"Активная" теплоизоляция

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Так листы поликарбоната поглощают солнечный свет? Я то думал что поликарбонат свет пропускает.
По поводу конвекции. Как только температура внутри вашей конструкции превысит уличную, а как я полагаю вы к этому и стремитесь, эта же конвекция погонит тепло на улицу.

 

Светлая панель излучает лучше темной при одинаковых температурах обоих. Так как температура примерно одинаковая (панель же одна), то излучение в сторону дома будет больше чем на улицу.
Вот панель сделать бы в форме елки, чтобы тепло из камеры уходило к стене дома.

 

Конечно. Сколько-то поглощают, сколько-то отражают, сколько-то пропускают.

В наклонном воздушном зазоре снизу улица, а сверху тёплая стенка. Чтобы возникла конвекция надо либо сверху охлаждать, либо снизу нагревать. Когда солнышко светит происходит нагрев и возникает конвекция (перенос тепла к стенке), когда не светит, то снизу охлаждение происходит быстрее чем сверху (сверху несколько слоев поликарбоната, а снизу один) и конвекции нет.

Дак об этом и идет весь разговор.

 

Сергей, там в левом нижнем и верхнем правом углу рисунка еще бы добавить по наклонному листику, чтобы везде было по три слоя в горизонтальном сечении.

 

Хорошо, добавлю.

 

Здравствуйте. Очень интересная тема, несколько дней не дает покоя)
Поляки, как я понял, уже успешно применяют подобную технологию. У них только есть дополнительный элемент, я его указал стрелкой на рисунке.
Как думаете, без него будет осуществляться теплоперенос посредством конвекции и запирание теплопереноса при отсутствии солнечного нагрева, т. е. ночью?
Serge1234, в вашем случае можно выполнить этот элемент из поликарбоната и дополнительно протестировать и этот вариант конструкции панели.
Я предлагаю ввести такой вариант в эксперимент потому, что считаю поляки рассматривали вариант устройства панели без этого элемента. И раз ввели в конструкцию его (несмотря на усложнение устройства) значит он оказался необходим.
Действительно, если вдуматься, то теплоперенос в конструкции без циркуляции теплоносителя (воздуха, в нашем случае) должен осуществляться за счет Броуновского движения молекул воздуха. Т. е. воздух нагреется в наклонных полостях до определенной температуры, расслоится и конвекция прекратиться или снизиться. В случае с наличием замкнутого контура циркуляции, воздух будет нагреваться у наружной поверхности (извлекать энергию солнечной радиации, преобразуемую в теплоту через Броуновское движение), подниматься по наклонной полости к задней стенке, отдавать ей энергию нагревая ее, и возвращаться к наружной стенке панели за новой порцией энергии. Надеюсь, никто не заснул читая это
При отсутствии же нагрева этот элемент дополнительно разграничит воздух в полости и выступит дополнительным теплоизолятором (видимо поэтому поляки выполнили его сотовым по конструкции).
Кстати, Serge1234, такую объемную панель достаточно просто собрать используя ЭППС в качестве рамки. Собираете рамку из 4 обрезков ЭППС с торцов панели, сверху и снизу. Прорезаете в ЭППС направляющие для СПК (с учетом тепловых зазоров, напомню: около 3 мм на метр). Зазоры между наклонными и вертикальными листами СПК герметизируете силиконом. Чтобы ЭППС не ломался нужно оставлять достаточно большие отступы от края листа при прорезании канавок для СПК, точно выдерживать их ширину (я бы сделал их чуть уже чем толщина СПК для обеспечения натяга при посадке) и дополнительно можно армировать скотчем (Скотч-наше всё, дешево и быстро соединяет любые материалы между собой, почти "казахская сварка". Если недостаточно прочности-нужно добавить скотча). Скотч можно использовать и для герметизации полостей от наружной атмосферы. Почему-то сразу представил себе доктора «Док» Эммета Брауна из "Назад в будущее", с горящими глазами и с большим рулоном скотча и слегка облепленного им же Не удержался и вставил и с ним картинку, чтобы слегка разрядить обстановку
Serge1234, успеха в эксперименте. С интересом продолжу следить за ним.

 

@ВятскийПлотник, на Вашем рисунке изображены "контурные тепловые трубки". В контурных тепловых трубках перенос тепла происходит за счет испарения и конденсации легкокипящей жидкости (спирт, эфир и т. д.). По верхней трубке поднимается пар, по нижней стекает конденсат. Для обеспечения циркуляции установлен тот кусок теплоизоляции, который Вы пометили стрелочкой. Если его убрать, то поднимающийся вверх пар будет нагревать стекающий вниз конденсат, испарять его и циркуляция прекратится. Вот тут есть описание работы тепловых трубок https://gidroguru.com/trubi/truby/426-teplovye-truby
В нашей конструкции ничего не испаряется, поэтому этот кусок теплоизоляции не нужен. Конвекция воздуха будет происходить и без него.

 

Нашёл описание этих панелей. Никаких контурных тепловых трубок там нет. Конструкция аналогична вашей. Т. е. воздушное

 

Спасибо, всегда приятнее что-то делать, если это ещё кому-то интересно!)
Эксперимент со вставкой для конвекции могу сделать, это несложно. Но мне кажется, наши условия отличаются от "польских". Конечно, общий принцип тот же - перенос тепла по наклонным каналам в нужную нам сторону. Но у поляков нижний конец канала находится у горячей абсорбирующей поверхности и там действительно есть что переносить от неё к стене дома.
А у нас нижний конец канала находится у холодной наружной прозрачной стенки панели, она всегда холоднее, чем стена дома, хоть днём на солнце, хоть ночью. И собственно от этой наружной стенки переносить нечего. Поэтому, если там устроить хорошую конвекцию, то будет только хуже, будем охлаждать стену.
Нам надо только чтобы воздух, нагревающийся от наклонных пластин, потихоньку поднимался к стене дома, без лишних завихрений. По сути, нам нужны условия не для конвекции, а для стратификации. Поэтому мне не очень нравятся широкие каналы между пластинами, которые предлагает sad1 (но испытывать буду как предлагает, а потом проверю и каналы поуже). Думаю, менее широкие каналы будут лучше.

От размышлений о ширине каналов у меня родилась гениальная идея)
Может быть будет лучше всего, если пластины сот поставить вообще вплотную? Под наклоном, но вплотную. Скажем, при ширине пластин 40 мм получатся сплошные соты с шириной каналов 4 мм и длиной 40 мм. Идеальные условия для стратификации. При таких длинных и узких каналах наверно можно и наружную пластину поликарбоната убрать, всё равно такие каналы не будут ветром продуваться, причём мы сразу решим проблему конденсата - он будет свободно выходить через каналы сот.
Надо будет и это испытать)

 

Краткий отчёт)
Начал делать Большой Коллектор, из листов ЭППС 55х120х2 склеил большой лист 120х120х4 (в два слоя). Дальше наклею термодатчик, покрашу чёрной матовой краской и буду испытывать под галогенными лампами с разными покрытиями - одинарным ПК, двойным и ёлочкой. Лампы будут питаться от стабилизированного источника на 12 В, чтобы все эксперименты были в строго одинаковых условиях, без колебаний напряжения и яркости ламп.
Но чувствую, это займёт какое-то время, а зима проходит). Поэтому решил скорее поставить на крышу ту панель с двумя коллекторами, которая уже есть, и записывать данные с неё круглосуточно на компьютер. Надеюсь до понедельника успеть, уже почти готов контроллер (на фото), который будет измерять сопротивление термодатчиков и передавать данные на компьютер для записи.

 

Сергей, не надо лампы. Лампа - это точечный источник света с непонятным КПД и спектром, т. е. это штука, которая на солнечный свет совсем не походит.
Может быть вынести Большой Коллектор, тоже, на крышу и сравнивать его с Малыми Коллекторами. Мне кажется, что такой опыт будет более "чистым".

 

Галогенная лампа - это лампа накаливания с температурой спирали 3000С. Её спектр довольно близок к солнечному, а КПД для нашего случая равен 100%, в том смысле, что вся электроэнергия, потребляемая лампой, преобразуется в излучение (видимое и ИК), которое способен поглотить коллектор. Поэтому я считаю, что сравнение разных коллекторов под одной и той же лампой расставит их в тот же порядок по эффективности, что и сравнение под солнцем.
А вот напрямую сравнивать Большой Коллектор с Малыми (имею в виду те конкретные, которые есть у меня) считаю некорректным, потому что у них разная толщина пенопласта. У Большого 4 см, а у Малого 3. Сделать Большой с толщиной 3 оказалось невозможным, потому что прочно склеить торцами два листа ЭППС нереально. Поэтому пришлось клеить два слоя по 2 см.

Поэтому я буду сравнивать эффективность одного и двух слоёв ПК с ёлочкой не методом сравнения Малого с Большим. А буду заново делать одно- и двухслойный коллектор на большом листе пенопласта. Сначала накрою его одним слоем ПК, измерю под лампой на разных мощностях, затем добавлю сюда же ещё один лист ПК, снова всё измерю, а потом разберу и на этом же листе сделаю ёлочку.
А выставить сейчас Малый на крышу хочу не для сравнения с будущей ёлочкой, а просто чтобы не терять зимние дни и получить хоть какую-то информацию.
Вот когда будет испытана ёлочка под лампой, тогда и решим, что выносить на крышу для сравнения. Можно будет сделать ещё один Большой, но обычный, для сравнения.

 

Контроллер готов, программа для него готова, программа для компьютера готова. Для теста впаял прямо в контроллер два термодатчика и резистор вместо третьего термодатчика, запись идёт!
Сегодня сделаю панель погодоустойчивой и завтра утром надеюсь вынести на крышу.

 

@Serge1234,
ЭППС не лучший выбор для воздушного СК.
При высокой температуре (летом) он будет разрушаться, выделяя гадости в виде стирола

 

Совершенно верно.
Но это не обычный СК. Это испытательный макет для выяснения, даёт ли что-то активная теплоизоляция для северной стены. Сильно греться он не будет, даже летом. К сожалению, конечно)