Return to search

An experimental study on an evaporative cooler for hot rural areas

In developing countries about 40 % of the food-waste is due to post-harvest losses, such as improper storage. The Zeer-pot is an evaporative cooler, which cools the inside by convective heat transfer, and can be used to keep fruits and vegetables fresh longer. This is typically convenient in hot rural areas without access to electricity and is more efficient in non-humid areas. This study will investigate if there is a correlation between the temperature decrease inside the pot and the wind velocity, how the efficiency of the Zeer-pot is affected by hanging it in the air to additionally expose the underside to the airflow and also how the efficiency is affected from glazing of the inner pot, to prevent the food from getting damaged from high humidity. It will also consider the feasibility of combining the Zeer-pot with a solar dryer, also to improve its efficiency. The evaporation is increased by higher wind velocity due to forced convection. A solar dryer can create an airflow when the heated air rises along the surface of the solar collector and creates a temperature difference between the upper and the lower part. A design for a solar dryer that could be appropriately integrated with a Zeer-pot to achieve a greater airflow around it is modelled in CAD and presented. The tests on the pots took place in a climate chamber where the ambient temperature was controllable. In the climate chamber a fan and a dehumidifier was installed in order to create wanted conditions. One pot was tested only for wind velocities and the other only for the cases of the pot hanging in the air and being glazed on the inside. A reference case was designed and tested for the second pot in order to compare the glazed and hanging pot in the same conditions. The relative humidity was not controllable in this setup, and thereof a way to compare these results was to calculate the final temperature the pot achieved relative to the lowest possible theoretical temperature, the wet bulb temperature. For the first pot an almost linear correlation between the time it took to reach the final temperature depending on the wind velocities could be observed, apart from two values. A rather nice coherent curve, also apart from two values, was found for how close to the wet bulb temperature the final temperature was depending on the wind velocity. For the second pot the cooling capacity was enhanced for both the hanging construction and the glazed pot. For the hanging pot this was expected, but for the glazed one it was not. If a solar dryer is combined with the Zeer-pot, a wind velocity around 3-3.5 m/s is guaranteed to improve the Zeer-pots cooling capacity. A lower wind velocity could probably make a large difference too, but the experiments in this study is insufficient to make any conclusions. / I utvecklingsländer beror cirka 40 % av matavfallet på förluster efter skörd, till exempel felaktig förvaring. En Zeer-pot är en evaporativ kylare som kyls med hjälp av konvektion och kan användas för att öka livslängden på frukter och grönsaker. Den är användbar i områden utan tillgång till elektricitet där klimatet är varmt och behovet för kylning är stort. Kyleffekten förbättras i ett klimat med låg luftfuktighet. Denna studie kommer att undersöka om det finns ett samband, mellan temperatursänkningen och vindhastigheten. Ett sätt att förbättra kyleffekten skulle kunna vara att konstruera någon form av stöd för att göra det möjligt för krukan att hänga i luften, detta för att även undersidan ska utsättas för luftflödet. För att inte låta fukten som skapas vid evaporationen komma in i innerkrukan där maten förvaras kan innersidan glaseras. Hur mycket dessa justeringar kommer att påverka kylkapaciteten undersöks också i denna studie. Krukan kyls med hjälp av evaporation av vatten och denna ökar vid en högre vindhastighet på grund av påtvingad konvektion. Ett sätt att skapa ett större luftflöde runt krukan är att integrera en soltork med den så kallade Zeer-poten. Soltorken skapar ett luftflöde då en temperaturskillnad mellan den övre och den undre delen får värmen att stiga upp från ytan av solfångaren. En hypotetisk modell av en lämplig soltork modelleras i CAD och presenteras. För att se en korrelation för hur ökade vindhastigheter påverkar temperatursänkningen i grader och hur fort sluttemperaturen uppnås gjordes tester på samma kruka i så i övrigt konstanta förhållanden som praktiskt var möjligt. Testen för de olika krukorna ägde rum i en klimatkammare där luftens temperatur gick att kontrollera. En fläkt och en avfuktare var installerade. Den ena krukan testades för fallet med olika vindhastigheter och den andra för den upphängda krukan och för glaseringen på insidan. Ett referensfall gjordes även för att jämföra den andra krukans två fall separat. Den relativa fuktigheten gick inte att kontrollera i klimat-kammaren och därav fick resultaten jämföras genom en framräknad procentsats. Procentsatsen visade hur långt testets sluttemperatur hade sjunkit i förhållande till den våta temperaturen. En nästan linjär korrelation, med undantag för två värden, mellan tiden det tog att nå sluttemperaturen i förhållande till vindhastigheten kunde observeras. Ett tydligt samband, också undantaget från två värden, kunde observeras mellan den våta temperaturen och den uppnådda temperaturen för olika hastigheter. För den andra krukan ökade kylkapaciteten för både den hängande konstruktionen samt den glaserade krukan. Det var väntat för den hängande konstruktionen, men inte för den glaserade. Om en soltork kombineras med Zeer-poten i syfte att märkbart förbättra dess kylkapacitet, skulle ett luftflöde med en vindhastighet kring 3-3,5 m/s garanterat fungera. Lägre vindhastigheter lär även de kunna påverka krukan nästan lika mycket, men tyvärr är resultaten från experimenten inte tillräckliga för att dra några slutsatser om detta.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-190180
Date January 2016
CreatorsGustafsson, Katarina, Simson, Hanna
PublisherKTH, Energiteknik
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

Page generated in 0.0139 seconds