Noi, la #diez, avem o echipă de oameni foarte talentați și cu o mulțime de hobby-uri și interese. Dinu Bubulici este unul dintre cei mai vechi membri ai echipei, a venit în redacție în 2015. De-a lungul timpului, am descoperit că, pe lângă fotografii, filmări și editări video, colegul nostru are și alte pasiuni. Îi place să meșteșugărească, îi plac formulele chimice, are un interes deosebit față de fizică și în special față de funcționalitatea energiei. Dinu mereu ne uimește cu experimentele pe care le face, așa că am decis să împărtășim inventivitatea lui și cu voi, dragi cititori.
Așa că începem o nouă rubrică pe care am numit-o simbolic – „Laboratorul #diez”. Aici vom descoperi, ghidați de Dinu, o mulțime de lucruri interesante, iar astăzi vom vorbi despre o instalație realizată în condiții de casă, care te ajută să păstrezi aerul cald (iarna) și rece (vara) în încăpere. Apropo, instalația are efect și asupra facturii de energie electrică (sau gaz).
Să începem! Primul lucru pe care vrem să-l cunoaștem e ideea de la care a pornit acest experiment.
Iarna, când încălzim o încăpere, sau vara, când o aerisim (de exemplu cu ajutor aerului condiționat), au loc pierderi de aer. Acest lucru este firesc, deoarece aerul din încăperi se află într-un permanent circuit. Aceste pierderi se văd însă și în factură, fapt care ne face să mai scoatem bani din buzunar. Totuși, există dispozitive speciale care ne ajută să păstrăm o parte din căldura chiar și în procesul obișnuit de aerisire.
„Aceste instalații ne ajută să facem economii. Adică suma din factură să fie mai mică. Există astfel de dispozitive industriale, acestea costă de la 5 000 de lei în sus”, ne explică Dinu.
Respectiv, Dinu a decis să construiască un astfel dispozitiv în condiții casnice, din materiale reciclabile. Pentru aceasta, a utilizat prototipurile dispozitivelor industriale deja inexistente, de la materialele necesare până la modul de asamblare. Toate aceste detalii pot fi găsite cu ușurință în mediul online.
Pentru crearea dispozitivului, Dinu a utilizat materiale reciclabile: plăcuțe de aluminiu, două ventilatoare, plastic, țeavă gofrată, întrerupător (Dinu a optat pentru un smart-controller care poate fi programat și conectat online prin aplicație sau prin senzori de mișcare), clei, bandă adezivă, cabluri electrice.
În total, pentru a asambla toate aceste elemente, Dinu a petrecut o zi.
„Cel mai mult timp mi-a luat proiectarea. Mai mult decât asamblarea în sine. Pentru procesul de asamblare, cel mai mult timp am avut nevoie pentru a găsi plăcuțele de aluminiu, ele sunt foarte importante întrucât transmit bine căldura. Ar fi și mai bine dacă plăcuțele ar fi fost din cupru”, ne spune Dinu.
După ce avem dispozitivul gata, îl instalăm. Dinu l-a pus sub acoperiș, dar este posibil să-l pui și la geam.
Cum funcționează? La baza dispozitivului avem două ventilatoare, unul trage aerul în casă, iar altul împinge aerul de afară în casă. Aceste acțiuni se întâmplă simultan. Totodată, avem și un set de plăcuțe de aluminiu. În momentul în care aerul cald iese din casă, plăcuțele păstrează căldura din el, încălzind la rându-i alte plăcuțe care vor încălzi aerul rece ce vine de afară.
Avem aici fani de fizică? Dinu a explicat printr-o problemă care este eficiența acestei instalații.
Din măsurări avem:
# temperatura în casă – 23,7 grade Celsius;
# temperatura care intră în casă după recuperator – 9,5 grade Celsius;
# temperatura de afară – 5,6 grade Celsius;
# fluxul de aer este de 50 m³/h.
1. Aerul, care intră, se încălzește cu cinci grade din contul aerului care iese din casă. Aflăm acest lucru prin diferența dintre temperatura aerului de afară și cea care intră în casă după recuperator.
2. Avem formula pentru cantitatea de căldură: Q=c×m(t2–t1), unde c – căldura specifică a aerului, m – masa, iar (t2–t1) – diferența de temperatură.
Căldura specifică a aerului este de 1,011 kJ/(kg×K).
Densitatea aerului este de 1,2 kg/metri cubi.
Volumul aerului care circula într-o oră (50 m³×1,2 kg/m³) este de 60 de kilograme.
De aici calculam energia necesara pentru a încălzi 60 de kilograme de aer cu cinci grade.
Q=1,011 kJ/(kg×K)×60 kg×5=303,3 kJ.
3. Folosind următoarele date, convertim în watt-oră.
1 kJ/h=0,0002777778 kWh.
303,3 kJ/h=84 Wh.
„Dacă e să folosim acest sistem pentru a aerisi doar câte trei ore pe zi, timp de jumate de an, avem 45,3 kW.
De aici scădem 10 kW energie care consumă ventilatoarele și rămânem cu 35 kW sau în jur de 70 de lei economie la factură. Nu pare mult, dar pentru un prototip după toate calculele să avem un efect pozitiv deja e un succes.
Din formula de mai sus, observăm cum cantitatea de căldură recuperată este direct proporțională cu diferența de temperatură din casă și cea de afară la care se adaugă eficiența recuperatorului.
Eficiența acestui recuperator se poate îmbunătăți prin mărirea numărului plăcuțelor din interiorul recuperatorului și micșorarea spațiului dintre ele. Aici au fost folosite foi de aluminiu de 0,5 milimetri grosime, dacă le-am înlocui cu cupru, mărim eficiența cu minimum 20 %”, ne explică Dinu.
Dacă ți-a plăcut să citești acest material, îți sugerăm să vezi un alt articol în care Dinu explică pe pași cum poți vinde energie solară în Moldova și care este procesul de instalare a panourilor fotovoltaice.
