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International => Italiano => Generale => Topic started by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 02:18 pm

Title: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 02:18 pm
Salve ragazzi,
dopo vari anni torno a scrivere sul forum e a cimentarmi con arduino.
Nel frattempo ho studiato un libro di elettronica (di base) quindi mi auguro che la mia preparazione sia leggermente migliorata  :)

Con questo topic vorrei però sopratutto dei consigli...


Ho una struttura a forma di cubo (2 metri per lato) chiusa in maniera ermetica e posta all'interno di una cantina.
Devo mantenere la temperatura interna della struttura costante a 20° C e ipotizzo che nel corso delle stagioni in cantina si passi da una minima di 0° C ad una massima di 30° C.

La struttura è chiusa ermeticamente e non posso "immettere" aria proveniente dall'esterno.


Quindi penso che l'unico modo possibile per controllare la Temperatura sia per conduzione.


Non mi sono mai cimentato in nulla del genere e non ho la più pallida da dove iniziare.
Cercando un pò su internet e un pò sul forum ho scoperto che forse potrei usare varie celle di Peltier.

Considerando il range di temperature raggiungibili in cantina (credo non troppo elevato) e tenendo presente che si tratta comunque di un ambiente non sottoposto a cambi repentini di temperatura come procedereste ?

Mi servirebbe una soluzione non troppo ingombrante e gestibile con arduino.


Spero in qualche vostra dritta  ;)


Grazie mille !
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 11, 2019, 02:28 pm
Ma cantina cantina?
Un sotterraneo quindi?
30 gradi di differenza tra estate e inverno mi sembrano tanti, hai uno storico?
Peltier mi sembra costoso
Come misuri la temperatura? Hai una sonda "dentro" o vai per contatto?
Ogni tanto devi aprire oppure sarà sempre chiuso stagno?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 02:34 pm
Ciao Standardoil grazie per l'immediata risposta :)

No in effetti ho ipotizzato che ci possano essere 30 gradi di differenza main realtà è uno scenario proprio estremo.

Questa struttura si trova in un ambiente posto tra un garage interno e una cantina vera e propria in tufo.

Tramite le automobili presenti in garage, andando a memoria, credo che non si vada mai sotto i 3° e sopra il 25°.



Comunque si sarà sempre chiusura stagno ed è fondamentale avere una temperatura interna costante e precisa.
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 11, 2019, 02:40 pm
Primo trucco per avere temperatura costante: coibentare
Poi alzare l'inerzia termica, la capacità termica del sistema
Metti il cubilotto dentro in una vasca d'acqua (miglior accumulatore termico a basso costo)
ben coibentata
Poi ci  immergi un termosifone, collegato via elettrovalvola con la caldaia
In inverno sei a posto
In estate, chiudi il circuito "termo" e scarichi in vasca (se serve) acqua fresca dall'acquedotto, sempre con elettrovalvola
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: docdoc on Mar 11, 2019, 03:02 pm
Devo mantenere la temperatura interna della struttura costante a 20° C e ipotizzo che nel corso delle stagioni in cantina si passi da una minima di 0° C ad una massima di 30° C.
Una cantina, quindi interrata, dovrebbe avere una temperatura relativamente costante nell'arco dell'anno, non credo che vada da 0 a 30 gradi a meno che non sia ventilata dall'esterno.

Quote
La struttura è chiusa ermeticamente e non posso "immettere" aria proveniente dall'esterno.
Quindi penso che l'unico modo possibile per controllare la Temperatura sia per conduzione.
Essendo chiusa ermeticamente, dall'esterno si può parzialmente controllare la temperatura sia per conduzione (devi avere almeno alcuni radiatori che mettano in comunicazione l'interno con l'esterno, dove avrai opportuni riscaldatori) ma anche per irraggiamento (se ha aperture trasparenti o se fosse del tutto trasparente) anche se non è molto efficiente.

Quote
Cercando un pò su internet e un pò sul forum ho scoperto che forse potrei usare varie celle di Peltier.
Teoricamente si potrebbe anche fare (le celle possono sia raffreddare che riscaldare, ma devono essere dotate di opportuni dissipatori e ventole quindi va progettato per bene altrimenti rischi che si brucino) ma per una "soluzione non troppo ingombrante e gestibile con arduino" gestire raffreddamento o riscaldamento di 8 metri cubi di aria con le celle Peltier lo vedo difficilino, a meno che, appunto, tu non abbia opportunamente coibentato sto cubo, dotato di dissipatori e ventole, ed abbia fatto qualche calcolo energetico sia per quanto debbano essere efficienti le celle (le quali funzionano essenzialmente per "differenza" di temperatura, quindi come ti hanno già detto, avere escursioni di 20 gradi per 8mc di aria non è facile) sia per i requisiti elettrici (in base alla potenza delle celle potresti dover fornire svariate Ampere come alimentazione di picco).

Insomma, non la vedo facile con i requisiti che hai imposto.
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 03:10 pm
Una cantina, quindi interrata, dovrebbe avere una temperatura relativamente costante nell'arco dell'anno, non credo che vada da 0 a 30 gradi a meno che non sia ventilata dall'esterno ....
Male pensavo fosse fattibile e abbastanza semplice...

Il cubo non può essere coibentato e la cantina è ventilata dall'esterno (ecco spiegata la grande differenza termica).

Quindi sono costretto ad arrendermi ? :(
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: gpb01 on Mar 11, 2019, 03:47 pm
>Rodrigoson6:  Quando si quota un post, NON è necessario riportarlo (inutilmente) tutto; bastano poche righe per far capire di cosa si parla ed a cosa ci si riferisce. Gli utenti da device "mobile" ringrazieranno per la cortesia ;)

Guglielmo

P.S.: Ho già troncato io il tuo "quote" qui sopra ;)
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 03:53 pm
Perdonami Guglielmo
comunque proprio ora ho letto un tuo post, in un topic per la gestione della temperatura di una piccola serra, nel qual consigliavi (per riscaldare) di usare i piatti riscaldanti delle stampanti in 3D.

Come mai ??

se si vuole riscaldare sono una soluzione migliore rispetto alle celle di Peltier ?
Si può controllare la temperatura dei piattini ?



Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: gpb01 on Mar 11, 2019, 04:01 pm
Quella era una piccola serra, NON una STANZA da 8 m3 !!!

Dimentica celle di peltier e quant'altro per un volume del genere, oltretutto NON coibentato ...
... ti serve un sistema di riscaldamento serio ed uno di raffreddamento stile "frigorifero" ed un bel sistema PID per la regolazione!

Guglielmo
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 04:07 pm
stiamo parlando di costi elevati giusto ?

le celle peltier e quant'altro sarebbero una giusta soluzione per quali volumi ?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: gpb01 on Mar 11, 2019, 04:12 pm
Le celle di peltier vanno bene, ad esempio, per i piccoli frigoriferi da viaggio (20 x 30 x 35 cm circa), o come sistema di raffreddamento per un ambiente un po' più grosso in cui raffreddano l'aria che viene pompata all'interno ... hai idea degli Ampere che assorbono ? ? ?

La tua è una CAMERA, non un piccolo contenitore, ci devi montrare un condizionatore d'aria.

Guglielmo
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 11, 2019, 04:18 pm
La soluzione più sicura, affidabile ed economica te la ho indicata
Semmai dettaglia meglio
Peso e capacità termica dell'oggetto sono i dati "minimi" per cominciare a ragionare
Poi serve sapere: temperatura richiesta e tolleranza
Massima differenza di temperatura accettabile all'interno
Come misuri la temperatura
Se l'interno è omogeneo oppure no
Se il contenuto è un fluido (per sapere eventuali movimenti di fluido caldo freddo)
coefficiente di scambio termico delle pareti
E forse possiamo cominciare
Sennò chiudi la porta e metti un termostato ambiente, con un bel termosifone
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 04:19 pm
si leggendo ho capito che ci sarebbe un grosso assorbimento....


Il mio "cubo" è chiuso in maniera ermetica perchè è fondamentale che non cambi il peso specifico dell'aria presente al suo interno.

Per farlo ovviamente devo assicurami che non ci sia una variazione nella pressione interna (ecco perchè ha una chiusura ermetica) e che la temperatura sia costante.

Il problema del controllo della temperatura, nel mio caso, sta nel fatto che non deve cambiare la composizione interna dell'aria altrimenti varia il peso specifico.


Per questo le celle di peltier mi sembravano una soluzione ideale....
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 04:31 pm
@Standardoil

Per quanto riguarda la temperatura diciamo 20° C e avevo intenzione di misurarla (ai tempi quando iniziai a pensare a questo progetto) con un sensore di temperatura e umidità SHT21

Le pareti in cubo saranno in plexiglass o comunque in qualsiasi altro materiale trasparente
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 11, 2019, 04:38 pm
E lo scopo sto tutto questo circo?
Che poi con pareti in plexiglass da 2 metri per due scrivo sigillato dal prima volta che ti cambia la pressione atmosferica il tuo cubo sciopa (o implode)
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 04:47 pm
Ma nooo non scoppia e non implode...
a queste latitudini e ad altezze prossime a livello del mare non ci sono variazioni nella pressione atmosferica cosi drastiche  :)
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 11, 2019, 04:49 pm
Sicuro?
In mesi?
Hai consultato tabelle? Siti di metereologia?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 04:58 pm
Sono un grande appassionato di metereologia  ;)
Sono più che certo che il plexiglass possa resisterere a questi sbalzi di pressione (molto tollerabili).

Comunque ritornando al tema del topic:

1) quali sarebbero le problematiche varie utilizzando celle di Peltier per raffreddare e riscaldare tenendo presente che comunque non devo raggiungere temperature estreme ?

2) quale altro sistema potrei utilizzare considerando il fatto che il mio cubo è chiuso ermeticamente ?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: steve-cr on Mar 11, 2019, 05:01 pm
Dimentica le celle di Peltier, sono costose, assorbono molta corrente e non così facili da installare.
Per il riscaldamento puoi farlo con CAVI SCALDANTI che vengono usati dappertutto, per scaldare i pavimenti di casa come per scaldare le discese ai garages sotteranei.
Per il raffrescamento devi purtroppo andare ai sistemi che ti hanno suggerito.

La soluzione che mi viene in mente è avere una serpentina a pavimento dove immetti acqua calda o fredda a seconda delle tue esigenze: all'esterno avrai un piccolo scalda acqua e un chiller in modo da avere acqua calda oppure fredda (ma se hai un pozzo l'acqua fredda gratis già ce l'hai: prelevi, usi e ributti nel pozzo).
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 05:12 pm
@steve-cr i cavi scaldanti sono una bella idea ma per il refigeramento come posso fare ?


In questa stanza ho un rubinetto dell'acqua dici che potrei usare direttamente quella ?
Alla fine io devo refrigerare ma comunque non devo scendere sotto i 20° C circa
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: steve-cr on Mar 11, 2019, 05:41 pm
Per refrigerare devi sapere il DELTA T e cioè la differenza tra la temperatura max che puoi avere all'interno della cella e i tuoi 20 gradi.
Dato che non penso andrai su di molto, il tuo Delta T sarà 3 o 4 gradi? Penso che il tuo rubinetto dell'acqua potrebbe essere sufficiente ad abbassarti questi pochi gradi ed è sicuramente più economico e meno complicato delle celle di Peltier.
Per quanto riguarda il consumo di acqua (l'acqua è un bene prezioso, se non per noi per i nostri nipoti)
o usi un pozzo da cui prelevi e poi rimetti ( ma anche se scarichi in fogna è acqua pulita ed il ciclo si richiude ugualmente) oppure usi dell'acqua che raffreddi con un chiller (sono quelli che raffreddano la birra all'uscita del fustino e li trovi per 200 euro su Amazon).

Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 11, 2019, 06:36 pm
Si non credo di salire oltre i 25/26° C

Come sistemi mi sembrano fattibili ma mi chiedo:

Mi permettaranno di avere una temperatura costante e precisa?

Nei tubi per l'acqua quando non e' attiva la refregirazione e' un problema secondo te se e' presente ancora acqua all'interno?

E per refrigerare mi bastera' aprire il rubinetto e chiuderlo quando avro' raggiunto i 20° C ?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: doppiozero on Mar 11, 2019, 09:19 pm
my 2 cents..


Se il cubo fosse coibentato ti direi di mettere all'interno lo split di una pompa di calore caldo/freddo, ma siccome il plexiglass non coibenta suggerisco di climatizzare l'intera stanza in cui si trova il cubo, in questo modo non hai il deltaT sulle pareti di plexiglass e immagino riuscirai a garantire una temperatura più stabile all'interno del cubo. Magari tienilo sollevato qualche cm da terra in modo da avere aria anche sulla parte inferiore.

La stanza climatizzata sarebbe meglio avesse la porta sia verso il garage che verso la cantina e il motore della pompa va messo ovviamente in un altro ambiente(garage magari, socchiudendo la porta per lasciare il passaggio dei tubi)
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 11, 2019, 09:59 pm
Il mio "cubo" è chiuso in maniera ermetica perchè è fondamentale che non cambi il peso specifico dell'aria presente al suo interno.

Per farlo ovviamente devo assicurami che non ci sia una variazione nella pressione interna (ecco perchè ha una chiusura ermetica) e che la temperatura sia costante.
ma che rigidità hanno le pareti?
anche ammesso che strutturalmente "reggano" (Otto Guericke comunque qualcosa ha scoperto....)
dicevo, anche ammesso che reggano, avranno una certa deformazione
due settimane fa in pochi giorni la pressione atmosferica a Milano è cambiata quasi del 2.5%
se la pressione atmosferica vale 1Kgf al cmq e le pareti del tuo cubo sono da 2x2 m, che 2*2*100*100 cmq,  sono 40'000 Kgf
40 tonnellate, se non ho sbagliato i conti...
una variazione del 2.5% vale più o meno 1 tonnellata per parete (ammesso che la pressione interna non varii...)
ora, sei sicuro che la rigidità delle tue pareti "regga" senza deformarsi (e parlo di deformazione elastica, non plastica o rottura); perché se si deformano le pareti col cavolo che la pressione interna rimane invariata
che spessore ha il plexiglass? che supporti hai previsto? come lo sigilli?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Rodrigoson6 on Mar 12, 2019, 01:45 am
@Standardoil sinceramente non ho fatto questi calcoli perchè devo ancora capire se e come avere una temperatura costante.

Comunque nella peggiore delle ipotesi (tra anticiclone e bassa pressione) ogni singola parete (se di 2m X 2m) può subire anche 3000 kgf di differenza.

Ma sono convinto che non vi sia alcuna deformazione o quanto meno veramente minima.


Prima di pensare al plexiglass devo capire se è fattibile mantenere costante la temperatura.
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: docdoc on Mar 12, 2019, 09:17 am
E lo scopo sto tutto questo circo?
Quoto e sottoscrivo.
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: maubarzi on Mar 12, 2019, 09:53 am
Secondo me conviene spiegare bene cosa si deve fare, perchè a restare sul generico magari si immaginano scenari non reali e si finisce per dare suggerimenti per impianti industriali ad altissima precisione.
Se invece si conosce meglio il problema si possono intuire le tolleranze accettabili e si scende di più sull'umano con soluzioni più attinenti.
Di quanto può variare la temperatura interna? 1 grado, 0,1 gradi, 0,01 gradi...
E la pressione?
Se la tolleranza è ZERO serve contattare la Nasa, se è 10% si può ragionare tranquillamente, nel mezzo dipende.
A tenere nascosto il reale utilizzo come se fosse un segreto di stato porta quasi sempre fuori strada.
Ci devi conservare la Gioconda, una bottiglia di vino, una collezione di fumetti, un esperimento scientifico, un cadavere? ;) ognuna di queste cose può portare a risposte diverse. Poi, non è necessario conoscere i fatti tuoi, basta sapere le tolleranze accettabili delle varie grandezze in gioco.
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: uwefed on Mar 12, 2019, 11:23 am
* camera da 2x2x2m^3
* temperatura costante
* pressione costante
* stagna; nessun cambio di gas
* raffereddamento a celle di peltiere

Non vedo fattibile il Tuo progetto.
Tenere costante la temperatura sotto 1 °C é difficile.
Tenere la pressione costante (e non farla veriare come quella atmosferica vuol dire che la strutura deve essere costruita in modo che non si flette col cambio della pressione atmosferica. Hai provato pi portare un sacchetto di patatine chiuso a 2000m? È stagno perché non lascia uscire o entrare aria ma visto che l' involucro non é rigido si gonfia. Stessa copsa vale per una bottigliao di PET per bevande vuota. Anche quella viene compressa se l'hai svuotata a 2000m e chiusa.

Le celle di peltiere non hanno un rendimento da poter raffredare un cubo cosí grande (12m^2 di superfice) con una spesa ragonevole.

Ti serve un impianto raffreddante e un riscaldamento per regolare bene la temperatura dove l' impianto raffreddante é acceso 24 ore su 24 e fai la regolazione col riscaldamento. Entrambe cose che devono essere alimentate a 230VAC se non a tifase e che non sono alla portata di un amatore. Non per niente vietiamo domande su progetti di queste tensioni.

Se vuoi spendere una cifra con 5 numeri ci riuscirai a farlo.

Ciao Uwe
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: gpb01 on Mar 12, 2019, 11:28 am
Mah ... la soluzione più ovvia e semplice l'ha data doppizero al post #22 ...
... invece di impazzire con la regolazione del cubo, si stabilizza la temperatura dell'ambiente in cui esso si trova con un buon impianto di climatizzazione.

Comunque, stiamo andado fuori argomento "Arduino" (di cui non vedo possibile un UTILE coinvolgimento), per cui aspetto un po' e poi chiudo il thread.

Guglielmo
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 12, 2019, 11:36 am
Edit rispondevo a uwe
E comunque di tenere coibentata in "ambiente" a temperatura costante è scritto ancora nel mio  post numero 3

Ma no...
Tralasciando i problemi pneumatici, del quali lo OP si dice esperto
Rimane solo mantenere costante la temperatura dello "ambiente" intorno all'oggetto, che non emettendo ne assorbendo energia si porterà "naturalmente" alla temperatura ambiente
Ricadiamo in un banale problema di riscaldamento ambientale, dato che il più delle volte la temperatura sarà sotto i 20, anche si è un locale semisotterraneo che si potrà ventilare spillando aria fresca dal sotterraneo

Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: uwefed on Mar 12, 2019, 01:41 pm
Ricadiamo in un banale problema di riscaldamento ambientale, dato che il più delle volte la temperatura sarà sotto i 20, anche si è un locale semisotterraneo che si potrà ventilare spillando aria fresca dal sotterraneo
Bello il Tuo ragionamento. Visto che é piú delle volte piú freddo basta prevedere il riscaldamento. Qui tempi dove la temperatura é piú alta dei 20 Gradi allora per Te non esistono e non devono essere prese in considerazione.
Bel modo di cercare una soluzione per un dato problema.

Ciao Uwe
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 12, 2019, 02:00 pm
Quale parte di: "è un locale semisotterraneo che si può ventilare spillando aria fresca dal sotterraneo" non ti era chiara? Se vuoi te lo spiego a parte coi disegnetti....
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: Standardoil on Mar 12, 2019, 02:03 pm
E aggiungo, seriamente credi che un locale sotterraneo supererà i 20 gradi?
Dove tieni salumi e vini?
Title: Re: Temperatura costante in una struttura con chiusura ermetica ?
Post by: gpb01 on Mar 12, 2019, 03:24 pm
Avevo avvisato, la discussione ormai non ha nulla più a che vedere con Arduino ... chiudo qui.

Guglielmo