Расчет теплоаккумулятора для теплицы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Есть среди материалов такое понятие аэрогель. Чаще всего знакомы с силиконовым. Материалы челноков-буранов, но там керамика. Суть высокой теплоизоляции в максимальном количестве переходов из среды в среду. Вот главный тормоз при переносе тепла, а значит определяющий теплопроводность фактор. Силиконовый аэрогель использовался в домах для остекления, только матовый он и К пропускания света не очень. Зато К изоляции приличный.

 

@василий 66, чем лучше зеркальные пленки простого ЭПС? Сравните теплопроводность воздуха и ЭПС, они близки. Так что что дадут зеркалирующие экраны без вакуума дополнительно? Ничего.
Неужели Вы всерьез верите, что у немцев реализован многослойный вакуумный пирог?
Бытовые термоса действительно хорошо держат кипяток, но я не верю, что они в доме еще и вакуумную изоляцию нагородили. Наверняка бы похвастались, что специальными насосами поддерживают вакуум в теплоизолирующем слое

 

Вот и я стою перед выбором. Делаю одеялко тепличное. Так вот. Внешняя и внутрення сторона - стекловолкно. Оно частично прозрачно. Даже в несколько слоев. А их будет два, а между ними вспененый полиэтилен. В чем думка моя. Если берем вспененый полиэтилен без отражающего слоя, получаем частично прозрачное одеяло. Зачем- летом притенять буду им же. Но возможно оно будет несовсем отражать ик лучи обратно в тепличку ночью. А если берем с фольгой, то тут я не совсем понял. Зазор я между фольгой и слоем одеяла обеспечить не смогу, тогда вроде фольга бесполезна. А может и полезна. Кто как думает?

 

Wikipedia:
Спаса́тельное одея́ло (или косми́ческое одеяло, или спасательное покрыва́ло, или терми́ческое покрывало, или изофо́лия) — одеяло, предназначенное для временного уменьшения теплопотерь человеческого тела в экстренных случаях. Представляет собой тонкую плёнку из полиэтилентерефталата, покрытую металлизированным отражающимматериалом (обычно золотистого и серебристого цвета), который отражает до 80 % излучаемого телом тепла. Одеяло производится напылением тонкого слоя алюминия на плёночную основу, например, майлар.

Спасательные одеяла обычно включаются в аптечки первой помощи. За свою непромокаемость, непродуваемость и малый вес (50 г для одеяла размером 210 × 130 см), они завоевали популярность также среди туристов, которые используют его в качестве покрывала, паробарьера, пончо или ультралёгкого тента.

Из-за малой толщины спасательное одеяло не предохраняет от потерь тепла, связанных с теплопроводностью, поэтому не является универсальным средством. По возможности должно использоваться в сочетании с другими теплоизолирующими средствами.

Степень черноты алюминиевой фольги 0.05, а у большинства материалов 0.9. Поэтому при равных температурах излучение фольги будет в 18 раз меньше. Особенно заметным влияние фольги будет в ясные ночи, когда тепло теряется в основном излучением. Главное условие - фольга должна быть снаружи утеплителя. Можно добавить второй слой фольги, он будет предотвращать проникновение излучения из теплицы внутрь утеплителя.
На солнце фольга будет меньше нагреваться.

 

Т. е я так понимаю, если я возьму с фольгой, и разверну ее наружу теплицы, толк будет, даже при том что, слой металлизации будет соприкасатся с внешним слоем одеяла - стекловолокном?

 

На мой взгляд для сохранения тепла в теплице нужно зеркальный экран ставить внутрь, чтобы меньше тепла поглощалось в утеплитель, а больше отражалось и оставалось внутри теплицы. По идеи, это должно работать в том случае, если воздух около экрана холодней самого экрана и внутри теплицы есть более горячие поверхности чем сам экран - например почва.
На мой взгляд экран внутрь теплицы будет сохранять тепло когда почва теплей воздуха, воздух теплей экрана. На мой взгляд это как раз ночной режим, когда земля прогрета солнцем и нужно сделать, чтобы она медленней остывала.
Ночью мы имеем теплую почву и нужно снизить потери через излучение. Воздух ночью холодней почвы, так как через пленку или стекло он охлаждается. Ночью греет теплицу земля.

 

Экран же снаружи утеплителя будет иметь температуру утеплителя. насколько металлические поверхности меньше излучают и к чему это приводит я плохо понимаю. Если металл меньше излучает чем какой-нибудь черный пластик, то по идеи пластик должен быть холодней металла на несколько градусов? Например лежит на земле кусок металла и кусок черного ПНД, они что, имеют разную температуру ночью? И туман ночью будет осаждаться на пластик, а не металл?

 

Пока смоделировал два варианта:
1. утеплитель толщиной 10 мм
2. утеплитель толщиной 10 мм и фольга сверху
На улице 0 град., небо ясное с температурой -20.
Оказалось, чтобы поддерживать в теплице +15 град. необходим обогреватель мощностью 38.3 Вт и 18.2 Вт соответственно, на 1 м2 покрытия. При этом температура наружного покрытия -4.9 и +4.1 Температура внутренней поверхности теплицы соответственно +2.2 и +8.9
Интересно, что наружная поверхность без фольги холоднее воздуха и греется от него, типа заморозков на почве при плюсовой температуре воздуха.
Вывод: алюминиевая фольга снаружи реально снижает теплопотери вдвое.

 

Ооочень большая благодарность! А какая программа учавствует в рассчетах? И чисто для интереса можно ли просчитать все при тех же условиях, но фольга внутри.
И да, можно ли считать фольгой ту металлизацию, что идет на вспененом полиэтилене?

 

Если бы воздух внутри был холоднее экрана, то экран ещё бы и согревал теплицу. А так - он транжирит то тепло, которое получает от излучения земли и растений и за счёт контакта с воздухом. То есть экран передаёт тепло в одну сторону - наружу (естественно, мы говорим о ночном времени). Если не принимать во внимание ту часть тепла, которая передаётся ему за счёт конвекции и диффузии от воздуха, то интенсивность этого процесса определяется как раз его свойствами - поглощательной (излучательной) и отражательной способностями. Если бы он вообще не поглощал, а полностью отражал бы всю энергию, то теплопередачи наружу бы вовсе не было, однако в природе не бывает 100% белых или зеркальных тел, как и абсолютно чёрных, поэтому часть энергии от нагретой земли экран всё же поглощает, а затем излучает - часть внутрь, а часть - наружу.
Что касается воздуха, то воздух и днём холоднее почвы, а если не так, то скажите, от чего он нагрелся?
И не факт что вариант когда экран снаружи будет работать хуже, чем когда он изнутри, ведь в этом случае экран будет отражать энергию в той же пропорции, что и внутри, только поток энергии, попадающий на него после слоя теплоизолятора, будет намного слабее. Это надо считать. к тому же добавлю, что теплоизоляция не гладкая, значит на ней будет собираться вода от дождя, а затем испаряться, унося энергию.

 

Металл не способен удержать тепло, идущее от земли, вследствие своей высокой теплопроводности, поэтому он остывает стремительно до температуры окружающей воздушной среды.
Конечно деревянный или пластиковый каркас для теплицы был бы лучше.

 

Нарисовал новую модель:

Здесь источником тепла является теплый пол с удельной поверхностной мощностью 50 Вт/м2. Стенки по бокам - идеальные изоляторы и ничего наружу не излучают. Теплый пол также вниз не излучает. Одеяло толщиной 10 мм. На улице 0 град., Температура ясного ночного неба -20.
1. Без фольги
Средняя температура воздуха внутри +10
Температура верхней поверхности одеяла -3
Температура нижней поверхности одеяла +5
Тепло через воздушный промежуток передается излучением 38 Вт
и конвекцией 12 Вт
2. Фольга снизу
+20
-3
+5
10 Вт
40 Вт
3. Фольга сверху
+30
+13
+26
40 Вт
10 Вт
4. Фольга с двух сторон
+40
+13
+26
10 Вт
40 Вт
Когда фольга снизу, утеплитель значительно холоднее и греет хуже. Надо сказать, что в пасмурную и ветреную погоду эффект фольги будет заметен меньше.

 

Значит есть смысл потратиться на тип Б с двумя фольговыми слоями!

 

Непонял только почему неизменен тепловой поток, невзирая ни на какие факторы!

 

По аналогии, в электронике есть источники напряжения, а есть источники тока. Обогреватель мощностью 50 Вт создает тепловой поток, равный 50 Вт, а падение температуры зависит от теплового сопротивления одеяла.