Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
An experimental study on an evaporative cooler for hot rural areas
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2016 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

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.

Abstract [sv]

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.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 49 p.
National Category
Mechanical Engineering Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-190180OAI: oai:DiVA.org:kth-190180DiVA: diva2:952001
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-08-12 Created: 2016-08-11 Last updated: 2016-08-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(22858 kB)22 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 22858 kBChecksum SHA-512
d5ed78af7a202567847a9da444dc31f5595ee5017da1fdebc93b4656a16fae478599cbef9b65cea77407473b05401ff91551a2bed14b0ef75ba58af1a121263f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Mechanical EngineeringEnergy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 22 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 35 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link