Улучшаете дизайн нашей самодельной гидромассажной ванны? [закрыто]

Мы с братом построили дровяную купель с конвекцией и циркуляцией тепла. (С кислородно-ацетиленовой горелкой, большим количеством 1,5-дюймовых труб, тормозным барабаном и джакузи тридцатилетней давности). Наш дизайн аналогичен тому, что производится и продается за 7000 долларов под названием Dutchtub:

введите описание изображения здесь

Теперь, как я уверен, вы можете понять из рисунка, дрова горят внутри змеевиков, нагревая воду, холодная вода всасывается снизу, а горячая вода выталкивается сверху. В нашей версии используется лювтуб из стекловолокна 80-х годов или около того, который вмещает ок. 500 галлонов воды. После завершения строительства и заливки мы решили приступить к тестированию нашего творения. Мы знали, что это будет медленно. (учитывая не только то, что мы нагревали около 1900 литров за счет конвекции, но и то, что температура была всего на пару градусов выше нуля. Мы зажгли огонь в 17:00 и поддерживали его до 21:00 в первые 20 минут. мы уже заметили разницу, через час или два верх был парным, и первые шесть-восемь дюймов или вода были готовы, однако в 21:00, когда пришло время разорвать, мы должны были объявить это днем. К сожалению, ванна была только до температуры около фута вниз. Мой брат считает, что нам нужно установить какой-то насос для увеличения циркуляции, потому что он чувствует, что температура в ванне достигает плато, и наши потери тепла слишком велики. Я думаю, что установка помпы сводит на нет всю цель ванны.Вот мой вопрос(ы).

Помешивание в ванне поможет? Насколько я понимаю, это замедлит циркуляцию, так как разница температур будет ниже. Однако средняя температура воды будет постоянной. Следовательно, печь не только не должна была бы так сильно изменять температуру поступающей воды, но и более теплая вода не охлаждала бы печь так быстро, как холодная вода, находящаяся на дне и ожидающая всасывания. следует учитывать, что, я думаю, окажет крайне минимальное влияние в этом случае. Тем не менее, разве это перемешивание не будет сильно влиять на общий нагрев ванны?

Несколько вещей, чтобы также рассмотреть.

1. Крышка Наша крышка сделана из фанеры на 3/4, что не дает идеального покрытия. Древесина также перфорирована 3/8-дюймовыми отверстиями на каждый квадратный фут.

2. Ванна. Она вкопана в землю, но только наполовину. То есть только половина ванны находится под землей, а по бокам набита грязь. Я понимаю, поправьте меня, если я ошибаюсь, но упаковка грязи по краям ванны поможет сохранить тепло. Поскольку сначала грязь будет действовать как радиатор, но в долгосрочной перспективе она поможет поддерживать температуру ванны. В отличие от отвода тепла через стенку ванны, чтобы холодный воздух выветрился.

3. Огонь. Мы начали с довольно плотного огня внутри печи, затем окружили змеевики кирпичом (с открытыми отверстиями, чтобы нижняя часть огня/угольного пласта все еще получала кислород и все еще могла вздуваться). Был также верх дымохода. которые мы установили поверх катушек/кирпичей, чтобы удерживать больше тепла. (В любой момент времени из верхней части вырывалось около 8-18 дюймов пламени). Через некоторое время мы изменили тактику. Мы вытащили верхнюю часть и установили кирпичи примерно в 6 дюймах от катушек и разожгли огонь побольше. Мы знали, что не будем удерживать столько тепла, но будет производиться намного больше, и змеевики будут нагреваться как внутри печи, так и снаружи. * Наша плита находится менее чем в ярде от ванны, но мы установили лист оцинкованной стали, который действует как тепловой экран, чтобы ванна не загорелась.

В заключение, насколько драматичными были бы наши успехи, если бы мы, набив грязь до самого края ванны, начали с огня стиля, которым мы закончили, и, я думаю, самое главное, помешали бы воду в ванне?

Как использование насоса противоречит цели гидромассажной ванны? В каждой (работающей) гидромассажной ванне, которую я когда-либо видел и продавал, вода пропускалась через фильтр.
Перемешивание должно помочь, но, возможно, недостаточно, чтобы заметить :(
@KyleKanos, причина, по которой насос может победить цель, заключается в том, что вся цель наличия гидромассажной ванны, работающей за счет тепловой циркуляции, заключается в том, что у вас нет насоса. Так что, если вы собираетесь добавить насос, вы можете просто перетащить туда генератор и добавить электрический нагревательный элемент. И если вы никогда не видели работающий джакузи, в котором нет насоса, вы должны попробовать быстрый поиск в Google по голландским джакузи.
Пытаюсь придумать, чем может помочь сифон и где его можно расположить. Может этот amazon.com/TERAPUMP-2EQK-Siphon-Pump/dp/B0007VYMUQ как-то использовали вверх ногами, или промежуточный небольшой бак, который бы быстро нагревался и сифонил из него в ванну?
Сифон не будет работать, так как они полагаются на разницу в высоте между двумя телами жидкости. В этом случае есть только одно тело жидкости.
@ Фергус, но есть два тела жидкости, спираль и ванна. возможно, спираль должна быть приподнята по отношению к ванне.
продолжение: возможно, горячая спираль должна быть ниже ванны и получать вход сверху и выходить на дно ванны. может начаться естественный сифон.
@annav Нет, есть одна свободная поверхность, поэтому один водоем, сифон зависит от разницы высот между двумя свободными поверхностями и использует для этого потенциальную энергию гравитации. Сифон никогда не может перемещать воду в одном водоеме, нет движущей силы. en.wikipedia.org/wiki/Сифон
Тепло @Fergus может быть движущей силой.
С самого начала было ясно, что вода циркулирует по термосифону, об этом говорится в первом предложении ОП. Ваша ссылка на амазонку ведет к обычному (гравитационному) сифону, который, наряду с другими вашими идеями, вообще не будет работать.

Ответы (4)

Я мог бы добавить, что «тепловую циркуляционную» часть обычно называют термосифоном. Чем больше поток, тем лучше. Вы работаете с гравитацией и против трения и есть баланс. Чем длиннее змеевик, тем больше тепла. Но более длинные трубы имеют большее внутреннее трение. Вам нужна относительно короткая спираль. Обратите внимание, насколько толстые трубки Dutch Tub. Также вам очень нужна ванна над огнем. Я могу только предположить, что ваша ванна находится под огнем, учитывая, что она частично под землей. И, наконец, вода — лучший теплоотвод. Если позволить теплу уйти из системы в грязь, это сработает только против вас. Изолируйте эту вещь со всех сторон.

Сухая грязь — отличный изолятор. Хотя его теплопроводность выше, чем у большинства «изоляторов», он имеет довольно низкую теплоемкость и, следовательно, быстро нагревается, поэтому, хотя он имеет более высокую теплопроводность, он компенсирует это тем, что он намного толще, чем любая изоляция, которую вы купили бы.

Как вы знаете, происходит тепловая стратификация. Как только верхняя поверхность ванны становится горячей, движущая сила (температура и, следовательно, разность плотностей) для эффекта теплового сифонирования уменьшается. Смешивание ванны определенно поможет здесь.

Все ванны, которые я видел, очень хорошо изолированы (они остывают несколько дней…), поэтому их закапывание не приведет к значительному сокращению потерь тепла. Ваша крышка кажется слабым звеном в том, что касается снижения потерь тепла.

Любое загрязнение внутри паровой трубы может значительно уменьшить передачу тепла воде. В крайнем случае на порядок.

Чтобы сохранить эстетику «вне сети» и при этом улучшить теплопередачу, можно использовать неэлектрический насос. Водяной насос от посудомоечной или стиральной машины можно настроить для питания другим способом. Некоторые идеи: заводной механизм, педальный привод, ветряная мельница (или «пожарная мельница», работающая от выхлопных газов пожара!?), или любая другая непродуманная схема, которую вы можете придумать, для драматизма не потребуется много времени. улучшить расход по сравнению с текущим расходом термосифона. Тросы мотоциклетного спидометра — это действительно гибкий (каламбур) способ передачи энергии вращения из одного места в другое.

Ссылаясь на страницу инженерного инструментария по теплопроводности , теплопроводность сухой земли равна 1,5   Вт м К в то время как воздух 0,024   Вт м К . Это означает, что теплопроводность на дне ванны в 60 раз больше, чем наверху! Это, по общему признанию, не учитывает перемешивание воздуха из-за ветра и конвекции рядом с джакузи, но я не думаю, что эти факторы увеличат теплопроводность более чем на порядок.

Итак, если вы хотите, чтобы ванна работала лучше, вам, вероятно, нужно изолировать ее со всех сторон; особенно та часть, которая сейчас находится под землей.

Теплопроводность воздуха важна только в пограничном слое, который обычно довольно тонкий. Несмотря на то, что теплопроводность грязи выше, когда тепло «теряется» грязью, оно не уходит, а просто уменьшает градиент температуры, замедляя теплообмен. Таким образом, хотя грязь поначалу будет быстро отводить тепло, она, безусловно, сохранит тепло лучше, чем воздух.

Конвекция будет очень эффективна при перемещении более горячей воды вверх; проблема в том, что как только горячая вода покинет нагревательный узел, она будет продолжать двигаться вверх по верхней трубе вашей ванны, прежде чем смешается с любой водой ниже. Таким образом, ваша система будет передавать гораздо больше тепла воздуху, чем воде под этой верхней трубой.

Если цель состоит в том, чтобы нагреть воду между двумя трубами, горячая вода должна поступать через нижнюю трубу. Ванна, вероятно, была спроектирована с намерением использовать ее с системой с механическим насосом, но если бы пожар происходил на более низкой высоте, чем ванна, можно было бы использовать расположение трубок в виде восьмерки, чтобы достичь Необходимая циркуляция за счет конвекции. При таком расположении вода, поступающая из нагревательных змеевиков, не сможет встретиться с воздухом до тех пор, пока она не пройдет через остальную воду и не получит возможность передать ей тепло. Я не могу с уверенностью сказать, что конвекции будет достаточно для адекватного нагрева ванны с показанным устройством, но оно будет лучше, чем то, что у вас есть сейчас.

Конвекционная петля будет наиболее эффективной, если восходящая скорость восходящей жидкости будет меньше по сравнению с нисходящей скоростью нисходящей жидкости. Этого можно достичь с помощью трубы в форме восьмерки с почти вертикальным расположением от верхней части ванны до нижней части нижней части змеевика, поскольку площадь горизонтального поперечного сечения ваших нагревательных змеевиков будет больше, чем у почти вертикального сечения. вертикальная труба, а площадь горизонтального поперечного сечения ванны будет еще больше. К сожалению, ваше нынешнее расположение противоположно этому: горизонтальное поперечное сечение ванны (куда вы хотите, чтобы вода спускалась) огромно по сравнению с площадью поперечного сечения ваших труб отопления.

Несмотря на то, что уменьшение высоты огня может сделать вещи менее удобными, должно быть возможно обеспечить достаточно эффективное горение огня в яме, если вы обеспечите беспрепятственный путь для воздуха, достигающего огня, и создадите достаточно эффекта дымохода, чтобы гарантировать, что огонь нагретый воздух не конкурирует с потоком входящего воздуха, пытаясь найти выход.