Können Klimaanlagen / Luftentfeuchter ihre Abwärme im Abgas abgeben?

Wenn ich das richtig verstehe, geben sowohl Klimaanlagen als auch Luftentfeuchter herkömmlicherweise Abwärme über ihre Abluft ab, obwohl beide auch Abgas produzieren. Ich würde gerne wissen,

1. Werden derzeit Klimaanlagen oder Luftentfeuchter hergestellt, die Wärme durch ihr Abwasser ablassen ?
2. Wenn nicht, gibt es technische oder physikalische Gründe, warum dies nicht möglich ist?

Anwendungsfall: Ich lebe derzeit dort, wo das Wetter regelmäßig sowohl heiß als auch feucht ist, und meine derzeitige Wohnung ist so konfiguriert, dass meine einzigen möglichen Optionen zur Reduzierung der inneren Wärme und Luftfeuchtigkeit folgende sind:

1. eine energieeffiziente externe Klimaanlage (außerhalb meiner Wohnung, aber mit dieser verbunden), die auch bei der Reduzierung der Luftfeuchtigkeit ineffizient zu sein scheint;
2. Ein energieeffizienter interner Luftentfeuchter, der erschöpft
   • Abwärme in die Wohnung
   • Abwasser in einen offenen Vorratsbehälter (den ich zum Trinken filtere).

Was ich möchte, wäre eine interne Einheit wie mein Luftentfeuchter, aber die würde stattdessen:

1. Verwenden Sie das Abwasser zum Kühlen.
2. das warme Wasser in einen geschlossenen, isolierten Behälter ablassen;
3. {akustischer Alarm, Abschaltung}, wenn der Behälter gefüllt ist (wie jetzt) ​​oder überhitzt ist.

Ich würde dann den Vorratsbehälter draußen entfernen und leeren.

Ich kann einige Informationen zu einer Lösung bereitstellen, die Sie selbst erstellen / ändern müssten.

Aus einer schnellen Recherche geht hervor, dass Sie das Abwasser nicht direkt zum Trinken verwenden können. Fühlen Sie sich frei, Grauwasser nachzuschlagen. Wie Sie bereits betont haben, möchten Sie es zuerst filtern. Ich empfehle dringend, einen Filter auf Biomembranbasis zu verwenden und sicherzustellen, dass der Filter Trinkwasser erzeugt. Vielleicht möchten Sie diese Fragen und Antworten von grist.org über die Wiederverwendung von Wasser aus einem Luftentfeuchter lesen .

$\Delta T$von 10–20 K, die Sie für die Wärmeübertragung benötigen würden, und angesichts der Tatsache, dass Sie mit Kondenswasser mit einer Temperatur von etwa 5 ° C arbeiten würden, könnten Sie im besten Fall etwas auf 15 ° C abkühlen. Vielleicht 10 ° C. Dies ist nicht wesentlich niedriger als das kalte Leitungswasser, das ich hier herum bekomme, also denke ich, dass es die Mühe nicht wert ist.

Als professioneller Ingenieur müssen Sie zunächst sagen, dass Sie Ihren Luftentfeuchter zu Hause nicht modifizieren sollten. Das verwendete Kältemittel hat ein hohes Potenzial zur globalen Erwärmung, und Emissionen können schwerwiegende Umweltkatastrophen verursachen. Auch die hohen Drücke im Zyklus können sehr gefährlich sein. Ganz zu schweigen davon, dass Kältemittel in Ihren Wassertank gelangt und Sie möglicherweise nicht einmal in der Lage sind, die Verunreinigungen herauszufiltern. Wenn die Maschine nicht richtig konstruiert ist, können Sie Ihren Kompressor oder alle möglichen Dinge zerreißen. Wenn Sie interessiert sind, lassen Sie dieses System von einem Fachmann für Sie entwerfen.

Wenn Sie sagen, dass Sie einen speziell angefertigten Luftentfeuchter erhalten, ist dies möglich. Betrachtet man den typischen Kühlkreislauf (Bild aus Wikipedia):

Im Wesentlichen hat Ihr Luftentfeuchter den Lüfter in die entgegengesetzte Richtung. Es zieht zuerst Luft über den Verdampfer und dann über den warmen Kondensator. Es hat einen ziemlich hohen Wirkungsgrad, da diese kühle Luft einen Großteil der überschüssigen Wärme aus dem Kondensator abführen kann.

Ein speziell angefertigter Luftentfeuchter bläst nicht die kalte Luft über den Kondensator, sondern taucht den Kondensator direkt in Ihren Wasserspeicher. Damit wäre die einzige Einschränkung für die Wärme, die Sie halten könnten, dass der Kondensator das Kältemittel immer noch von Dampf zu Flüssigkeit umwandeln müsste.

Um herauszufinden, wie warm es werden kann, wählen Sie ein Kältemittel aus und ermitteln Sie den Siedepunkt beim Betriebsdruck des Kompressors. R-134a , ein sehr verbreitetes Kältemittel, läuft normalerweise bei etwa 18 bar. Diese Sättigungstabelle besagt, dass das Kältemittel bei 1800 kPa bei 62,9 Grad Celsius siedet . Das wäre also die maximale Temperatur, die Ihr Tank erreichen könnte, bevor der Kühlschrank nicht mehr funktioniert. Aufgrund der thermodynamischen Ineffizienz, der Ineffizienz des Wärmetauschers usw. würden Sie wahrscheinlich 10 - 20 ° C darunter haben, aber es wäre sicherlich wärmer als Ihre Luft. Idealerweise können Sie mit einem maßgeschneiderten Verfahren sehr warme Temperaturen erreichen - sprechen Sie erneut mit einem Designprofi. Ändern Sie Ihr Heimsystem nicht, um den Kondensator einzutauchen.

Werden derzeit Klimaanlagen oder Luftentfeuchter hergestellt, die Wärme durch ihr Abwasser ablassen? Wenn nicht, gibt es technische oder physikalische Gründe, warum dies nicht möglich ist?

Es ist unwahrscheinlich, dass eine Mainstream-Verbrauchereinheit dies tun würde. Diese Geräte müssen für eine Vielzahl von Bedingungen ausgelegt sein, einschließlich heiß und trocken. In einem solchen Fall würde nur sehr wenig Wasser zum Kühlen zur Verfügung stehen, daher müsste das System so ausgelegt sein, dass es ohnehin nur mit Luftkühlung funktioniert.

Die zusätzlichen Strukturen zur Erweiterung des Kühlsystems mit dem Kondenswasser, falls vorhanden, würden die Einheit komplexer, größer und teurer machen. Es lohnt sich nicht.

Selbst unter feuchten Bedingungen ist im Verhältnis zur Luftmenge, die sich bewegt, nicht viel Wasser in der Luft. Denken Sie an die vielen Kubikfuß Luft, die durch einen Luftentfeuchter strömen, damit nur ein Tropfen Wasser kondensiert. Rechne nach:

Vergleichen wir die Wärme in einem Kubikfuß Luft mit der Menge, die ein Tropfen Wasser aufnehmen könnte. Ich habe einen Luftentfeuchter in einem feuchten Keller beobachtet, und es tropfte bestimmt kein Tropfen pro Kubikfuß oder Luft, die sich durch die Luft bewegte. 1 Kubikfuß entspricht jedoch 28,3 Litern. Bei 30 ° C und 1 atm hat dieser Kubikfuß Luft eine Masse von etwa 33 Gramm. Im Chemieunterricht haben wir normalerweise angenommen, dass es 20 Tropfen Wasser pro ml gibt, also hat ein Tropfen eine Masse von 1/20 g oder 50 mg. Der Kubikfuß Luft ist daher 660-mal so massereich wie der Wassertropfen.

Ich werde hier aufhören, da es sinnlos erscheint, fortzufahren. Ich habe die relative Wärmekapazität von flüssigem Wasser im Vergleich zu gasförmigem Stickstoff und Sauerstoff nicht nachgeschlagen. Aber selbst wenn das Wasser um ein Vielfaches höher ist, bedeutet eine Erhöhung des Wassertropfens um ein paar Grad einfach keine große Abnahme der Luft. Und natürlich können Sie die Wärme nicht zu 100% effizient aus der Luft auf das Wasser übertragen.

Selbst bei einer hohen Kondensationsrate ist dieses kleine bisschen zusätzliche Kühlung die zusätzliche Komplexität, Größe und Materialien nicht wert, um es zu nutzen.

Sie können einen Wärmetauscher in den (warmen) Abluftstrom stellen und dann Ihr (kaltes) Abwasser durchlaufen lassen, bevor Sie das Wasser nach draußen ablassen. Ich stelle mir einen recycelten Kühler aus einem Auto mit einer kleinen Pumpe vor, um das Wasser vom Luftentfeuchter in die obere Öffnung des Kühlers zu befördern. Sie müssen das Wasser jedoch unbedingt nach draußen ablassen, da es langsam Wärme in Ihr Haus zurückführt, wenn Sie es im Inneren aufbewahren.