ELEVER BYGGER EGNA LUFT- FÖRVÄRMARE 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. Det 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 komma 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
Prototyp av luftförvärmaren i invetor 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. 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: Foto: taget av Emilia Reimander Tid (min) I lådan utblåset 0,015 55,8 46,9 15 50,2 43,8 30 43 37,5 45 52 45,6 60 64,3 55,5 Max temp 66 57,3 Medel temp 50,3 40,4 Min temp 40,7 36,4 Det syns väldigt tydligt i diagramet när solen gick i mål då temperaturen sjönk väldigt hastigt. 70 60 50 40 30 20 10 Temperatur 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 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. 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! 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 luftförvärmaren? 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. -Vi möte några problem på vägen hur tyckte du att vi löste dem? Vi löste det bra, när den elektriska 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 vårat rör var också mindre an planerat. -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 tycker jag att resultat blev bra. Luftförvärmaren vart stilren och var väl gjort. Emila Reimander 17 år, dokumteraren i gruppen 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 6 Skriven av Tua Söderström Grupp 11 Emilia, Erik, Wiliam och Tua