"Активная" теплоизоляция

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

К вопросу о температуре наружных пенопластовых стенок панели.
Готовлюсь к очередным измерениям и решил измерить эту температуру на ненагретой панели. Как обычно, перед измерениями я закрываю окно и выключаю люстру в комнате и даю пару часов на стабилизацию температуры. Так сделал и сейчас и измерил температуру пенопласта пирометром. В скобках приведены температуры после прошлого нагрева прожектором.

отдельный лист, стоящий за панелью 21.6 (23.2)
правая боковина панели 22.4 (24.4)
левая боковина 21.9 (23.8)
верхняя боковина 20.8 (23.4)
задняя стенка 21.1 (23.9)

Теперь ясно, откуда берётся "нагрев" пенопласта. Правая боковина смотрит на внутреннюю стену, а левая в окно. Верхняя боковина смотрит в холодный потолок.

В общем, видно, что измерять температуру пенопласта бессмысленно.

 

Там должен быть нагреватель, экраны нагревателя и более-менее равномерное температурное поле.

Сзади панели такие же планки (уголки) как и спереди. Надо уменьшить передачу тепла со стороны поликарбоната на заднюю стенку. При нахождении арматуры снаружи происходит охлаждение её окружающим воздухом в отличии от прохождения болтов через пенопласт (болт передает тепло и в пенопласте не ожлаждается)

Не стоит. Проволока создаст вертикальный поток по всей ширине камеры. Возникнет градиент температур по высоте камеры. Поток будет возникать (направление потока) случайным образом.
Наша задача создать хорошее перемешивание всего объема равномерно. При создании потока по периметру (поток возникает сразу при начале нагрева) за счет углов камеры возникают турбулентности в углах и происходит хорошее перемешивание холодного и теплого воздуха.

Нам надо создать внутри панели определенную температуру. Зафиксировать её. Посмотреть, какая мощность нагревателя требуется для поддержания этой температуры Далее мы будем эту мощность делить на разность температур в комнате и в панели (на термодатчике). Тогда мы получим мощность потерь на 1 градус.

Измерять температуру ПК не надо. Измеряем температуру внутри панели (воздуха внутри панели) и температуру воздуха в комнате, где проводится эксперимент.

 

Не очень понятно, какого размера и где точно нагреватель и экран.

 

Если нагреватель стоит без экрана, то ИК излучение нагревает расположенные рядом лист поликарбоната и пенопластовые стенки.
Я себе представляю экран в виде "трубы" из листиков пенопласта внутри которой стоит нагреватель. ИК излучение из этой "трубы" не должно попадать на СПК и стенки. "Труба" эта стоит с некоторым зазором от стенок и СПК.
Например, нагреватель (могучий керамический сопротивлятор) стоит внутри Г-образной "трубы" подвешенной в правом нижнем углу панели. Воздух заходит в "трубу" снизу-слева и выходит вверх.
"Труба" эта не очень большая, лишь бы экранировала ИК излучение.

 

Скажу честно, стало ещё менее понятно)
Для чего нужен экран понятно. Непонятно, какой формы и каких размеров нагреватель и экран. Нужен рисунок.
И сопутствующий вопрос - какое температурное поле мы хотим создать внутри панели - максимально равномерное по всему объёму воздуха в панели или максимально близкое к тому, которое получается в реальной солнечной панели?

 

Я думаю, что максимально равномерное.
Реальная солнечная панель на стене имеет большую высоту и там будет большой градиент температур. Причем чем выше панель, тем больше разница температур вверху - внизу. К счастью, теплопроводность линейно зависит от разности температур и поэтому потери реальной панели пропорциональны средней температуре воздуха в панели.

Я сейчас на работе. Тут нет графических редакторов.
Сделайте так, как считаете нужным. Лишь бы между экраном и поликарбонатом был зазор.

 

Поискал теплопроводность сотового ПК на англоязычных сайтах. Странная картина получается. Вот на этих сайтах для листа 4 мм пишут в пределах 4-5 (w/m²c°)

4,1
https://www.stp.az/products/poly/policarbonat.php

5.2
http://www.danpalon.com/galleries/dynamic/userUploadFiles/File/Danpal_Catalugue_web_301108_cover.p_d_f

3.96
http://www.exceliteplas.com/twin-wall-and-triple-wall-polycarbonate-sheet/

Это как раз и получается в 2.5 раза лучше, чем у пенопласта.

Но с другой стороны, на других сайтах сравнивают теплопроводность стекла и сотового ПК, и пишут такое:

при толщине 4 мм для стекла 5.8, для ПК 4.0
Energy savings of over 50% can be achieved
http://www.skyline.com.tr/dosya/urpdf30a.p_d_f

4mm Toughened Safety Glass R=1.00
4mm Polycarbonate Twin-wall R=1.43
http://www.wintergardenz.co.nz/glass-vs-poly-vs-film.html

По этим данным получается, что термосопротивление у ПК всего в 1.5 раза лучше, чем у простого стекла.

Как же ко всему этому относиться?
Не верится, что ПК в 2.5 раза теплее пенопласта.
И не верится, что ПК всего лишь в 1.5 раза теплее стекла.
И ТЕМ БОЛЕЕ не верится в обе эти цифры одновременно, потому что тогда получается, что стекло в 1.7 раза теплее пенопласта!

 

Бросьте. Давайте лучше сами убедимся, что он в 2,5 раза лучше.

Мы же уже разбирались, что весь фокус в теплоусвоении и теплоотдаче на границе воздух-прозрачный лист.

 

Перечитал дискуссию)

Кажется проясняется)
Значит сам ПК без пограничных слоёв имеет термосопротивление 0.092 м2С/Вт.
А ЭППС толщиной 4 мм тоже без пограничных слоёв 0.004/0.04 = 0.1 м2С/Вт.
А если ЭППС не 0.04, а 0.033, то и все 0.121 м2С/Вт.

Вот теперь всё встало на свои места. ЭППС всё-таки теплее, чем ПК, картина мира не сломалась).

Значит теплопроводность ПК измерять не будем, уже легче.

 

Это значение можно поставить в файл расчёта прозрачной теплоизоляции? Вместо 1.6, которые там сейчас стоят? Это будет правильно?

А какие данные взять для прозрачности и отражения?

 

Ещё вопрос по таблице.
При расчёте среднесуточной мощности излучения, поступающей через прозрачную теплоизоляцию, Вы используете полную величину рассеянного излучения, приходящего на горизонтальную поверхность. Но ведь на стену попадает далеко не всё это излучение. Как минимум половину неба стена не видит, значит нужно хотя бы поделить на 2.
Плюс излучение, приходящее из зенита и близких областей неба, а также с восточного и западного горизонта, практически полностью отражается от ПК и не проходит внутрь.
Как это всё учесть?

 

Посчитал свои панели, стоящие на крыше.
Однослойная:
ЭППС 30 мм, лямбда 0.33, без учёта пограничных слоёв
R=0.91 м2С/Вт, К=1.1 Вт/м2С
Один слой ПК, К=4 Вт/м2С
Полные теплопотери 1.1+4=5.1 Вт/м2С

При мощности падающего света 50 Вт/м2 внутрь панели проходит 50*0.85=42.5 Вт
Нагрев панели 42.5/5.1=8.3 С

Такой же расчёт для двухслойной панели даёт нагрев 11.6 С

Соотношение температур 1.4. Это как раз самое частое наблюдаемое соотношение. Бывает от 1.3 до 1.5, очевидно это зависит от скорости ветра.

 

Вот здесь нагрев однослойной панели на прямом солнце с лёгкой дымкой 10 декабря в 11 утра составил 70 градусов выше температуры воздуха:
https://www.forumhouse.ru/threads/143181/page-19#post-14464303

По расчёту мощность солнечного излучения получается 420 Вт/м2. Что вполне правдоподобно для тех условий.

Двухслойная панель, если бы я не прекратил нагрев, нагрелась бы примерно до 100-110 градусов, что соответствует в среднем 430 Вт/м2 солнечного излучения.

 

Наверно можно ещё учесть, что не весь свет, попадающий на чёрную поверхность, поглощается ею. Думаю, коэффициент 0.9 здесь подойдёт. Тогда для предыдущего сообщения мощность солнечного излучения получится 460 Вт/м2.

 

Я подумал, что рассеянное излучение не только от неба, но и отраженное от земли.
Для Эдмонтона (Вы приводили табличку), по крайней мере, для зимы такое предположение похоже на правду. https://www.forumhouse.ru/threads/143181/page-40#post-15404024