Kann diese billige "Klimaanlage" einen Raum kühlen?

Meine Eltern haben diese "Klimaanlage" gekauft, aber ich bin sehr skeptisch, ob dies einen Raum oder überhaupt etwas kühlen kann.

Ich bezweifle, dass es überhaupt ein Kühlelement hat, ich vermute, dass es nur ein Lüfter + Luftbefeuchter ist.

Aber selbst wenn dieses Gerät ein Kühlelement hätte, könnte es immer noch keinen Raum kühlen:

Wenn Luft gekühlt wird, kann die entstehende Wärme nicht einfach verschwinden, sondern muss wegen des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik (Energieerhaltung) irgendwo hin. In einer normalen großen Klimaanlage wird die Luft gekühlt und die entstehende heiße Luft wird nach außen geblasen. Aber in dieser Mini-"Klimaanlage" kann die Wärme nicht nach draußen gehen, sie kann nur im Raum bleiben und den Raum auf derselben Temperatur halten.

Übersehe ich etwas oder ist das ein Betrug, wie ich vermutet habe?


Als Antwort auf einen Kommentar: Ich interessiere mich für den Einsatz dieses Kühlers in Deutschland, wo die relative Luftfeuchtigkeit normalerweise 70 % beträgt.

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Antworten (4)

Ich bezweifle, dass es überhaupt ein Kühlelement hat, ich vermute, dass es nur ein Lüfter + Luftbefeuchter ist.

Der Lüfter + Luftbefeuchter ist das Kühlelement für dieses Gerät. Es nutzt reine Verdunstungskühlung, um die Temperatur des Systems zu senken. Dies ist möglich, da der Phasenwechsel zwischen Flüssigkeit und Dampf Energie erfordert. Indem man einfach einen konvektiven Strom relativ trockener Luft über ein Reservoir für flüssiges Wasser leitet, wird der Luft Wärme entzogen, um das Wasser zu verdampfen. Dadurch hat die befeuchtete Luft eine niedrigere Temperatur als vor dem Eintritt in den Befeuchter.

In diesem Fall verschwindet die Wärme nicht einfach. Die Verlustwärme wird in der latenten Verdampfungswärme des Wassers gespeichert. Wenn der Dampf im Raum zu kondensieren beginnen würde, würde die Wärme im Raum zunehmen.

Im Grunde nutzt man die Feuchtigkeit nur als eine Art thermische Batterie. Sie können einen Teil der Wärme im Raum in Form von erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit speichern, anstatt sie direkt in Richtung steigender Temperatur fließen zu lassen. Die Energie verlässt das System nicht; es hat nur eine andere Form als innere Energie der Phase angenommen.

Sie können auf diese Weise nur so viel Wärme abführen, und die Rate der Wärmeabfuhr nimmt ab, wenn sich die relative Luftfeuchtigkeit des Raums 100 % nähert. Wenn Sie dies zur konstanten Kühlung verwenden möchten, benötigen Sie eine Möglichkeit, die feuchte Luft zu entfernen und durch trockene Luft zu ersetzen (eine, die keinen Luftentfeuchter beinhaltet, der Wärme zurück in den Raum bringt).

Und um wie viel Grad könnte ein Raum mit durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit und 30°C mit dieser Technik heruntergekühlt werden?
@SinOfficial Die "durchschnittliche" Luftfeuchtigkeit variiert stark je nach Standort.
Hinweis: Der Verdunstungskühler tut genau dasselbe wie die menschliche Haut, indem er schwitzt und Wasser verdunstet, um Wärme abzugeben. Somit verringert eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in einem Raum die Fähigkeit des Körpers, sich durch Transpiration abzukühlen. Nun, die Methode des Körpers ist um einiges effizienter darin, Wärme aus dem Körper selbst zu entfernen, es muss die Wärme der Luft überhaupt nicht reduziert werden. Also stelle ich viel lieber einfach einen Ventilator auf und vertraue meinem eigenen Körper, so viel Wasser zu verdunsten, wie er für richtig hält.
@SinOfficial, an einem Ort wie Arizona, wo die durchschnittliche Luftfeuchtigkeit im einstelligen Bereich liegt, kühlt es unglaublich effektiv. An einem Ort wie Florida, wo die durchschnittliche Luftfeuchtigkeit 100 % beträgt, hat es keine Wirkung.
Um das zu erweitern, was @cmaster sagt, ist Verdunstungskühlung schlimmer als nutzlos, außer in knochentrockenen Klimazonen wie Arizona. Sie verhindern, dass Ihr Körper auskühlt , indem sie die Luft miserabel feucht machen. Das ist vom theoretischen Standpunkt aus offensichtlich, aber ich habe es auch aus Erfahrung in Delhi verifiziert.
@SinOfficial Meiner Erfahrung nach ist es weniger als ein halbes Grad. Fühlt sich ein bisschen cooler an als ein normaler Fan, aber ich bin mir nicht sicher, ob es echt ist oder ob ich versuche zu rechtfertigen, dass ich Geld für den Kauf des Dings ausgegeben habe. Eines kann ich dir aber sagen. Je mehr Kaufreue man hat, desto weniger fühlt sich der Kühleffekt an
@R .. Sie funktionieren auch in belüfteten Räumen recht gut - die Feuchtigkeit baut sich nicht auf und die Abkühlung ist sehr spürbar. Offensichtlich ist dies bei 100% Luftfeuchtigkeit schlimmer als nutzlos, funktioniert aber unter 60% oder so gut. Außerdem konkurrieren Sie natürlich ständig mit frischer warmer Luft, die von außen kommt, also erwarten Sie keine Wunder.
@Luaan: Wenn der Raum gut belüftet ist, muss Wärme von Massen mit hoher Wärmekapazität im Raum auf die gekühlte Luft übertragen werden, bevor die Luft austreten kann, um eine Kühlung zu erzielen. Dies ist das gleiche Prinzip, warum das Einschalten der Klimaanlage in Ihrem Auto bei geöffneten Fenstern fast nichts bewirkt.
@R .. Aber wenn die Luft gekühlt wird, würde man genau das erwarten. Die Luft wäre kühler als alles im Raum und sollte daher in der Lage sein, Wärme von den Objekten abzuleiten. Solange Sie weiterhin feuchte Luft entfernen, sollten Sie in der Lage sein, eine niedrigere Gleichgewichtstemperatur als ohne Kühler zu erreichen. Thermischer Komfort ist ziemlich kompliziert, aber sowohl der Luftstrom als auch die niedrigere Temperatur können leicht ein stärkeres Kühlgefühl hervorrufen, als sich in trockener, wärmerer Luft zu befinden.
@JMac: Es wäre interessant, Zahlen für ein solches Modell zu sehen, aber (1) um eine signifikante Wärmebewegung aus Objekten mit hoher Wärmekapazität herauszuholen, muss die Geschwindigkeit sein, mit der Luft durch Belüftung austritt ziemlich niedrig (sehen Sie, wie wenig Auto-Klimaanlage funktioniert, selbst wenn die Fenster nur leicht geöffnet sind), was bedeutet, dass die Gleichgewichtsfeuchtigkeit hoch sein muss. Und (2) aus Erfahrung in nicht-Arizona-ähnlichen Umgebungen, in denen die Leute denken, dass Verdunstungskühlung überhaupt vernünftig funktioniert, ist dies nicht der Fall.
@R ..: Sie sind nicht "schlimmer als nutzlos", außer in knochentrockenen Klimazonen. Sie funktionieren recht gut an Orten mit mäßiger Luftfeuchtigkeit, z. B. in den meisten Teilen der USA östlich/südlich der Cascades und westlich des Mississippi. (Freunde haben ein etwas größeres, und es funktioniert ganz gut mit einer Luftfeuchtigkeit im Bereich von 15-60%, die hier typisch ist.)
@R .. Warum muss die aus der Belüftung austretende Luftrate niedrig sein ? Idealerweise sollte es ungefähr der Rate des einströmenden trockenen Luftstroms entsprechen. Unter der Annahme, dass Luft mit der gleichen Temperatur, je schneller der Luftstrom ist, desto größer die Konvektionskoeffizienten sind und daher (alle anderen gleich), wenn Sie den Raum nicht drucklos machen, größer Airflow out bedeutet im Allgemeinen einen größeren Luftstrom, was bedeutet, dass dem Raum mehr Wärme entzogen und durch die Belüftung abgeführt wird.
@jamesqf: Verdunstungskühlung funktioniert im Südosten der USA absolut nicht. Sogar die Feuchtigkeit, bevor Sie mit Verdunstungskühlung dazu kommen, ist unerträglich schrecklich. Um eine Möglichkeit zu haben, einen Raum zum Leben zu kühlen (oder um Ausrüstung/Materialien/Strukturen vor Schäden durch Hitze oder Feuchtigkeit zu bewahren), muss die anfängliche Luftfeuchtigkeit deutlich unter der Spezifikation liegen, damit sie nicht überschritten wird davon ab, es hinzuzufügen.
Eine aufschlussreiche Möglichkeit, dies basierend auf einem bestehenden Modell der menschlichen Körperkühlung/des Komforts zu quantifizieren, könnte darin bestehen, zu untersuchen, wie sich die Änderung von Temperatur und Feuchtigkeit durch Verdunstungskühlung auf den Wärmeindex auswirkt .
@R .. Der Hitzeindex ist eine wirklich schnelle und schmutzige Art, ihn zu betrachten. Wenn Sie bessere Informationen zu menschlichem Komfort und Lüftungssystemen wünschen, bietet ASHRAE eine recht umfangreiche Dokumentation zum thermischen Komfort. "Für thermischen Komfort - das ist der Standard." . Es ist wirklich viel los; aber zu sagen, dass es nur unter staubtrockenen Bedingungen funktioniert, ist nicht unbedingt ganz richtig (und sehr vage). Es ist ein Spektrum, das von sehr effektiv bis schädlich reicht.
Dies wird wahrscheinlich in heißen und trockenen Gebieten wie im Südwesten der USA gut funktionieren . In Arizona haben Restaurantterrassen Zerstäuber, die einfach Wasser über den Köpfen der Gäste in die Luft sprühen: Sie können Ihre Hand einen Fuß von den Auslässen entfernt halten und Sie spüren keine Feuchtigkeit, nur Kühle. Aber in Gebieten, in denen Hitze von hoher Luftfeuchtigkeit begleitet wird – was so ziemlich jeder Nicht-Wüsten-Bereich ist – wird die Befeuchtung eines heißen, schwülen Raums wahrscheinlich dazu führen, dass sich jeder einfach klamm fühlt.
@R.. Jamesqf spezifiziert südlich/östlich eines westlichen Orientierungspunkts und westlich eines östlichen Orientierungspunkts. Er sagte nie "USA Südosten".
Okay, das habe ich falsch gelesen.
@R..: Habe ich das nicht gesagt? Der größte Teil des Südostens der USA ist (wenn die Zeiten, in denen ich dort war, typisch sind) schrecklich heiß und feucht, so sehr, dass ich nicht verstehe, wie Menschen dort leben können. Aber in gesünderen Klimazonen (oder sogar zu heißen, aber nicht feuchten) funktioniert die Verdunstungskühlung recht gut.

Eine dieser Größe ist eher eine persönliche Kühlbox, direkt vor Ihnen platziert, wird sie Sie wahrscheinlich etwas kühler halten, sie wird wenig bis gar nichts tun, um einen normal großen Raum zu kühlen. Aber das Prinzip ist gut, denn wenn Wasser verdunstet, wird es kühler als das flüssige Wasser. Das Hinzufügen von Eis kühlt das Wasser ab, sodass der Wasserdampf noch kühler wird. Als wir in den 1960er Jahren in Texas aufwuchsen, mussten wir unser Haus nur mit Verdunstungskühlern (auch Wasserkühler oder Sumpfkühler genannt) kühlen. Diese waren groß und bliesen viel Luft mit einem „Eichhörnchenkäfig“-Gebläse in eine Kiste belüftete Polsterung an 3 Seiten, über die Wasser gepumpt wurde. Sie wurden außerhalb eines Fensters platziert, sodass die befeuchtete, kühlere Luft in den Raum gedrückt wurde. Sie würden normalerweise einen großen Bereich sogar mitten im Sommer angenehm halten (normalerweise 20 bis 30 Grad Fahrenheit oder mehr, kühler als die Außentemperatur). Diese funktionieren am besten bei "trockener Hitze", wo die Luftfeuchtigkeit niedrig ist, da Wasser schneller verdunsten kann. An Regentagen oder anderen Zeiten mit hoher Luftfeuchtigkeit kühlen sie nicht so gut.

+1 für den durchsuchbaren Begriff "Sumpfkühler".

Er ist ein Verdunstungskühler: Man füllt ihn mit Wasser, er bläst die Raumluft über das Wasser und die zur Verdunstung benötigte Energie ist Wärme, die dem Raum somit entzogen wird.

Ich weiß nicht, wie gut so ein kleiner funktioniert, und auf jeden Fall wird er nur funktionieren, wenn die Luft ziemlich trocken ist; aber im Prinzip ist es zumindest plausibel und kein Betrug.

Und um wie viel Grad könnte ein Raum mit durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit und 30°C mit dieser Technik heruntergekühlt werden?
@SinOfficial Die erreichbare Ausgangstemperatur wird als Feuchtkugeltemperatur bezeichnet ( en.wikipedia.org/wiki/Wet-bulb_temperature ). Das ist eigentlich die interessanteste Messung von Wärme in Bezug auf den menschlichen Körper: Es ist die Grenze, bis zu der sich Ihre Haut durch Transpiration abkühlen kann. Schöne Werte liegen irgendwo zwischen 10°C und 20°C, fürchterlich feuchte Werte liegen irgendwo zwischen 20°C und 30°C und geradezu gefährliche Werte liegen zwischen 30°C und 35°C. Alles darüber ist einfach tödlich. Ich würde sagen, solange du Spaß an deinem Bike hast, erreicht dein Verdunstungskühler <20°C.
@SinOfficial Wenn man den Wikipedia-Artikel genauer liest, scheint es, dass Feuchtkugeltemperaturen über 30 ° C sehr selten sind und nur bei außergewöhnlichen Hitzewellen erreicht werden. Bei deutlich niedrigeren Feuchtkugeltemperaturen fängt es also wohl an gefährlich zu werden.
@cmaster Folgefrage: Verringert ein Verdunstungskühler die Feuchtkugeltemperatur oder bleibt sie genau konstant?
@Sanchises Eigentlich bin ich mir nicht sicher. Ich denke, dass es konstant sein sollte, aber ich kann mich irren, weil die Feuchtkugeltemperatur definiert ist. In jedem Fall liegt die Feuchtkugeltemperatur viel näher am Taupunkt als an der Lufttemperatur. Da der Taupunkt mit dem Verdunsten von Wasser ansteigt und es sich um eine harte untere Grenze für die Feuchtkugeltemperatur handelt, gibt es ohnehin nicht viel Raum für Unsicherheit. Ich denke, es ist sicher anzunehmen, dass die Feuchtkugeltemperatur für praktische Zwecke konstant ist.

Die Verdunstung kühlt und macht die Luft feuchter. Die Wärme wird durch Kondensation zurückgewonnen, die normalerweise an den Wänden auftritt (die gut genug isoliert sein können, damit die Wärme nicht entweichen kann). Natürlich ist dies ein Rezept für Schimmelpilze, es sei denn, Sie leben in einem sehr trockenen Klima. Normalerweise ist Luft, die befeuchtet werden muss, Luft, die eine höhere Temperatur als die Außentemperatur hat, in diesem Fall möchten Sie nicht, dass sie abgekühlt wird. Das Abkühlen der Luft durch Verdunstung hat einen doppelten Effekt der relativen Feuchtigkeit, indem mehr Feuchtigkeit hinzugefügt und die Fähigkeit der Luft, Dampf aufzunehmen, verringert wird.

Daher ist die kombinierte Wirkung des Geräts aus Befeuchtung und Kühlung selten gleichzeitig erwünscht.