Wie erhöht man die Abkühlgeschwindigkeit einer Wasser-Zeolith-Kühlung?
Ich habe eine Frage zur Zeolith-Wasser-Kühlung durch Verdampfungskälte. Ein bekanntes Beispiel für diese Kühlung ist das selbstkühlende Bierfass. Hier wird angegeben, dass 5kg Zeolith und ca. 1l Wasser ein 20l Fass Bier mit einer Abkühlgeschwindigkeit von ca. 0,5 K/min kühlen. Meine Frage ist kann man durch Änderung der Menge von Zeolith oder Wasser oder beidem die Abkühlgeschwindigkeit erhöhen? Also z.B. wenn man 10kg Zeolth und 2l Wasser verwendet, erhöht sich die Abkühlgeschwindigkeit? Und wenn ja, wie verändert sie sich? Verdoppelt sie sich auch wie die anderen Werte? Ich kann nämlich nirgendswo Angaben zur Berechnung der Abkühlgeschwindigkeit von Wasser und Zeolith finden. Gibt es dafür eine Formel?
Quelle wo ich die Daten zum selbstkühlenden Bierfass her habe hinzugefügt:
https://prezi.com/_ivcjpo5mhr5/kuhlprozesse-mit-zeolith-wasser-systemen/
Ich würde mich sehr über Rückmeldung und hilfreiche Antworten freuen.
Danke im Voraus.
1 Antwort
kann man durch Änderung der Menge von Zeolith oder Wasser oder beidem die Abkühlgeschwindigkeit erhöhen?
Tendenziell nein. Höhere Geschwindigkeit erfordert schnelleren Transport des Wasserdampfs zum Zeolith.
Größere Oberfläche, Ventilator, solche Sachen.
Die Oberfläche, an der Wasser verdunstet. Und die Oberfläche, an der Wasser adsorbiert wird. Wenn der Wasserdampf durch ein Ventil oder sonstige Engstelle muss, natürlich auch deren Querschnitt.
Warum vergrößert man dann in diesen Experiment nicht die Schleuse zwischen dem Wasser und dem Zeolith? Bzw. würde man eine schnellere Abkühlgeschwindigkeit erreichen wenn man die Schleuse zwischen Wasser und Zeolith vergrößern würde?
Warum ich überhaupt nach der Abkühlgeschwindigkeit nachfrage ist der Grund, dass ich mit Zeolith und Wasser ein Getränk kühlen möchte. Und zwar habe ich mich gefragt ob man mit einen Aluminiumstab der so schmal ist dass er in eine 0,5l PET-Flasche (Öffnungsdurchschnitt ca 22mm) reinpasst und mit Wasser gefüllt ist. Und eine Zeolithkammer die sich außerhalb der Flasche befindet und über ein manuelles Klappenventil mit integrierten Rückschlagventil mit dem Aluminiumstab verbunden ist. Dies soll ein 0,5l Getränk herunterkühlen und wenn ja wie tief und wie schnell würde die Kühlung stattfinden?
In diesen Gedankenexperiment würden ca 14ml Wasser in den Aluminiumstab passen (Erhöhung evtl. möglich). Die Kammer mit dem Zeolith ist flexibel da diese sich außerhalb der Flasche befindet.
Ist dieses Gedankenexperiment interessant oder eher unrealistisch?
Bitte um sachliche Antwort
Danke
Man macht es nicht, weil man langsamere Effekte besser beobachten kann und während des laufenden Experiments Zeit für Erklärungen hat.
Ja, mit mehr Querschnitt ginge es schneller.
Die Verdampfungsenthalpie von 14 ml Wasser kannst Du Dir selber ausrechnen. Die Marktchance für so einen Apparat kannst Du abschätzen, wenn Du überlegst, wer wann wo Getränke kühlen möchte und keinen Zugang zu der preiswerten Alternative Eiswürfel hat.
Und was genau sagt mir der Wert der herauskommt wenn ich die Verdsampfungsenthalpie von 14ml Wasser ausrechne? Wie viel Energie ich benötige um 14ml Wasser zu Wasserdampf umzuwandeln? Was bringt das genau meiner Kühlung? Ich weiß dann ja immer noch nicht ob 14ml Wasser ausreichen um z.B. 0,5l zu kühlen oder? Bzw. Wie viel 14ml Wasser 0,5l Getränk kühlen und in was für einer Zeit.
> Wie viel Energie ich benötige um 14ml Wasser zu Wasserdampf umzuwandeln?
So ist es.
Und genau diese Energiemenge wird Deinem Kühlgut entzogen, wodurch dieses abkühlt.
> in was für einer Zeit.
Das können weder Du noch ich ausrechnen. Wovon es abhängt: siehe weit oben.
Also ist die Größe der Öffnung des Ventils entscheidend oder was bedeutet größere Oberfläche?