Свежие комментарии

Вихревой холодильник

Без сомнения, наличие холодильника может принести попаданцу хорошие бонусы, подняв его репутацию у аборигенов. Вполне возможно, что например, за престижную возможность жарким летом предложить своим гостям эксклюзивного ванильного мороженого, местные шишки будут готовы как минимум хорошо заплатить. Все помнят забавную сцену из фильма «Назад в будущее», где Док Браун на жарком и пустынном Диком Западе изготовляет крошечные кусочки льда для виски с помощью громадного парового агрегата. Несмотря на весь комизм, на самом деле авторы здесь очень недалеки от истины — все технологически доступные попаданцу агрегаты будут отличаться изрядными размерами, невысокой производительностью и частыми поломками…

Однако, располагая водоструйным компрессором с давлением в несколько атмосфер, наш попаданец легко может построить простой и компактный вихревой холодильник, способный как охлаждать большие объемы воздуха, так и поддерживать почти криогенную температуру в небольшом замкнутом объеме. Относительно доступных альтернатив такое устройство обладает неоспоримыми преимуществами. Это достойный (по крайней мере, по сравнению с альтернативами) КПД и холодопроизводительность, относительная простота изготовления и дешевизна. Кроме того, такой холодильник, включая и компрессор, не имеет ни единой движущейся детали — там просто нечему ломаться и капризничать! Единственный минус — сильный шум. Но этот недостаток легко исправить, поместив холодильник в глубокий подвал и снабдив звукоизоляцией.

Holodilnik2
Cхема устройства также довольно проста — она содержит водоструйный компрессор, который одновременно служит источником вакуума и высокого давления, а также предварительным охладителем и осушителем воздуха перед подачей во второй каскад, две вихревых трубы, теплообменники и один клапан.
Как нетрудно догадаться, холодильник двухкаскадный.

На первом каскаде не важна сильная разница температур, а больше интересна максимальная холодопроизводительность. Поэтому здесь применена двойная вакуумируемая труба со стопроцентной долей холодного потока. Она присоединяется к всасывающему воздухозаборнику компрессора и питается через многосопловые вводы от атмосферы. Холодильные вихревые трубы довольно чувствительны к влажности рабочего воздуха (высокая влажность из-за выделяемого при фазовых превращениях воды тепла отнимает несколько процентов КПД). Вакуумируемые ВТ, в которых поток не сжат, а наоборот, особенно эффективны в качестве холодильника.

Предположим, что окружающий воздух имеет температуру  в 30-35°C, а вода в речке градусов 20°C. На вход первой трубы воздух можно подавать через противоточный водяной теплообменник, после которого он будет охлажден до 20-25°C. На выходе же с первого каскада весь воздух будет иметь либо слабую плюсовую, либо уже примерно нулевую температуру. Тепло горячего потока этой трубы поглощается охлаждающей водяной рубашкой. Используется поток воздуха с этого каскада в первом из двух воздушных противоточных теплообменников, для предварительного охлаждения сжатого потока, который подается из компрессора на второй каскад.

Нагревшийся в теплообменнике поток от первой трубы подается на вход компрессора, где он сжимается и осушается с одновременным поглощением тепла сжатия и конденсации водой. Сжатый поток охлаждается в этом самом теплообменнике от холодного потока первого каскада почти до 0°C, затем еще ниже во втором теплообменнике от отработанного потока из холодильной камеры, и подается на вход второй трубы.

На втором каскаде уже не получится применить охлаждаемую трубу — наружная вода будет теплее горячего потока.
Поэтому здесь применяется обычная адиабатная труба, работающая на избыточном давлении примерно в 3 атмосферы с выхода компрессора.

У этой трубы три режима работы.
Первый режим предназначен для максимально быстрого охлаждения холодильной камеры от исходной плюсовой температуры. Доля холодного потока в таком режиме составляет примерно 60%, температура -15…-20°C.
Второй режим предназначен для более глубокой заморозки. Доля холодного потока в нем составляет примерно 30%. Именно при таком соотношении на холодном конце получается самая низкая температура -30…-40°C.
Эти два режима выставляются заслонкой на горячем конце трубы.
И наконец, третий режим, предназначенный для термостатирования уже хорошо замороженных небольших объектов. В этом режиме к потребителю подается только в районе 3% от общего потока, которые отдельно выводятся из самого центра холодного и имеют очень низкую температуру — до -60°C. Этот режим переключается клапаном смешения центральной и боковой частей холодного потока.
Горячий поток с противоположного конца трубы подается в воздушный эжектор, где он дополнительно подсасывает холодный поток, проходящий через  холодильную камеру и теплообменник, ускоряя в них теплообмен.

Конечно, подобный холодильник может работать только на относительно небольшой объем — целый подвал или ледник им на жаре быстро не заморозить. Но вот поддерживать в таком подвале температуру, аналогичную современным бытовым холодильникам, при которой долго хранятся продукты — запросто.

А при более глубокой заморозке хорошо теплоизолированной камеры уже становится доступным изготовление того же мороженого и технологические шаги производства, требующие обработки холодом.

И еще один плюс такого холодильника — его не надо размораживать и чистить ото льда. В нем почти не будет наледи, потому что охлаждающий поток очень сухой.

47 комментариев Вихревой холодильник

  • kraz

    Мне почему-то кажется, что при реализации будет дикое количество проблем, вплоть до неработоспособности девайса.
    Хотелось бы узнать про основные затыки.

    Также интересно, можно ли создать такое без резьбового соединения (то есть еще во времена до паровых машин).

    P.S. Не дублируйте метки с рубриками, между ними не должно быть совпадений.

    • hludens

      Главная проблема тут — излишняя сложность. вполне хватило бы одного каскада- второго, но с более высоким входным давлением от водноструйника. Теплообменник для отработанного воздуха конечно повысит эффект но вот как его сделать 🙁 в голову приходит только длинная медная труба идущая по кирпичному коридорчику зарытому в земле.

      без резьбового разумеется сделать можно- пайка решит проблемы 🙂

      • xolmc

        Вы наверное просто обилия условных труб на схеме испугались 🙂
        На самом деле на схеме это кажется куда сложнее, чем на чертеже — всё можно удобно скомпоновать в одном корпусе без особых коридорчиков.
        Чтобы представить, как это примерно выглядит в жизни, посмотрите патенты Метенина:
        http://www.findpatent.ru/patent/204/2041432.html
        http://www.freepatent.ru/patents/2114358

        Естественно, для описываемого девайса нужно сделать поправку на производственные технологии попаданца 🙂

        Сложность тут как раз минимально оправданная.
        Первая ступень позволяет сильно повысить КПД и достижимую степень охлаждения — без нее не выйдет полностью использовать энергию компрессора и сделать эффективное охлаждение трубы.

        Для совсем уж простейших небольшого бытового холодильника, в котором продукты хранят, конечно хватит и одной трубы с более низким КПД и холодопроизводительностью. Но ради этого такой огород городить?

        Если уж делать, то для чего-то посерьезнее, чего обычным ледником не достичь — то же мороженое, химия там всякая(вымораживание-конденсация), закалка и обработка холодом ответственных деталей в металлургии…
        А для этого уже температура нужна пониже и КПД повыше, и соответственно, нужно идти на некоторое усложнение.

        • Hludens

          //Вы наверное просто обилия условных труб на схеме испугались
          Не испугался 🙂
          Я сразу представил как это все выглядит на практике, для 19 века- идея великолепная!
          Для 18- легко осуществить для завода или одной лаборатории (не массовое изделие), а вот дальше в века- начинаются трудности.
          Если один контур (забив на КПД и добиваясь просто минимальных отрицательных температур в подвале замка) можно слепить хоть из глины, то теплообменники придется клепать непонятно из чего 🙁

          Хотя повозившись можно и в 15 веке ухитрится сделать из листовой меди компактный аппаратик

          Кстати, для мороженного и выморозки вполне хватит и -1 градуса, если мы можем получить лед то потом смешав его с солью получим требуемую температуру для мороженницы.

          • xolmc

            Насчет соли понятно, но хлопотно это, расход соли большой а производительность довольно таки маленькая получится.
            Нет, проблему надо решать кардинально.

            Теплообменники, понятное дело, тонкое место. Их из металлических трубок очень желательно сделать.
            Но вроде никаких особых проблем кроме стоимости с ними даже в самые дремучие времена не было — хоть из железа, хоть из меди на оправке выковать или склепать.

            В приципе, если сделать очень много параллельных тонких и длинных трубок, то из стекла или фарфора наверное можно попробовать…

            Насчет массовости — особых технических трудностей при существовании соответствующего спроса я не вижу.
            Другой вопрос, что рядом нужна речка для насоса, да и зачем попаданцу делиться монополией на такой ништяк?

            • Nw

              Расхода соли нет — получившийся раствор высушиваем и соль опять идет в дело.

              • xolmc

                Не спорю, что это возможно. Но о-о-о-чень долго и хлопотно.
                Как вы думаете, сколько соли и льда нужно, чтобы сделать таким способом хотя бы килограмм мороженого? 🙂

                • Nw

                  Ведра льда и грамм 500 соли хватит. Мороженое до холодильников именно так и делали и технологии хватало даже на массовое производство.

                  • xolmc

                    Вот-вот. Многовато, однако!
                    А с учетом потерь и последующего сохранения? Раза в два-три-четыре побольше понадобится.
                    Так что если насчет массового — холодильничек-то желательно похолоднее 🙂

        • Nw

          Для мороженого хватает смеси льда с правильно по добранной солью

    • xolmc

      Чтобы я мог разъяснить ситуацию, нужно конкретизировать вопрос.
      Какие именно потенциальные имеются ввиду?

      • kraz

        Хорошо, попытаюсь.
        Из какого материала предполагается строить разные части и почему?
        Будут ли там соединения стекло-железо или подобные?
        Есть ли расчеты такого девайса (лучше построенный уже). А если его не строили, то по каким причинам?

        Я просто очень пессимистично отношусь к вещам типа «не строили, но должно работать»

        • xolmc

          На самом деле описанная конструкция очень похожа на холодильники типа ВХК-3 и ДВХА из тех книжек, что внизу предыдущей статьи. Только с учетом плюсов и минусов водоструйника типа пониженной влажности, наличия бесплатной возможности вакуумировать первый каскад и поглощения тепла, но зато и давления пониже того, что может дать современный насос. Давление в реальных холодильниках 6-7 атмосфер. Температурные характеристики тоже из этих книжек.

          Часть деталей естественно по-любому придется делать металлическими — теплообменные поверхности например. Но абсолютно не вижу причин, по которым для экономии часть деталей не сделать стеклянными, керамическими или даже деревянными. Главное требование здесь одно — гладкость поверхности. А это легко достигается ручной полировкой, лаком или глазурями.
          Здесь не нужно обеспечивать сверхвысокую герметичность с нулевой утечкой или точные размеры, как например в радиолампах.
          Поэтому соединения можно делать простыми способами — клепкой, пайкой, втулками на хомутах, даже клеить. Ни одной движущейся детали тут нет, значит механические нагрузки практически отсутствуют. Поэтому в качестве уплотнений при давлении в 3 атм( примерно как в водопроводе в родных девятиэтажках ) и минусовых температурах вполне можно использовать соответствующие дешевые материалы — например, паклю или шерсть на смолах и лаках.
          Теплоизоляторы — тоже самые доступные, типа шерсти, пера и опилок. Влажности ведь тоже нет.

        • Hludens

          //А если его не строили, то по каким причинам?
          Потому что наука не дошла 🙂
          Трубка Ранка- классический пример наукоемкой но низкотехнологичной приблуды. Сделать можно хоть из бумаги (я делал из картона, дул пылесосом, успешно работала), просто нужно понимать что ты делаешь и зачем 🙂

  • kraz

    У меня тут возникло пару вопросов.

    1. Продувать поток воздуха под давлением через холодильную камеру вряд ли правильно. Значит, должны быть теплообменники в стенах. И теплообменники металлические, что удручает (можно ли их сделать из тонкой керамики?). Интересно было бы увидеть их конструкцию.

    2. Выброшенный воздух все равно будет слишком холодным. Надо ли его смешивать с горячим потоком? Ведь выброшенный из инжектора холодный поток будет резко расширятся, что еще убавит температуры. И в районе выброшенного воздуха из атмосферы будет осаждаться снег. Очень неплохое добавочное применение, однако.

    3. Насколько горячим будет горячий поток? Можно ли его использовать для отопления? Про поддув домны уже говорили, но отопление, возможно, будет практичнее.

    4. Можно ли поподробнее описать конструкцию теплообменников с противотоками?

    5. Не нагревает ли компрессор воздух? То есть при повышении давления воздух точно будет нагреваться, но сможет ли вода забрать все лишнее тепло? Как там было в водоструйном компрессоре, насколько теплее бы воздух на выходе?

    6. Откуда цифры, что после первой трубки будет в районе ноля градусов? Не получится ли на практике, что для холодильника потребуется пять ступеней, а не две?

    • Hludens

      1. а чем плоха продувка? Особенно если считать за холодильную камеру подвал замка? 🙂
      2.после теплообменников он будет иметь положительную температуру а на выходе в инжекторе смешается с теплым. Так что выхлоп особо холодным назвать нельзя.
      3.сильно зависит от настройки трубы 🙂 но в целом- насколько градусов холоднее холодный поток настолько теплее горячий. Вот только во второй контур поступает воздух уже около нуля, а то и ниже, так что горячий выхлоп здесь хорошо если просто теплый.
      4.А что ее описывать? Труба (медная, паянная) идущая внутри другой трубы (деревянной, она же теплоизолятор).
      5. 100% поглотит! сжатие происходит в потоке, а теплоемкость воды в сравнении с теплоемкостью воздуха… короче, на выходе водноструйника воздух 100% той температуры что и вода.
      6. для заявленного давления и температуры окружающей среды (вода 20-25 градусов) сминусовать 20 градусов такой трубкой легко. Ну а тонкая настройка клапаном третьего режима 🙂
      Если требуется получить более низкую температуру при том же давлении можно поделить поток неравномерно, т.е. получить на выходе теплый поток двойного объема и очень холодный вдвое меньшего объема чем обычно. Т.е. закрывая задвижку мы получаем более низкую температуру, хотя и в меньшем объеме.

    • xolmc

      1. Вспомните, что люди ведь обычно первым делом на палец дуют, когда его обожгут, а в ветреную погоду всегда сильнее мерзнешь. Поскольку абсолютная температура охлаждаемого предмета относительно низкая, то теплообмен в камере может осуществляться только конвекцией. Если ставить теплообменники в стенах, то они будут вынуждены создавать тот же самый воздушный поток только засчет градиента температур.
      Принудительный же обдув высокоскоростным холодным потоком в несколько раз интенсивнее будет отбирать тепло у охлаждаемого предмета, причем сразу уносить его с собой.
      А если охлаждаемый предмет еще и влажный, то охлаждение увеличится еще больше — у нас очень сухой поток.
      Таким образом скорость охлаждения будет на порядок или два выше, чем если просто охлаждать стенки камеры. Они, кстати, при такой схеме выполняют лишь роль теплоизолятора, что, согласитесь, конструктивно гораздо проще.

      2. Согласен, дополнительно переиспользовать холод конечного потока принципиально возможно. Выходной поток эжектора имеет температуру грубо где-то 5-10С. Допустим, диффузором охладим чуть выше нуля. Я просто затрудняюсь, куда его эффективно приткнуть. Ну, можно сделать еще один теплообменник между двумя существующими или смешать с выходным потоком первой ступени.
      Если честно, то на мой взгляд — только дальшейшее не очень продуктивное усложнение и удорожание, а толку мало.

      3. Думаю, нельзя — см. выше.

      4. Честно говоря, не понял вопроса. Никакого там особенного волшебства и отличия от кучи других воздушных теплообменников нет.
      Два противоположных по направлению потока воздуха, имеющих разную температуру, между которыми ведется теплообмен через разделяющую их стенку.
      Противоток, поятное дело, нужен для поддержания постоянноой разницы температур.
      Стенка может быть разнообразной конструкции — обычно делают один поток во многих металлических трубках, расположенных внутри другого.
      Понятное дело, поверхность и теплопроводность стенок желательно иметь побольше. Но это уж кому как по карману.

      5. Компрессор выравнивает температуру сжатого воздуха и рабочей воды. Что при этом произойдет (нагрев или охлаждение) зависит от их температур. В общем случае он воздух довольно прилично охлаждает из-за большой теплоемкости воды и малой воздуха.

      6. Из статей и книг, ссылки на которые в статье про вихревой эффект. Видимо, все-таки надо было еще поподробнее написать и пару графиков вставить. Так-то для охлаждаемой трубы эффект в 15-20 градусов еще не слишком большой. Можно и больше 30 выдоить, но не на 100% потоке и не на давлении в 1 атм.

  • милодар

    зачем заморачиваца на мороженом если проще сразу делать прохладитильныи напитки?,а..
    через год,када ужэ будут возможности(финансы+техничискость)морожэно ужэ неинтересно
    (знанее масавай психологии)

  • vashu1

    Раз уж пошло обсуждение стирлинга, то его ведь тоже можно использовать как тепловой насос, для охлаждения. У вихревика есть преимущества с этим вариантом и если да, то какие?

    Скорее всего вихревик проще. Насчет КПД и мощности уже не уверен.

    • xolmc

      На самом деле вопрос довольно глобальный, чтобы на него ответить в коментах.
      Во-первых, надо рассматривать систему полностью, то есть для Стирлинга это будет сам Стирлинг плюс двигатель, для описанного выше — тромпа плюс вихревик.
      Во-вторых, нет объективных данных. У вихревика довольно стабильные характеристики в широком спектре конструкций, а Стирлинга они очень сильно скачут. Например, я вообще не уверен, что можно на простейшем Стирлинге оригинальной конструкции построить холодильник — данные есть только по экспериментам начала 20 века с соответствующими материалами и точностью, да еще и очень установки очень малой мощности — всего ватт 200-500.

      Да, вихревик проще. Он доступен в любое время практически на любом уровне технологии, не требует обслуживания, на порядки дешевле, у него на порядки ниже принципиальные требования к материалам и точности.
      Он легко масштабируется — т.е. максимальная мощность ограничена только размерами установки и характристиками тромпы, которая, в свою очередь, только её размерами и потоком.
      У вихревого реально достижимая температура всего порядка -30С, а у продвинутого Стирлинга — уже около 100К.

      Что касается КПД — если прикинуть совсем грубо, то для вихревика реально получить ~(0.2-0.3)*(0.3-0.4), т.е. примерно 5-10%.
      Для воздушного Стирлинга типа филипсовских плюс, к примеру, водяное колесо с повышающей пердачей, в теории максимально имеем ~0.4*0.8*(0.6-0.8), т.е. примерно 20%.
      Но это в теории. А на практике сложно сказать — строить холодильный Стирлинг на коленке просто никто не пробовал.
      Реальные цифры даже для современных гелиевых высокооборотных Стирлингов — где-то 3-5% (http://www.cryotrade.ru/cryocoolers.html)

      А вообще, чтобы составить собственное мнение на этот счет (в том числе и по описаниям практических результатов) рекомендую почитать книги:
      — по вихревым приборам из статьи,
      — по струйным насосам Соколов, Зингер «Струйные аппараты»,
      — по Стирлингам есть неплохая переводная книжка Уокера «Машины, работающие по циклу Стирлинга».
      В книгах есть формулы, и зная примерные исходные, можно довольно точно посчитать и КПД, и максимально достижимые температуры.

      • vashu1

        >> У вихревого реально достижимая температура всего порядка -30С, а у продвинутого Стирлинга — уже около 100К.

        Это в принципе нам не важно. И -30 хорошо.

        >> Он легко масштабируется — т.е. максимальная мощность ограничена только размерами установки и характристиками тромпы, которая, в свою очередь, только её размерами и потоком.

        Если масштабируются, то по мощности проблем нет.

        >> Реальные цифры даже для современных гелиевых высокооборотных Стирлингов — где-то 3-5%

        Это все таки криооборудование. На таких низких температурах кпд падает.
        Так что, думаю КПД будет сравнимый или чуть лучше у Стирлинга.

        Но в целом, похоже, Стирлинг в плане охлаждения не альтернатива вихревику.

        • xolmc

          Это все таки криооборудование. На таких низких температурах кпд падает.
          Насколько я понимаю, единственная область, где КПД стирлинга хоть как-то конкуретоспособен — как раз такие низкие температуры. Поэтому применяют его исключительно для них.
          Других цифр у меня просто нет. Как обычные холодильники дорогие стирлинги никто не применяет по вышеуказанной причине.

          • dan14444

            Была бы возможность попаданцу нормально загерметизировать водородного Стирлинга — можно было бы ЖК им делать.

            Но, боюсь, будет проще обычный компрессор соорудить…

          • Йож

            Нет, дело не в КПД, а в производительности, компактности, материалоёмкости и цене (всё это связано, конечно).

            У машин с обратным Ренкином и сменой фазы тупо выше плотность мощности (именно из-за смены фазы).

            Если бы имел значение чистый КПД, рулил бы Стирлинг. Две изотермы, две изохоры… Идеал. 🙂

      • Йож

        Заявленый КПД просто нереален.

  • dan14444

    В отличие от Стирлингов вихревик+тромпа не только грубее и дешевле, но и не имеют движущихся частей.

    Так что если есть возможность обойтись вихревиком…

  • Йож

    У меня такое ощущение, что Вы не пытались поверить алгеброй свою гармонию.

    У трубки Ранка очень низкий термодинамический КПД (0.5-2% от предела обратного Карно, а учитывая, что возможности попаданца по грамотному проектированию таких устройств и МД-расчётам — околонулевые, скорее всего — и много меньше, а метод проб и ошибок очень затратен).
    Человек, который будет строить подобное, должен быть готов не только к шуму, но и к ОЧЕНЬ большому расходу качественной механической энергии (которой непонятно откуда можно взять). Сорбционные холодильники имеют сравнимый КПД, если считать от первичного низкопотенциального тепла в 80-100С(!), при том, будучи по технологичности примерно где-то там же.

    Именно поэтому (а не в силу природной глупости и/или инерции, недостатка технологии и т.п.) трубки Ранка практически не используются, не использовались и никто не думает использовать.
    Фактически, я вижу только одно разумное применение таких штук для попаданца: какие-то исключительные вещи/технологии, требующие (в малых масштабах) температуры сжижения азота/кислорода. Поршневый детандер, не говоря уж о турбодетандере, построить точно нереально.

    • xolmc

      Если честно, я и не пытался сам проверять. Описанный девайс почти целиком срисован с реально существовавшего прототипа — ВХК3 из книжки Меркулова.
      Подскажите, откуда вы брали ваши цифры — 0.5-2% от обратного Карно?
      Я видел цифры, отличающиеся примерно на порядок. ВТ примерно в 4 раза хуже идеальной машины с обратным Карно, и в 2-2.5 раза хуже реальной (Меркулов А.П. — «Вихревой эффект и его применение в технике (1969)», с.65)
      Это если неохлаждаемая труба. Охлаждаемая экономичнее примерно на 30%.

      Да, в формуле выше в комментариях я действительно ошибся — надо домножить на КПД детандера, в процентах от которого я считал КПД трубки. В итоге цифра конечно будет раза в три пониже 🙂

      Насчет проектирования и расчетов — насколько я знаю, пока что абсолютно все современные усовершенствования конструкции вихревых труб (конический и другие профиля трубы, различные продольные канавки, турбулизаторы, форма улитки и т.д.) получены чисто эмпирическим путем. Теории вихревого процесса, применимой для расчетов, просто не существует.
      Так что в любом случае — научный тык.

      А трубки Ранка сейчас очень успешно используют в специфичных областях — там где всем плевать на низкий КПД, а нужно что-то простое и совершенно безотказное. А у попаданца, имхо, именно так и есть 🙂

      P.S. Прошу прощения за задержки с ответом — я сейчас довольно ограничен в свободном времени.

  • dan14444

    //но и к ОЧЕНЬ большому расходу качественной механической энергии (которой непонятно откуда можно взять)//

    Как раз понятно — бесхозная вода и отсутствие средств передачи энергии хоть куда-то.

    //учитывая, что возможности попаданца по грамотному проектированию таких устройств и МД-расчётам — околонулевые//

    При наличии смартфона с библиотекой — всё не так плохо.

    Старые тромпы по сей день туристов развлекают, а вихревые трубки — весч идеологически близкая. И плевать на КПД.

  • Йож

    Вода должна быть ещё и под приличным давлением, чтоб водоструйник-то работал. И «бесхозной воды» нет, её нужно ещё собрать и направить — плотина или как минимум водовод. Откуда следует, что холодильник требует дорогого капитального строительства и пристёгнут к нескольким местам в стране, где вообще есть такая халява, как «бесхозная вода» и она не используется (мельница, лесопилка — вещи куда более полезные в те мрачные времена, когда не могли соорудить компрессора).

    Не понял. Чем поможет смартфон с библиотекой в обсчёте вихревой трубки?
    Готовые рецепты же могут просто не подходить по параметрам (мощность, давление, температуры).
    Про тромпы тоже не понял… как они близки вихревому холодильнику?

    Я бы предложил аммиачный сорбционник — да, много работы по металлу, надо уметь делать герметику, получить аммиак и водород. Но зато — работает хоть хоть от масла-керосина, хоть от спирта, хоть от дров, хоть от угля. Если извращаться, то хоть от солнца.
    Штука понятная, возимая (а значит, продаваемая), вполне практичная.
    Кстати, без знания принципов и ноу-хау — невоспроизводимая 🙂 До водородного разделителя додуматься без знания — нереально, а штука это невидимая.
    И что ОЧЕНЬ важно — КПД не критичен к качеству изготовления. Точнее, оно либо работает, либо нет.

    У советских «Морозко» нагреватель ватт 200-300 был, от бадьи керосина может месяцами жить.

    • dan14444

      Тромпа, как и вихревик — девайс без движущихся частей, и весьма грубый. «Идеологически» сложный, конструкционно — простой. Хоть из дерева делай, хоть из бетона, чугун — так вообще идеал. Никакой особой герметичности. Этим и близки.

      Имея библиотеку и компьютер — считать каг бэ проще, чем без них, не? 🙂

      А сорбционник — в том то и дело, что «либо работает либо нет». И до Ренессанса — будет именно «нет», разве что ювелиров взвод нагнать :). Металлические трубки, герметичность…
      Это уже следующий уровень технологии.
      Хотя сама технология хороша, вполне попаданческая.

      • Йож

        Одного ювелира хватит. Да, трубки, да, герметичность. Но замечу, при этом маленькое давление (в отличие от ВТ).
        Подвод воздуха под давлением подразумевает те же трубки, герметичность, только планка требований поднимается куда выше. Есть разница между герметичной пайкой и герметичной пайкой, которая держит (пусть даже по минимуму) 10 атмосфер.

        Сорбционник менее требователен к технологии.
        И выигрывает по всем остальным пунктам.

      • Йож

        И кстати, подумалось, что имея воздух под давлением из тромпы и/или даже непосредственно водостуйника, всякие вихревые холодильники можно смело игнорировать: они уже не нужны.

        ВОздух при сжатии нагревается и отдаёт тепло и влагу прокачивающей его воде (которая выше 30-35С в реке вряд ли будет). Если тромпа с подземным накопительным резервуаром, то температура и того меньше.

        А при расширении он совершает работу и охлаждается. PVT=const.
        Никаких трубок уже не нужно: водоструйник — это уже комплектный тепловой насос, компрессор + очень эффективный теплообменник.

        • dan14444

          Не совсем так. Точнее, как первый контур — несомненно.
          Но чтобы «общественный холодильник» был реально нужен — должен быть вменяемый минус, это даст принципиальную разницу в хранении еды и как следствие — рост населения. А минус на голом водоструе — очень сомнительно.

          • Йож

            Да ладно? 🙂
            У нас же по условию задачи УЖЕ есть воздух 10(!)атм (при температуре +20С, а то и меньше). PVT=const, расширение по чистой адиабате позволяет с таким давлением азот и кислород сжижать. Начальная температура — 300 кельвинов, расширяем в 9 раз… Смотрите сами. 🙂
            Да, это — теория, да — потерю, да, туда-сюда… Но углекислоту морозить можно, а меньшие температуры для бытовых целей не нужны совершенно. В общем-то уже -20С для практических целей сохранения продуктов или санитарной обработки (строганинка там) достаточны.

            А уж минус-то можно и с велосипедным насосом получить (а там пара атмосфер, ну, бывает лишь чуть поболее — до 2.5 для истинных фанатов).

  • dan14444

    Э… а чем плох вихревик на 3, скажем, атмосферах?… Почему 10 — минимум-та?…
    И если что-то где-то негерметично — и хрен с ним, пусть свистит. Большие дырки чопиком забьём.

    А в сорбционнике утечка миллилитр в час — приговор.

    Насчёт же «одного ювелира» — трубок надо метров 20 по минимуму. Тянуть пока не умеют. Одному сверлить 20 метров из прутков?
    Можно, конечно, электроосаждением… Но тогда сначала гальванику поднимать.

    • Йож

      Нафига 20м труб-то?! 🙂 Это в наших условиях трубки — самый простой и технологичный способ организовать тот же теплообменник, но вообще говоря столько их нафиг не надо.
      Миллилитр в час — это нереальная такая утечка, конечно, это приговор. Но герметичность — решается. Паять уже давно умеют. Ну и плоть до заливки критичных швов и конструкции в целом легкоплавким свинцовым сплавом. На производительности это скажется, максимальная dT упадёт, но не настолько, чтобы это имело большое практическое значение.
      В любом случае в графе «практичность» между сорбционником и вихревой трубкой — пропасть.

      Вихревик плох своим низким КПД. И чем меньше перепад давления, тем КПД ниже (это не так заметно, потому что температурный перепад уменьшается быстро, а вот перекачиваемые ватты — не так быстро). При 3атм можно получить демонстратор эффекта, типа «попробуй, холодное, а?», но если какому-нить монарху сказать, что для этого нужно городить плотину, водосток и нужны капитальные вложения, сравнимые с водяной мельницей, он нафиг пошлёт. И будет прав, в целом-то.

  • dan14444

    //Паять уже давно умеют.//

    Вот с этого и надо начинать. «Мои» подопечные — не умеют. И металлические трубки тянуть — не умеют тоже. 🙂

    «Капитальные вложения, сравнимые с мельницей» — несомненно. Но это можно сделать ресурсами, скажем, села — хоть в каменном веке. При наличии кузни — даже без особых извращений.
    А вот сорбционник — нельзя, придётся медь волочить и/или гальванику поднимать сначала.

    • Йож

      Ну, с самородным золотом издревле работать умели. Золото вообще очень пластичный металл, при том совместимо с аммиаком и водородом.
      Вихревая трубка ставит ценовую планку так высоко, что сорбционник имеет широкий выбор материалов, не теряя конкурентоспособности.

      При этом золотой холодильник — это золотой артефакт, имеющий 100% ликвидность хотя бы по цене металла. Это ценится.

    • xolmc

      Для базара вариант, чтобы фрукты подольше в жаркий день не завяли.

      Если же надо что-то хранить долго и в массовом количестве — в погребе температура пониже будет, особенно если там ледник.
      А то, что в статье — все-таки уже дает приличные отрицательные температуры, можно использовать для глубокой заморозки значимых объемов.

  • Tryrublya

    xolmc, я просто не нашёл более подходящей статьи (-:

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>