¿Pueden los acondicionadores de aire / deshumidificadores extraer el calor residual en el agua de escape?

Si entiendo correctamente, tanto los aires acondicionados como los deshumidificadores convencionalmente extraen calor residual a través de su aire de escape, aunque ambos también producen agua de escape. Me gustaría saber,

1. ¿Se están produciendo actualmente aires acondicionados o deshumidificadores que extraen calor a través de su agua de escape ?
2. Si no, ¿hay razones físicas o de ingeniería por las cuales esto no es factible?

Caso de uso: actualmente vivo donde el clima es regularmente cálido y húmedo, y mi vivienda actual está configurada de manera tal que mis únicas opciones posibles para reducir el calor y la humedad internos son:

1. un acondicionador de aire externo de bajo consumo de energía (ubicado fuera de mi vivienda pero conectado a él) que también parece ineficiente en la reducción de la humedad;
2. un deshumidificador interno energéticamente eficiente que agota
   • desperdicio de calor en la vivienda
   • aguas residuales en un depósito abierto (que filtro para beber).

Lo que me gustaría sería una unidad interna como mi deshumidificador, pero que en su lugar:

1. usar sus aguas residuales para enfriar;
2. expulsar el agua tibia en un depósito cerrado y aislado;
3. {alarma sonora, cierre} cuando el depósito se llenó (como lo hace ahora) o se sobrecalentó.

Luego retiraría y vaciaría el depósito afuera.

Puedo proporcionar alguna información sobre una solución que tendrías que construir / modificar tú mismo.

Por lo que arrojó una investigación rápida, entiendo que no se pueden usar las aguas residuales para beber directamente. Siéntase libre de buscar aguas grises. Como señaló, primero desea filtrarlo. Recomiendo usar un filtro basado en biomembrana y asegurarme de que el filtro genere agua potable. Es posible que desee leer estas preguntas y respuestas de grist.org sobre la reutilización del agua de un deshumidificador .

El segundo punto que quiero abordar es el uso del calor generado y el agua fría. La transferencia de calor de aire a agua no es muy factible ya que la transferencia de calor es bastante pobre. En primer lugar, vería que no es muy eficiente tratar de calentar el agua condensada con aire caliente. Lo que constituiría mi siguiente punto, no verías un gran efecto al usar el agua condensada para enfriar cualquier cosa. No deberías poder enfriar significativamente tus habitaciones con él. Lo que puedo pensar muy rápidamente es que puedes enfriar el agua con él, aunque la eficiencia aquí tampoco sería sorprendente. Dado un cierto$\Delta T$de 10–20 K necesitaría para la transferencia de calor y dado el hecho de que operaría con agua condensada a una temperatura de alrededor de 5 ° C, podría enfriar algo a 15 ° C en el mejor de los casos. Quizás 10 ° C. Esto no es significativamente menor que el agua fría del grifo que tengo por aquí, así que supongo que no vale la pena.

Como ingeniero profesional, el primer paso es decir que no debe modificar su deshumidificador en casa. El refrigerante en uso tiene un alto potencial de calentamiento global, y las emisiones podrían tener serios desastres en el medio ambiente. Además, las altas presiones en el ciclo pueden ser muy peligrosas. Sin mencionar que si el refrigerante se escapa al tanque de agua, es posible que ni siquiera pueda filtrar la contaminación. Finalmente, si la máquina está mal diseñada, podría romper su compresor o todo tipo de cosas. Entonces, si está interesado, obtenga un profesional para diseñar este sistema para usted.

Dicho esto, si tuviera que decir obtener un deshumidificador personalizado, diseñado a medida , es posible. Mirando el ciclo de refrigeración típico (imagen vinculada desde Wikipedia):

Esencialmente, su deshumidificador tiene el ventilador en la dirección opuesta. Primero empuja el aire a través del evaporador, luego a través del condensador caliente. Tiene una eficiencia bastante alta porque ese aire frío puede eliminar gran parte del exceso de calor del condensador.

Un deshumidificador hecho a medida no soplaría el aire frío a través del condensador, sino que lo sumergiría directamente en el tanque de almacenamiento de agua. Con eso, la única limitación en el calor que podría mantener sería que el condensador todavía necesitaría convertir el refrigerante de vapor a líquido.

Para determinar qué tan caliente puede obtenerlo, seleccione un refrigerante y encuentre el punto de ebullición a la presión de funcionamiento del compresor. R-134a , un refrigerante muy común, generalmente funciona a alrededor de 18 bar. Esta tabla de saturación establece que a 1800 kPa, el refrigerante hierve a 62.9 grados Celsius . Entonces, esa sería la temperatura máxima que su tanque podría alcanzar antes de que el refrigerador dejara de funcionar. Debido a la ineficiencia termodinámica, la ineficiencia del intercambiador de calor, etc., probablemente obtendrá 10-20 C por debajo de eso, pero sin duda sería más cálido que su aire. Idealmente, con un proceso de diseño personalizado, podría alcanzar temperaturas realmente cálidas; nuevamente hable con un profesional del diseño. No modifique su sistema doméstico para sumergir el condensador.

¿Se están produciendo actualmente aires acondicionados o deshumidificadores que extraen calor a través de su agua de escape? Si no, ¿hay razones físicas o de ingeniería por las cuales esto no es factible?

Es poco probable que una unidad de consumo convencional haga esto. Estas unidades deben estar diseñadas para funcionar en una variedad de condiciones, incluso en caliente y en seco. En un caso como ese, habría muy poca agua disponible para enfriar, por lo que el sistema tendría que estar diseñado para funcionar solo con refrigeración por aire de todos modos.

Las estructuras adicionales para aumentar el sistema de enfriamiento con el agua condensada, cuando están presentes, harían la unidad más compleja, más grande y más costosa. Que no vale la pena.

Incluso en condiciones húmedas, simplemente no hay mucha agua en el aire en relación con la cantidad de aire que se mueve. Piense en los muchos pies cúbicos de aire que pasan por un deshumidificador para que se condense solo una gota de agua. Haz las matematicas:

Comparemos el calor en un pie cúbico de aire con la cantidad que una gota de agua podría absorber. He visto un deshumidificador en un sótano húmedo, y ciertamente no goteaba ni una gota por pie cúbico ni aire en movimiento. Sin embargo, 1 pie cúbico es 28.3 litros. A 30 ° C y 1 atm, este pie cúbico de aire tiene una masa de aproximadamente 33 gramos. En la clase de química, generalmente pensamos que había 20 gotas de agua por ml, por lo que una gota tiene una masa de 1/20 g, o 50 mg. El pie cúbico de aire es, por lo tanto, 660 veces más masivo que la gota de agua.

Voy a parar aquí, ya que parece inútil continuar. No he buscado la capacidad calorífica relativa del agua líquida frente al nitrógeno gaseoso y el oxígeno. Pero incluso si el agua es varias veces más, unos pocos grados de aumento de la gota de agua simplemente no representarán una gran disminución en el aire. Y, por supuesto, no puede transferir el calor del aire al agua de manera 100% eficiente.

Entonces, incluso con una alta tasa de condensación, este pequeño enfriamiento adicional simplemente no vale la complejidad, el tamaño y los materiales adicionales para usarlo.

Lo que podría hacer es colocar un intercambiador de calor en el flujo de aire de escape (tibio), luego pasar el agua residual (fría) a través de él antes de descargar el agua al exterior. Estoy imaginando un radiador reciclado de un automóvil, con una pequeña bomba para subir el agua del deshumidificador a la abertura superior del radiador. Sin embargo, definitivamente debe tirar el agua afuera, ya que lentamente se filtrará el calor a su casa si la almacena dentro.