luftförvärmare repotage

ELEVER BYGGER EGNA LUFTFÖRVÄRMARE
En luftförvärmare är ett miljövänligare och framtidens sätt att värma upp ett rum. Med bara
en låda och solljus kan en luftförvärmare värma upp ett helt rum, om inte ett helt hus om man
har flera stycken. Under tre veckors tid har vi elever på realgymnasiet i TE14 fått bygga en luftförvärmare eller ett vindkraftverk efter våra egna byggbeskrivningar och designer.
D
et är många som inte vet vad en luftförvärmare är men det är precis som det låter, det
är en slags låda som omvandlar kalluft till varmluft med hjälp av solljus. Den fungerar lite som en
värmepump.
Luftförvärmaren placeras på taket eller på väggen av huset där solen träffar den som bäst.
Det finns flera olika varianter av luftförvärmare
men självaste grundidén är att kall luft åker in i
ett rör eller någon annan slags gångs som slingrar
sig upp i luftförvärmaren så luften måste ta så lång
väg som möjligt. Medan luften åker igenom gången, lyser solen på glaset eller den genomskinliga
framsiden och värmer upp luften. Det finns även
luftförvärmare med fläkt för att få luften att kom-
ma ut fortare och för att få Luftförvärmaren mera
effektivt. Det negativa med en fläkt är att luften
inte hinner vara inuti luftförvärmaren lika länge
som utan fläkt och det bidrar till att luften inte
hinner bli lika varm. Ju lägre luften är i luftförvärmaren ju varmare hinner den bli. det är också
dyrare med en fläkt då man behöver batterier som
drivs av solceller.
Under första veckan började vi i gruppen att planera hur vi skulle bygga vår luftförvärmare och
började skriva byggbeskrivningen, samtidig som
vi gjorde en prototyp i programmet inventor. När
vi var klara med byggbeskrivningen skrev vi en
planering på vem i gruppen som skulle göra vad
och sedan började byggprocessen.
1
Konstruktion
Vår luftförvärmare är uppbyggd med fyra
träplankor som har måtten 100x 12 cm och
195,7x12 cm, tillsammans bildar de en kvadratmeter med volymen 234 840 cm^3 och en
plywoodskiva med måtten 100x100 cm. Det är
träplankorna och plywoodskivan som bildar självaste låda på luftförvärmaren. Vår luftförvärmare
är en variant av kanalfångare och fungerar genom
att inuti lådan är det är långt aluminiumrör som
slingrar sig upp i luftförvärmare, från det lägsta
vänstra hörnet till de översta högra hörnet där
det sitter hål så röret kan transportera den varma
luften in i huset. Funktionen gäller att den kalla
luften åker in längst ner i röret och värms upp
av solljuset. Eftersom värme stiger, transporteras
den varma luften upp igenom röret och åker ut
längst upp. Utan på lådan sitter ett plexiglas som
får solljuset att lysa direkt på röret. För att få den
ytligare mer effektiv kan man måla lådans insida
och röret svart, för att färgen svart absorberar
värme. Det innebär att den svarta ytan fångar upp
energin som övergå till värme och stannar kvar
och inte reflekterar tillbaka.
Prototyp av luftförvärmaren i invetor
Under byggprocessen jobbade vi två och två i början för att vara mera efektiva, medans team 1 sågade
plankorna sågade team 2 ut hållen i de andra plankorna osv. vi sammarbetade ändå alla tillsammans och
det var ingen i gruppen som satt i ett hörn o inte
gjorde någonting. Vi hade en väl gjord planering över
byggprocessen och vi var klara i god tid och fick tid
över att hjälpa andra gruppen som låg efter.
2
Val av Material
När vi byggde ihop vår luftförvärmare tänkte vi
på att använda material som är billigt och lätt
arbetat. Allt material vi använde var träplankor,
plywoodskiva, plexiglas, aluminiumrör, aluminiumfolie, cellplast, svart färg, fogmassa och skruvar.
Istället för ett aluminiumrör kan man bygga
ett långt rör med pant burkar, som är billigare. Vi
valde att inte bygga med pantburkar för att andra
grupper i klassen hade valt det och då vart de små
tillgångar till panten. Det skulle också ta mycket
längre tid då man måste sätta ihop burkarna genom att skära upp botten och toppen och sedan
limma ihop burkarna som ett torn alltså botten
mot en annan burks topp. Ett aluminiumrör var
då mycket enklare som man köpte förpackat och
sedan bara drog ut och böjde så man vill ha den.
På luftförvärmarens framsida satte vi en
plexiglasskiva. Vi valde plexiglas för att ett
opalvitt plexiglas har 78 % solljusgenomsläpp är
uv-resistans och har goda utomhusegenskaper,
plexiglaset är ganska tjock och får solenergin att
stanna kvar i luftförvärmaren och inte reflekterar tillbaka ut igen. Det går även att använda glas
eller plast men då ansåg vi att plexiglas var bäst
för att glas inte går att skruva i och då måste man
limma dit det och täta väldigt noga. En plast skiva tar inte in lika mycket solljus och är då inte
lika effektiv därför valde vi att ha ett plexiglas.
Vi använde som av trä virke till lådan för
att det är tätt så ingen luft åker ut och för att det är
billigt, vill man ha en lite mera effektiv luftförvärmare kan man använda sig av ett annat material
med högre värmekapacitet till lådrammen, till
exempel aluminium.
Här hittar du vår byggbeskrivning om du vill
bygga en egen luftförvärmare
Foto: tagna av Emilia Reimander
3
Resultat
När vi var klara med luftförvärmaren gjorde vi mätningar på hur varmt det var i lådan och i röret. vi ställde luftförvärmaren på taket i solen där temperaturen
ute i luften var 23 grader celsius. när solen lyser direkt
på lådan räknade vi med att teperaturen i lådan skulle
mis öka med dubbelt så myclet som teperaturen ute i
luften. Vi gjore mätningar på teperaturen i lådan och
i slutet av röret per 1,5 sekunder alltså 2 gånger på 3
sekunder i en timme.
vi fick resultatet:
Tid (min)
0,015 15
30
45
60
I lådan
55,8
50,2
43
52
64,3
Max temp 66
Medel temp 50,3
Min temp 40,7
Det syns väldigt
tydligt i diagramet när solen
gick i mål då
temperaturen
sjönk väldigt
hastigt.
Foto: taget av Emilia Reimander
utblåset
46,9
43,8
37,5
45,6
55,5
57,3
40,4
36,4
Ju längre lådan
hinner stå i
solen desto
varmare hinner
luften bli och
därför ökar temperaturen hela
tiden och slutar
på en högre
temperatur än
vad den startade
med
Temperatur
70
60
50
40
30
20
10
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Diagramet visar temperatur i tid i utblåste av röret i luftförvärmaren, på
x-axeln är det tid och på y-axeln är det temperaturen i grader celsius.
4
Slutsats
Vi byggde en luftförvärmare i konstruktionen
kanalfångre. När vi hade byggt klart luftförvärmaren
gjorde vi några mätningar av hur varm luften kunde
bli. Vi fick bättre resultat än vad jag trodde då temperaturen tredubblades i lådan än vad ute i luften. Vi lät
luftförvärmaren stå i solen i en timme och under timmen vart högsta temperaturen 66 grader celsius inuti
lådan och 57 i rörets utblås. Vi användes oss inte av
någon fläkt för att vi tyckte att det skulle bli dyrare och
att det var bättre utan då luften hinner vara i lådan en
längre tid. De förbättringar vi kunde ha gjort var att
ha ett längre rör. När vi byggde ihop luftförvärmaren
stötte vi på några problem, det hade blivit en felbeställning på aluminiumrören så vi fick ta ett gammal
från förra året. Det gamla röret var för kortare än vad
hade tänkt från början och det kan ha påverkat resultatet. En annan förbättring kunde ha varit att vi kunde
ha varit lite mer noggranna under byggandet av luftförvärmaren då två skruvar vart ner skruvade snett
och stack ut ur lådan, men jag tror inte det kunde ha
påverkat resultatet.
Intervju
-Vad gick bra med planeringen?
Att vi samarbetade bra, när jag
skrev på datorn hur vi skulle
bygga ihop luftförvärmaren
medan du gjorde en prototyp i
inventor. När Erik och William
var klara med sin planering om
vindkraftverk hjälte Erik oss att
ta fram vilken material vi skulle
använda och mått på det.
-Tyckte du att vi följde planeringen när vi byggde ihop luftförvärmaren?
Ja det tycker jag, för att vi gjorde
det vi hade sagt att var o en
skulle göra.
-Hur gick byggandet av luft-
En luftförvärmare är ett miljöväligt sättt att
värma upp rum iställlet för en värmepump
som drivs på el och är väldigt dyr i längden,
istället kan man bygga sig en egen luftförvärmare som nästan inte kostar någonting.Vill du
ha den där exktra pengen över när månaden
är slut, bygg då din egna luftförvärmare, ett
billigare och mer miljövänligt altenativ!
-Hur blev resultatet?
Det blev bra, det var synd att
vårt plexiglas hade försvunnit
för vi hade inte märkt det med
vår grupp namn så vi fick ta ett
begagnat och det gjorde så vår
låda såg gammal och begagnad
ut. Det var tråkigt. Utöver det
-Vi möte några problem på vägen tycker jag att resultat blev bra.
hur tyckte du att vi löste dem?
Luftförvärmaren vart stilren och
Vi löste det bra, när den elek- var väl gjort.
triska sågens blad gick sönder
och vi kunde inte använda en,
då löste vi problemet med att
såga för hand istället. Ett annat
fel var att plankorna var smalare
än vad vi hade skrivit i vår ritning men det gick bra eftersom
Emila Reimander
vårat rör var också mindre an
17 år, dokumterplanerat.
aren i gruppen
förvärmaren?
Allt gick bra för att alla följde
planeringen, när något gick fel
eller strulade hjälptes vi åt att
lösa det. Det gick bra med andra
grupperna med verktygen att
alla turades om.
5
Källfärteckning
Fakta och byggbeskrivning/manual
- http://teknikprojektet.se/
-http://teknikprojektet.se/wp-content/uploads/2015/04/Luftf%C3%B6rv%C3%A4rmare-faktablad-m.m..pdf
- bilderna tagna av Emilia, dokumeteraren i gruppen
- prototyperna gjorda av Tua i programmet invetor
Bilaga
Alla mätdata hittar du här
Skriven av Tua Söderström
Grupp 11
Emilia, Erik, Wiliam och Tua
6