta, arvauksena joka
>>tapauksessa reilusti yli viikon ajan. Vanhassa huonommassa
>>jääkaapissa aika jäisi helposti puolet lyhyemmäksi.
>
> Ja kaappi pysyy kylmänä noin 2.8 kWh / 0.08 kW = 35 h.
> Eli vain noin 1.5 vuorokautta.
Jääkaappia muutamankin kerran sulattaneena rohkenen olla
kanssasi eri mieltä. Kolmenkymmenen kilon jäämurikalta
kun kuluu melkoinen määrä tunteja sulaa vaikka ihan
pöydälle laitettuna ilman minkäänlaista lämpöeristystä.
Kim
Toni
> Viljo Mustonen wrote:
>> Ja kaappi pysyy kylmänä noin 2.8 kWh / 0.08 kW = 35 h.
>> Eli vain noin 1.5 vuorokautta.
>
>
> Jääkaappia muutamankin kerran sulattaneena rohkenen olla
> kanssasi eri mieltä. Kolmenkymmenen kilon jäämurikalta
> kun kuluu melkoinen määrä tunteja sulaa vaikka ihan
> pöydälle laitettuna ilman minkäänlaista lämpöeristystä.
>
> Kim
Itse tuossa edellä juuri laskin että lähtöarvoilla (62,5 W lämpöhukalla)
kilo jäätä riittäisi 1h46min ajaksi. 30 kiloa siten riittäisi 2 päiväksi
ja 6 tunnin ajaksi.
Tällainen järjestely on tosin hankalaa, laskussa oletetaan että
lämpöhukka (siis kaapin sisälämpötila) pysyisi vakaana. Lienee hankala
toteuttaa jääkimpaleella.
Nyt on puhuttu paljon energiankulutuksesta ja sotkettu asioita. Tässähän
ei ratkaise jääkaapin sähkönkulutus, vaan hukkautuva lämpömäärä.
Jääkaappi voi viedä sähköä enemmän (huono eristys) taikka vähemmän (hyvä
eristys & siirtää hyvin lämpöä). Hyvä jääkaappi pystynee yli yhden
hyötysuhteeseen, ts. se siirtää lämpöä enemmin kuin käyttää energiaa.
Sama esimerkki toimii toisinpäin muissakin vastaavissa lämpöpumpuissa,
lämpöä siirtyy moninkertaisesti käytettyyn energiaan verrattuna.
Seinien läpi hukkuvaa energiaa voi laskea:
Q=lämmönjoht*pinta-ala*lämpötilaero/eristeen_paksuus
50cm kanttiinsa styroksilaatikolle, jonka seinän paksuus on 5cm,
lämpötilaero 20 K (='C), energiahukka on noin 25-30 Wattia.
(Q=0,045W/(m*K)*1,5m^2*20K/0,05m=27 W)
Tällaisella energiahukalla 30 kiloa jäätä kestäisikin jo luokkaa viisi
päivää. Käytäntö on tietysti erilainen, pitäähän sitä laatikkoa joskus
availla, ja tulee sisälle laiteltua lämmintä tavaraa, jonka
viilentäminen syö energiaa. Erityisesti veden (=olut ;).
Mutta jos jäisiä (märkiä) könttejä viitsit mökille rahdata, niin ehkäpä
homma voisi toimiakin. Teet vaikka maakellarin jota viilennät
jäädytetyillä vesikanistereilla (tällä konstilla muuten joskus pidetty
juhannusjuomat kylmänä - oli yli parikymmentä kiloa jäätä mukana, suli
sitten viikon edetessä käyttövedeksi). Maapohja voisi poistaa
tiivistyneen veden ongelman.
Viljo Mustonen
> Viljo Mustonen wrote:
>
> [...]
>
>> Jääkaapin jäähdytyskoneisto tuottaa "jäähdysenergiaa" noin 2.5
>> kertaa enemmän kuin sen kuluttama sähköenergia. Näin ollen
>> jääkaappin lämpöhäviöt ovat noin 2.5 * 280 kWh / 8600 h = 0.08 kW.
>
> Tarkistapa termodynamiikkasi. Taidat sotkea lämpöpumpun ja
> jääkaapin keskenään. Jääkaapin "kylmäenergian" tuotto eli
> kylmästä lämpimään siirretty energia on aina pienempi kuin
> se työ, joka kyseisen energian siirtämiseen tarvitaan.
>
Pidetäämpä sitten analogiana lämpöpumppua.
Oleteaan että kylmäpuolelta otetaan eisimerkiksi 2.5 kW
kompressoriin viety teho 1 kW. Tällöin lämpökerroin on
( 2.5 + 1 ) kW / 1 kW = 3.5 ( edellyttäen, että kaikki
laitteiston tuottama lämpö otetaan mukaan ). Tämähän on
tyypillinen lämpökerroin lämpöpumpulle. Tällöin "kylmäkerroin"
on 2.5 kW / 1 kW = 2.5, kuten pidinkin tyyllisenä arvona.
Edelläolevasta seuraa, että lämpöpumpun lämpökerroin on aina
suurempi kuin 1. Jäähdytyskoneena "Kylmäkerroin" _voi_ olla
pienempi kuin 1, mutta tyypillisesti se kompressori
kylmälaitteissa on oleellisesti suurempi kuin 1.
Voit tarkastella käytännön lukuja esimerkiksi:
http://www.ekowell.fi/EVT.php?tuote_id=20&
Siinä "ilmaisteho" tarkoittaa jäähdystehoa.
>>>Kolmenkymmenen kilon jäämurikka pitäisi siis A-luokan jääkaapin
>>>kylmänä 2.8 kWh / 0.15 kWh = 18 vuorokautta, arvauksena joka
>>>tapauksessa reilusti yli viikon ajan. Vanhassa huonommassa
>>>jääkaapissa aika jäisi helposti puolet lyhyemmäksi.
>>
>> Ja kaappi pysyy kylmänä noin 2.8 kWh / 0.08 kW = 35 h.
>> Eli vain noin 1.5 vuorokautta.
>
> Jääkaappia muutamankin kerran sulattaneena rohkenen olla
> kanssasi eri mieltä. Kolmenkymmenen kilon jäämurikalta
> kun kuluu melkoinen määrä tunteja sulaa vaikka ihan
> pöydälle laitettuna ilman minkäänlaista lämpöeristystä.
>
Vuosikausia lämpöpumppujen kanssa toimineena ja niiden
sovellutuksia tutkineena pysyn edelleen kannassani. :=)
--
Viljo
Kim Fallström
> Edelläolevasta seuraa, että lämpöpumpun lämpökerroin on aina
> suurempi kuin 1. Jäähdytyskoneena "Kylmäkerroin" _voi_ olla
> pienempi kuin 1, mutta tyypillisesti se kompressori
> kylmälaitteissa on oleellisesti suurempi kuin 1.
Olet oikeassa. En laskenut tätä esimerkkiä itse läpi
vaan muistelin niitä kylmäkoneita, joiden jäähdytystehoja
olen joskus laskeskellut. Tilanne huoneen lämpötilan
lähellä on näköjään vallan toinen kuin pumpattaessa lämpöä
nesteheliumin lämmöstä huoneeseen.
Kim
PenttiL
kaasujääkaappeja, joka ei tule kovin kalliiksi satunnaiselle käyttäjälle; 11
kg:n pullo kestää suht pitkään pikku liekillä. Pitää vaan ensin investoida
vehkeisiin. Mm. käytetyt kaasukaapit ovat kiven takana. Lämpöpumppun
tarvitsee käytännössä verkkosähköä tai vastaavaa ja taas tulee kalliksi.
Ennen jääkaapit kirjaimellisesti toimivatkin jäillä, jossta lienee nimikin
tullut. Leikattiin talvella jäitä järvestä ja ajettiin ne reellä ja
hevoisilla varastoon, jossa ne mahdollisimman säilöttiin lämpötiiviisti,
jolloin jäitä riitti _ehkä_ syssyyn asti...;-) Mutta on kyllä tuossakin
puuhaa.
Muta, entäs ns. arabialainen jääkaappi? Maakuoppa johon kylmätarvikkeet
säilötään, ja yläpuolelle viritetään tiiviisti märkä kangas. Kosteus
knakaasta haihtuessaan sitoo lämpöä ja alapuolella olevat kaljat,
elintarvikkeet jne. pysyvät jossain määrin viileämpinä kuin ilman märkää
kangasta. Kokeiltu on, halvaksi tulee ja vieläpä toimii! Mutta, miten ja
mihin tuollaisen rakentaisi, että vaikutus olisi mahdollisimman tehokas? Mm.
mitä kangasta, miten vuoraisi kuopan, sijainti minkälaiseen paikkaan
luonnossa ( alavaan, tuuliseen, kosteaan, soraharjuun, multaan, veden
lähelle jne... ) ?
-Pentti
"Robert Jalarvo" <En....@Sita.Tahan> wrote in message
news:42ebf47b$0$16233$f8ea...@news.gohome.fi...
Osmo R
>
> Vastaan itselleni:
>
> Järjellä jo tajuaa että 20 litraa pakastettua vettä kylmentää kaikki
> ostokset jäätäviksi, mutta todellinen kysymys on että paljonko jääkaappi
> "vuotaa" ja paljonko hävikkiä on ovenavauksesta. Avuksi otan tavanomaisen
> jääkaapin energiankulutuksen, 1.5kWh / vrk, tämä kaiketi sisältää lämpimät
> ostokset ja ovenavaamiset.
>
Tuo on kyllä aikamoinen sähkörosvo. Nykyiaikainen jääkaappi syö n. 0,4 -
0,7 kWh/d.
> 1.5kWh/vrk on pakko tulkita siten että 1500 j/s * 3600s /vrk eli 5 400 000 J
> /vrk (vaikka en näistä mitään tajua)
Joo, kilowattitunnit saa megajouleiksi kertomalla 3,6:lla.
> Oletan että lämpötila tai pakkasneste ei muuta ratkaisevasti veden
> olkapasiteettia, joka olkoon 4000 J / Aste*kg (siis kun kilo vettä jäähtyy
> asteen niin omena (100g) nousee 4000 metriä... outoa...)
>
> Jääkaapin "tavoitelämpötila" on 10 ja jäähdytysnesteen lähtölämpötila
> on -10 joten hyötyenergiaa on (1 kg = 1 litra tässä) litrassa ~ 20x4000 J
> eli 80 000 J/l
>
> Vuorokaudeksi tarvitaan siis x * 80 000 J/l = 5 400 000 J /vrk eli x=67,5
> l / vrk.... Hmm ei kovin lupaavaa...
>
> Menikö oikein vai väärin? Aion kuitenkin koittaa, ei maksa mitäään, kun
> mökin ulkorivissä on kaksi jäääkaappiakin säilytyksessä...
Taisit olettaa jääkaapin hyötysuhteen 100 %:ksi.
Osmo
Maan Matonen
kirjoitti:
>...Mutta, miten ja
>mihin tuollaisen rakentaisi, että vaikutus olisi mahdollisimman tehokas? Mm.
>mitä kangasta, miten vuoraisi kuopan, sijainti minkälaiseen paikkaan
>luonnossa ( alavaan, tuuliseen, kosteaan, soraharjuun, multaan, veden
>lähelle jne... ) ?
Olisikohan tuossa osasyy turpeen käyttöön maakellareiden
vuorauksessa... turve sitoo hyvin? sadeveden ja maasta turpeeseen
imeytyvän veden, joka sitten tuulessa haihtuessaan jäähdyttää
kellaria...
Joten miten olisi tuollainen sijoitettuna esim. tuulisen
lähteen/suonsilmän viereen?
--
T:Toukka
Robert Jalarvo
pessimistisistä arvioista) rohkaistuneena aion koittaa systeemiä nimenomaan
arkkumallisella vanhalla pakastimella, tai selällään makaavalla jääkaapilla
(tms soveltuvalla objektilla). Jääköntsä 30kg oli sallimuksen ylärajoilta
(tosin mahdoollinen). Koitan ensin kuitenkin vaikkapa 5 tai 10kg palalla.
Robert Jalarvo
> >mihin tuollaisen rakentaisi, että vaikutus olisi mahdollisimman tehokas?
Mm.
> >mitä kangasta, miten vuoraisi kuopan, sijainti minkälaiseen paikkaan
> >luonnossa ( alavaan, tuuliseen, kosteaan, soraharjuun, multaan, veden
> >lähelle jne... ) ?
>
> Olisikohan tuossa osasyy turpeen käyttöön maakellareiden
> vuorauksessa... turve sitoo hyvin? sadeveden ja maasta turpeeseen
> imeytyvän veden, joka sitten tuulessa haihtuessaan jäähdyttää
> kellaria...
>
> Joten miten olisi tuollainen sijoitettuna esim. tuulisen
> lähteen/suonsilmän viereen?
> --
> T:Toukka
Tuulinen ja varjoinen, ja luontaisesti viileä paikka olisi varmasti hyvä.
Kankaan saa pysymään märkänä joko vedentiputusautomaatilla tai rohkeampi
voisi koittaa kapillaarista nousua vesiastiasta. Millaisella kankaalla on
suurin pinta-ala?