Klimaanlage für kleines Budget

Ist es möglich, ohne den Kauf teurer Klimaanlagen oder Sonnenkollektoren - und der dazugehörigen Halterungen und elektrischen Utensilien - einen Temperaturunterschied von 10-20 °C mit Materialien zu erzeugen, die man für weniger als 1000 $ kaufen kann?

Angenommen, Sie haben einen Innenhof mit Glasdach (oder eine Art Wintergarten) und die durchschnittliche Außenlufttemperatur liegt im Sommer zwischen 30 und 40 °C. Bei direkter Sonneneinstrahlung auf das Glasdach kann die Innenlufttemperatur leicht 50-60 °C erreichen. Keine sehr angenehme Umgebung - ich bin sicher, Sie werden mir zustimmen.

Ich möchte ein relativ kostengünstiges System entwerfen und bauen, um die Innenlufttemperatur auf etwa 25 °C zu halten. Bei den wüstenähnlichen Bedingungen draußen ist sicherlich viel Sonnenenergie vorhanden. Bevor ich es begrub, erreichte das Wasser in dem schwarzen Schlauch, der die Dusche versorgte, schimpflich heiße Temperaturen (sagen wir zum Beispiel etwa 70 ° C).

Ich stelle mir vor, dass die Lösung eine Anordnung von mit Schwarzwasser gefüllten Rohren, zwei versiegelte Reservoirs auf unterschiedlichen Höhen, eine Wärmepumpe, einen Generator und ...??? Um ehrlich zu sein, habe ich wirklich keine Ahnung, wie ich das einrichten könnte, um den gewünschten Temperaturunterschied zu erzeugen.

Es kann auch hilfreich sein zu beachten, dass sich in der Nähe des Gebäudes eine Böschung mit einem steilen Abfall von etwa 20 m befindet. Ich habe gehört, dass das Speichern von Energie, indem Wasser in eine größere Höhe gepumpt wird, besonders effizient ist. Ich bezweifle jedoch, dass das Gleiche über eine billige Turbine / einen Generator gesagt werden kann, die zur Erzeugung von Strom verwendet werden, wenn das Wasser abfällt.

Wenn die effizienteste/günstigste Lösung zufällig darin besteht, einen Überschuss an elektrischem Strom zu erzeugen – dann könnte dies im Haus genutzt werden und wäre sicherlich von Vorteil.

(Vielleicht sollte ich das erklären - meine Eltern planen, sich nächstes Jahr in ihr kleines Ferienhaus auf Sizilien zurückzuziehen. Ich hoffe, als Überraschungsgeschenk für den Ruhestand einen temperaturgesteuerten Innenhof für sie bauen zu können. Außerdem ein Wasserspiel mit Laminalventil Wasserstrahlen und ein Tesla-Brunnen!)

@David: Ich habe TeX in der Frage verwendet; Das sollte Sie doch überzeugen, es hier zu lassen ;-)
Ich mag den Vorschlag, dies an DIY zu senden (ich erinnere mich nur nie daran, dass es dort ist), das einzige, was Sie von LaTeX bekommen, ist eine Skriptschrift und das "Grad" -Symbol. Nicht dass es eine schlechte Frage wäre, nur dass der Physikinhalt ziemlich oberflächlich ist.
@qftme: hehe ;-) so ganz geht das nicht.
@David amd@dmckee Ich denke, es hat so viel Physik wie "Klimawissenschaft". Angewandte physikalische Prinzipien.
@Doresoom: Danke für die Bearbeitung des Kommentars ;-)

Antworten (4)

Mehrere Gedanken, die allein oder in beliebiger Kombination verwendet werden könnten:

1.) Schon an sogenannte „Sumpfkühler“ (Verdunstungskühler) gedacht?

Diese Geräte arbeiten nach dem Prinzip der Verdunstungskühlung. Es gibt 2 Grundtypen: Direkte Kühlung und indirekte Kühlung. Die direkten Kühleinheiten sind SEHR einfach und leicht, können jedoch zu feuchter Luft führen, um angenehm zu sein (obwohl sie viel kühler ist). Die indirekte ist teurer und härter (aber nicht annähernd so teuer wie herkömmliche Klimaanlage) und führt zu trockenerer Luft. Einige Systeme verwenden beide Methoden: Kühlen Sie die Luft über die indirekte Methode vor und führen Sie die gekühlte Luft dann durch einen direkten Kühler. Das Ergebnis ist kühlere und trockenere Luft als bei beiden Methoden allein. Alle Methoden funktionieren am besten mit sehr trockener Luft (die Sie anscheinend haben).

DIREKT-Methode: Trockene Außenluft (oder sogar Innenluft) wird durch ein nasses Sieb oder einen Filter gesaugt. Die gekühlte, feuchte Luft wird direkt hineingepumpt. Diese Methode kann so einfach sein wie das Werfen eines nassen Handtuchs über einen Ventilator.

INDIREKTE Methode: Trockene Außenluft strömt durch ein nasses Sieb oder einen Filter, um gekühlt zu werden, und dann durch einen Wärmetauscher, der. Die trockene Luft nimmt Feuchtigkeit auf, die das Gerät kühlt. In die gegenüberliegende Kammer des Wärmetauschers eingeblasene Innenluft wird gekühlt, nimmt aber keine Feuchtigkeit auf. Selbst diese relativ komplizierte Methode ist einfacher und sehr viel billiger zu bauen (und zu betreiben) als eine AC-Einheit.

2.) Der einfachste Weg, die Dinge kühl zu halten, besteht darin, den Sonneneinfall zu verweigern.

Ich hatte ein Haus mit einem großen Oberlicht in der Küche. Da ich in einem sehr gemäßigten Teil des Nordwestens der USA lebte, hatte ich keine Klimaanlage. Im Sommer würde ich das Dachfenster mit einer sehr leichten, mit Alufolie kaschierten Zuschnittplatte komplett absperren; dann im herbst abbauen. Es machte einen großen Unterschied (wahrscheinlich 5 ° C in der Küche).

Sie könnten etwas Ähnliches tun, indem Sie Gewächshausschirme, Schornsteinverblendungen oder viele andere Gegenstände verwenden, die die ganze Bandbreite des Kompromisses zwischen Ästhetik und Funktionalität abdecken.

3.) Das Ablassen der heißesten Luft (von oben) und das Ersetzen durch kühlere Luft hilft; oder Sie könnten diese Luft in Ruhe lassen und die kühlere untere Luft umwälzen, um sie noch kühler zu machen. In beiden Fällen würde es gekühlt, wenn die Luft durch tief vergrabene Rohre gepresst würde.

Die Temperatur der Erde, fast überall auf der Erde, wo Sie leben möchten, liegt ungefähr in der Nähe von 50 ° F (10 ° C). Sie müssen nur tief genug graben, um auf diese Temperatur zuzugreifen. Alle Wüstentiere wissen das: Deshalb halten sie sich tagsüber im Untergrund auf. Selbst wenn Sie nur zwei Meter in die Tiefe wollen, sollten Sie auf konstante Temperaturen von unter 15 °C zugreifen können. Dann vergraben Sie einige Rohre und drücken die Luft durch sie hindurch. Die Luft erwärmt den Schmutz, aber dieser Schmutz wird durch den umgebenden Schmutz gekühlt. Grundsätzlich verwenden Sie Mutter Erde als Wärmesenke.

Ja für Sumpfkühler. Wir hatten mit diesen Dingen in einem Sommer in Las Cruces, NM, eine Trennung von 10-15 Grad Celsius. An den drei oder vier schwülen Tagen im Jahr waren sie natürlich wertlos. Und Sie zahlen auch in Bezug auf den Lärm: Diese großen Fans machen etwas.
Gute Vorschläge. Eine kleine Bemerkung, die Temperatur in ein paar Metern Tiefe beträgt nicht 10 ° C, sie ist der durchschnittlichen Jahrestemperatur des Standorts sehr ähnlich. Ich wette, in Sizilien ist es weit über 10 ° C, aber immer noch kühler als im Sommer. Ich benutze einen tragbaren Sumpfkühler (Sie müssen ihn mit einem Eimer füttern), um meinen AC-Bedarf im Sommer (Kalifornien) zu reduzieren. Sie können sich für eine Hybridlösung entscheiden, wenn dies für Sie besser funktioniert.
@Vintage: Vielen Dank für Ihre Vorschläge. Ich habe die Wiki-Seiten zu Sumpfkühlern durchgesehen (von denen ich noch nie zuvor gehört hatte) und werde definitiv versuchen, etwas Ähnliches zu implementieren. WRT blockiert die Sonne vollständig, ich möchte alles vermeiden, was umständlich zu installieren / zu entfernen ist, da der Blick auf die Sterne bei Nacht fantastisch ist! Zu diesem Zweck habe ich auch nach verschiedenen Methoden gesucht, um „intelligentes Glas“ (variable Transparenz) zu erreichen. Ich kämpfe derzeit darum, eine kostensenkende Abkürzung zu finden, um dies zu erreichen :S
qftme: Volle Sonneneinstrahlung liefert ungefähr tausend Watt pro Quadratmeter. Multiplizieren Sie mit der Fläche Ihres Geheges und Sie können eine sehr große Zahl erhalten. Sie müssen also mit ziemlicher Sicherheit einen Weg finden, das meiste davon auszuschließen. Sie verkaufen reflektierende Filme, die Glas hinzugefügt werden können. Entweder versilberte Folien, die 80-90 % der einfallenden Energie reflektieren, oder solche, die nur im Infraroten reflektieren, damit sie nicht sehr auffallen, aber dann reflektieren sie nur 40-50 % der einfallenden Energie.
@Omega Centauri, beachten Sie, dass er von Sizilien spricht. Während der heißen Monate Mai bis September steht die Sonne ziemlich hoch und eine Verlängerung des Daches um etwa 2 Meter und/oder Stoff-Sonnenschutz für östliche und westliche Expositionen im Freien eliminieren den größten Teil der direkten Hitze.

Nur ein paar lustige Vorschläge:

Ich habe über geothermische Lösungen gelesen . Diese machen sich zunutze, dass die Temperatur, sobald Sie sich einige Meter unter der Erdoberfläche befinden, mehr oder weniger konstant ist, vielleicht 10-18 ° C. Es werden Lösungen verkauft, die Wasser unter der Erde zirkulieren und einbringen, aber mit einer Wärmepumpe im System, um Häuser im Sommer zu kühlen und im Winter zu heizen (18 ° C ist eine angenehme Wärme im Winter).

Sie erwähnen Sizilien. Gibt es einen Brunnen auf dem Grundstück? Brunnen in Griechenland sind über 10 Meter tief und damit im kühlen Temperaturbereich und oft ist das Wasser recht tief. Früher haben wir Wassermelonen ins Wasser gesenkt, um sie zu kühlen. Ein Zirkulationssystem innerhalb des Wassers des Brunnens könnte einen Raum nur mit den Kosten der Pumpe und der Rohre und vielleicht eines kleinen Ventilators kühlen, um die Luft zirkulieren zu lassen. Ob das System auch ohne Wärmepumpe effizient genug ist, müsste man berechnen.

Sie können sich auch Luftbrunnen in Kombination mit dem geothermischen Vorschlag ansehen.

Habe Spaß.

Edit: Ich möchte hinzufügen, dass außen verlängerte Sonnenschirme auf dem Breitengrad von Sizilien sehr praktisch sind. Sie können nachts eingezogen werden, wenn die Temperaturen sinken und man alle Fenster für gute Zirkulation und Wärmeaustausch auf traditionelle Weise öffnet.

Ein weiterer langfristiger Vorschlag ist, im Sommer Laubbäume mit dicken Blättern zu pflanzen, um das Haus rundum zu beschatten. Die Mimose von Konstantinopel kann das sehr gut. Sie wächst schnell und färbt sich im Sommer schirmförmig und nachts falten sich ihre Blätter, damit die Nachtluft nicht daran gehindert wird, um das Haus herum zu zirkulieren. Beachten Sie, dass Bäume die Temperatur auch um 2 Grad senken. Im Winter gibt es nur Zweige und hindern das Sonnenlicht nicht daran, das Haus zu erreichen und zu heizen.

@ Anna: Danke. Deine Vorschläge sehen wirklich interessant aus. So sehr, dass ich gerade dem Architekten (mein Bruder [kein echter Architekt!]) eine E-Mail mit den Vorschlägen geschickt habe, dass ein „Solarkamin“ und eine „Trombe-Wand“ in die Entwürfe einbezogen werden sollten. Ich habe mich auch bei meinem Vater wegen des Brunnens erkundigt – er sagte, es sei wahrscheinlich besser als Sumpf zu beschreiben, aber es gehen mindestens 2-3 Millionen Dollar unter die Erde. Das Problem ist, dass es am Fuß der Böschung liegt, 20 Millionen Dollar tiefer als das Haus. Wo sich das Haus befindet (oben), ist der Boden nur 50 cm tief, bevor Sie zu festem Fels gelangen.

Es ist bei weitem keine vollständige Lösung, aber ich denke, Sie würden eine große Wirkung erzielen, wenn Sie oben auf Ihrem Dach eine Art Entlüftung anbringen, die es der Hochtemperaturluft ermöglicht, zu entweichen, anstatt sich anzusammeln. Dies könnte auch für einen gewissen Luftstrom nach innen sorgen, wenn Sie dies so arrangieren könnten, dass (hoffentlich kühlere) Luft von außen angesaugt wird.

Wenn die Außenluft zu heiß, aber trocken ist, könnten Sie den einströmenden Luftstrom vielleicht auf seinem Weg nach innen über einen Verdunstungskühler (auch ein feuchtes Handtuch) streichen lassen. Verdunstungskühler sind sehr leistungsstark, in trockenen Gebieten, wenn das Wasser Versorgung ist kein Problem.

@Charles: Danke für den Vorschlag. Mein Plan befindet sich noch in einem sehr frühen Stadium, aber ich gehe jetzt davon aus, dass eine Art Verdunstungskühler involviert sein wird.

Wenn ich die Frage verstehe, klingt es so, als würden Sie fragen, wie man ein Glasgewächshaus in der Wüste kühl hält. Das ist eine entmutigende Aufgabe und scheint ein wenig unpraktisch zu sein.

Das heißt, einige Ideen:

  • Machen Sie das Dach öffenbar / einziehbar
  • auf viel Querlüftung achten (Seitenfenster/eingeschirmt)
  • Blockiere die Sonne
    • Vorhänge
    • Markisen
    • Vorhänge
    • Stellen Sie das Gewächshaus unter einen großen Baum, um es im Sommer zu beschatten
  • Fans. Lüfter sind wahrscheinlich die günstigste Option für mechanische Kühlung
  • Installiere einen Mister