Liten bärbar/uppladdningsbar kupevärmar låda?

[säter]

idiotdea:
Jag tycker beräkningen verkar helt rimlig. Då gissade jag inte helt fel.
Ökar man väggtemperaturen till 0° och minskar tiden till 8h, kanske man kommer ner till ett Dt på 10°?

(cp = 4,19 kg/(kg*K)), nog är det väl kJ/(kg*K)?

[TomasL]

Idiotea, hur har du räknat, jag får det till 240W förlust med 100K DT
(är iofs lite trött nu)

Arean är 0,82m2
U-Värde för 0,12m isolering med lambda 0,04W/mK blir 3 W/m2K

P=3*A*DT
P=3*0,82*100=246W

[idiotdea]

Jag borde ha kollat igenom uträkningen bättre, men jag får väl skylla på att hjärnan höll på att somna

Men värmeöverföringen borde väl bli ungefär:

P = 0,04*0,82*110/0,12 = 30 W?

Det skulle då räcka med betydlig mindre isolering. I detta fall skulle det leda till en temperaturförändring om 0.5 degC/h.

Jag skall kolla upp vad jag räknade fel tidigare när jag har mera tid.

[TomasL]

Tror du har fel faktiskt.
Man använder enklast U-värdet, som förr i tiden hette K-värde.
Om inte jag mins helt fel definieras det som tjocklek/värmemotstånd, vilket då ger 3W/m2K

För att sedan få fram värmeförlusten multipliceras detta med arean och temperaturdifferensen.

Dock är det lite mer komplicerat än så, då vattnet i sig har ett visst värmemotstånd, vilket man också måste räkna med samt det faktum att transmissionen sjunker med sjunkande temperatur på vattnet.

[säter]

#Dock är det lite mer komplicerat än så,#

Jepp, dessutom vet man inte hur stor konvektionen mot ytterluften är.
Skulle tro att en viss mängd värme avgår som strålning också, trots låga temperaturer.

Men i det här fallet är inte ett exakt resultat nödvändigt, bara man hittar någorlunda rätt.

[idiotdea]

TomasL: Hur kommer du till att U-värdet blir 3 W/m2K?

I mina beräkningar har jag utgått från Fourier's lag för värmeledning i en dimension. Enligt Wikipedias artikel om värmeledning (heat conduction) är lagen i en dimension:

four1.png

I ekvationen är qx värmeflödestätheten (typ), k materialets värmeledningsförmåga, och dT/dx värmegradienten (i en riktning).

Efter lite förenklingar (antaganden) och integreringar kommer man till:

four2.png

I denna ekvation är DQ/Dt värmeströmmen, k samma som tidigare, A ytan vinkelrätt mot värmeströmmen, DT temperaturen över det betraktade området och Dx tjockleken på det betraktade området.

Om man betraktar värmet som överförs på en sekund blir uträkningarna då:

DQ/Dt = -0,04 W/mK*0,82m2*110K/0,12m = 30W.

På samma Wikipediaartikel hittar man också något som kallas conductance (eng.) och betecknas med U. Det skulle alltså svara mot U = k/Dx = 0,04 W/mK / 0,12m = 0.33 W/m2K.

Och slutligen håller jag med om att det är mer komplicerat än så här. Men som jag tidigare skrev så gällde uträkningarna för ett s.k. worst case scenario. Beaktande av naturlig konvektion inne i lådan, konvektion + strålning från isoleringen, geometrin vid kanterna/hörnen av lådan och temperaturminskningen hos vatten leder alla till en mindre värmeöverföring, och därför mindre behövlig isoleringstjocklek.

Det jag tidigare gjorde var att beakta värmeminskningen hos vattnet, men samtidigt gjorde jag (åtminstone) ett svarvfel i beräkningarna. Jag har inte gått igenom dem ännu, och vid närmare eftertanke skulle resultatet knappast ändra mycket från det vi håller på att räkna på för tillfället.

Vill man ta konvektionen inne i lådan och utanför i beaktande borde man hitta lämpliga korrelationer för värmeöverföringstalet. Det skulle säkert gå för den naturliga konvektionen inne i lådan, men att hitta något som passar en kub inne i motorutrymmet på en bil blir nog värre

[TomasL]

Oops, sorry, jag mindes fel, så går det när man inte kollar upp saker och ting.
U eller k-Värdet är 1/R-värdet, vilket jag lyckades räkna ut. Sorry

[säter]

#men att hitta något som passar en kub inne i motorutrymmet på en bil blir nog värre #

Min tanke var att ha behållaren i skuffen. Där kan man ju offra 50L.

[prototypen]

På Cadilacken, märks ju inte ens.

Protte

[idiotdea]

Om vi är överens om att man räknar enligt mitt förra inlägg, så skulle den erfoderliga isoleringstjockleken vara:

Dx = k*A*DT*Dt/DQ = 0.04W/mK*0.82m2*110K*12h*3600s/h / (20K*50kg*4190J/kgK) = 0.037m.

Med andra ord skulle 5 cm isolering räcka till för ovanstående förhållanden. Ifall man istället för en kub har en cylidrisk eller sfärisk (ganska osannolikt) behållare med lämpliga mått så kommer vattnets temperatur att hållas ännu bättre.

Om jag skulle bygga ett sådant här system skulle jag antagligen använda ett rör av standardstorlek (t.ex DN300) till vilka det finns färdiga isoleringar att köpa, t.ex. av Paroc (lokalreklam). Svetsa fast ändorna och isolera dem också. Sedan lite kranar och annat krafs till och man har ett fungerande system

[netrunner]

Jag tycker det låter jätte bra. Kanske för att jag hatar att skrapa rutorna. Nu är jag helt lost i att mecka med bilar men ganska bra på att bygga prototyper i övrigt.

Om man ändrar lite på förutsättningarna:

- Man tar en 25liters plastdunk med vatten i (för att det är vad jag orkar lyfta utan att anstränga mig, jag är ju lite lat).
- Det finns en doppvärmare permanent montera i dunken.
- Oj, måste ha styrelektronik till doppvärmaren också. Inte mer än 90 grader.
- Dunken har en isolering med båda mineralull och cellplast, då det är billigt på byggvaruhuset och dunken i alla fall inte exakt fyrkantig. Man lyfter i en sele av remmar runt om paketet.
- En elektriskt pump kan cirkulera vattnet genom ett element.
- Pumpen kan startas med timer.

Någon som har en åsikt? Hur mycket energi kommer jag att få med på detta sätt? kWh?

[säter]

Om jag skulle bygga ett sådant här system skulle jag antagligen använda ett rör av standardstorlek (t.ex DN300) till vilka det finns färdiga isoleringar att köpa, t.ex. av Paroc (lokalreklam). Svetsa fast ändorna och isolera dem också. Sedan lite kranar och annat krafs till och man har ett fungerande system

Är det inte enklast att åka till återvinningen och hämta en varmvattenberedare med defekt elspiral?
Då får man både isolering och röranslutningar på köpet.

Man kanske även måste tänka på att förstora expansionskärlet till kylaren.

[maDa]

Intressant detta!

Kan det tina upp motorblocket och ge lite varmluft i början så är det ju kanon. Har man sen någon slangkoppling sen där bak så är det enkelt att ta ur när man behöver utrymmet.

[TomasL]

Bättre är ju att använda ett fasförändrande salt, som smälter vi 60-70 grader eller så.
De flesta termostater i bilar öppnar vid temperaturer runt 70-90 grader.
Så 100 grader i burken går inte.

[säter]

#Bättre är ju att använda ett fasförändrande salt#
Absolut, det är det optimala. Men då blir det även lite mer komplicerat för en hemmapulare.

#De flesta termostater i bilar öppnar vid temperaturer runt 70-90 grader.
Så 100 grader i burken går inte.#
Om leder vattnet genom värmepaketet först, så tvivlar jag på att temperaturen ligger över 80°C när det möter termostaten.
Dessutom gör termostaten att det blir svårt att ladda burken till högre temp. än 90°C.