Lämpösäteily - sälekaihtimien väri
Joakim Majander
askaruttaa värivalinnan vaikutus asunnon lämpötilaan, joka on suuri
ongelma aurinkoisina päivinä. Asunnon eteläsivusta ~50 % on ikkunaa.
Nykyiset kaihtimet ovat kiiltävät melko tummat harmaanruskeat.
Pahimmillaan ikkunaa ei oikein voi mennä puolta metriä lähemmäksi,
koska kiinni olevat kaihtimet "grillaavat" tehokkaasti. Ikunan sisempi
lasi tulee pahimmillaan polttavan kuumaksi.
Miten suuri ero on erilaisten maalipintojen absorptiokertoimilla?
Voiko pelkän värin perusteella arvata kertoimen?
Sälekaihtimethan ovat polttomaalattua alumiinia. Värivaihtoehtomme
ovat sama harmaanruskea (värikooodi 717), joka olisi tyylikkäin, ja
mahdollisesti viileämmät kiiltävä valkoinen (005), luonnon valkoinen
(797) ja mattahopea (064 = pelkkä lakka).
Tein lauantai-iltapäivällä hieman mittauksia. Laitoin 15 cm näytepalat
pystyyn ikkunalasia vasten. Ikkunalasi oli 32-34 asteinen. Täysin
musta näytesäle oli selkeästi kuumin (ehkä 2 C yli ikkunalasin),
harmaanruskea oli seuraavana ja kahden valkoisen ja hopean välille oli
aika vaikea saada eroa. Harmaanruskean ja muun kolmen vaihtoehdon
välinen ero oli 0,5-1 C. Viileimmät olivat hyvin lähellä lasin
lämpötilaa. Mittaustilanne ei tietysti ollut mitenkään optimaalinen
(johtuminen lasista, konvektio sisälle, koskettaminen lämpöanturilla,
vaihteleva auringonpaiste, tuuli jne.).
Joakim
Petri Sane
sisälle laitettiin lämmintä vettä ja sitten tölkki asetettiin jonkinlaisen
anturin eteen.
Metallinväriseksi hiottu (kaikki maalaukset poistettu siis) tölkki säteili
vähiten ja muistaakseni musta tölkki eniten.
Anna Krokfors
> Olemme uusimassa koko asuntomme sälekaihtimet. Fyysikkona mieltä
> askaruttaa värivalinnan vaikutus asunnon lämpötilaan, joka on suuri
> ongelma aurinkoisina päivinä. Asunnon eteläsivusta ~50 % on ikkunaa.
Vuoratkaa koko ikkuna ns. space blanketilla. Okei, ehkä ei niin
tyylikästä, ja ulkoapäin asunto näyttää hampunkasvattamolta, mutta on se
viileämpi..
--
Bugsy
Ilkka Karaila
"Joakim Majander" <joakim....@luukku.com> wrote in message
news:65249f13.04062...@posting.google.com...
[...]
> Sälekaihtimethan ovat polttomaalattua alumiinia. Värivaihtoehtomme
> ovat sama harmaanruskea (värikooodi 717), joka olisi tyylikkäin, ja
> mahdollisesti viileämmät kiiltävä valkoinen (005), luonnon valkoinen
> (797) ja mattahopea (064 = pelkkä lakka).
Paras heijastuskerron olisi varmaan sillä mattahopealla, ilman lakkaa.
>
> Tein lauantai-iltapäivällä hieman mittauksia. Laitoin 15 cm näytepalat
> pystyyn ikkunalasia vasten. Ikkunalasi oli 32-34 asteinen. Täysin
> musta näytesäle oli selkeästi kuumin (ehkä 2 C yli ikkunalasin),
> harmaanruskea oli seuraavana ja kahden valkoisen ja hopean välille oli
> aika vaikea saada eroa. Harmaanruskean ja muun kolmen vaihtoehdon
> välinen ero oli 0,5-1 C. Viileimmät olivat hyvin lähellä lasin
> lämpötilaa. Mittaustilanne ei tietysti ollut mitenkään optimaalinen
> (johtuminen lasista, konvektio sisälle, koskettaminen lämpöanturilla,
> vaihteleva auringonpaiste, tuuli jne.).
>
Tuollainen kokeilu on tarkkuudeltaan varsin heikko, kuten jo totesit,
erilaisia häiriötekijöitä on liikaa. Yleensä lämpötilan _tarkka_ mittaaminen
on hyvin vaikeaa. Jollain digitaalimittarill saadaan näytölle 0,1 asteen
resoluutio, mutta parhaimmillaan se edustaa tuntoelimen lämpötilaa, joka
yleensä ei ole sama kuin mitattavan kohteen lämpötila. Tutkin kerran (vuosia
sitten) kaupallisen digitaalinäyttöisen sisä-ulkolämpömittarin tarkkuutta
uittamalla ulkotuntoelintä jääsohjossa. Oli alle asteen virhe, mutta pitkään
pöydällä levänneenä ulko- ja sisälämpötilojen ero oli myös asteen luokkaa.
Olkaa skeptisiä erityisesti erilaisten ulkilmanäyttöjen suhteen. Tääällä
Tampereella on lähellä tosiaan neljä digitaalinäyttöä, joista yksi on
viritetty äyttämään väärin kun sen näytöstä varmaan oli valitettu sen
korkeiden lukemien johdosta.
Syynä oli tietysti tuntoelin auringonpaisteessa.
--
Ilkka Karaila, DrTech.
Senior Research Scientist
What we observe, may be true, but the causes
behind the observation are not always obvious.
Petri Sane
>
> Tuollainen kokeilu on tarkkuudeltaan varsin heikko, kuten jo totesit,
> erilaisia häiriötekijöitä on liikaa. Yleensä lämpötilan _tarkka_
mittaaminen
> on hyvin vaikeaa. Jollain digitaalimittarill saadaan näytölle 0,1 asteen
> resoluutio, mutta parhaimmillaan se edustaa tuntoelimen lämpötilaa, joka
> yleensä ei ole sama kuin mitattavan kohteen lämpötila. Tutkin kerran
(vuosia
> sitten) kaupallisen digitaalinäyttöisen sisä-ulkolämpömittarin tarkkuutta
> uittamalla ulkotuntoelintä jääsohjossa. Oli alle asteen virhe, mutta
pitkään
> pöydällä levänneenä ulko- ja sisälämpötilojen ero oli myös asteen luokkaa.
> Olkaa skeptisiä erityisesti erilaisten ulkilmanäyttöjen suhteen. Tääällä
> Tampereella on lähellä tosiaan neljä digitaalinäyttöä, joista yksi on
> viritetty äyttämään väärin kun sen näytöstä varmaan oli valitettu sen
> korkeiden lukemien johdosta.
> Syynä oli tietysti tuntoelin auringonpaisteessa
Tein tuossa talvella laudatur-työn makuupusseihin liittyvistä asioista ja
siinä tuli leikittyä termoparien kanssa. Näitten resoluutio (Campbell
Scientific Cr23X microloggerin kanssa) näytti olevan sellaista 0,01 astetta
ts. antoivat tuloksia sadasosa-asteen tarkkuudella.
Tällaisen hankkiminen ja ohjelman viritys on tosin hankalaa, mutta tuloksia
sitten kyllä saisi(no mulla on kylläkin tarvittava ohjelma vielä jossain
tallella, siinä vain tarvitsisi muuttaa mittausparametrejä johonkin
kymmenesosasekuntin välein tapahtuvaan mittaukseen).
Tiedä sitten absoluuttisesta tarkkuudesta, mutta ainakin muutosta sillä
pystyisi tarkkailemaan.
Kim Fallström
[ sälekaihtimien värin merkityksestä huoneen lämpenemiselle ]
> Miten suuri ero on erilaisten maalipintojen absorptiokertoimilla?
> Voiko pelkän värin perusteella arvata kertoimen?
Maalatun pinnan emissiokerroin lämpösäteilyn IR-alueella on yleensä
aika lähellä ykköstä. Mattahopean pinnassa oleva lakka vastaa IR
-emission ja -absorption kannalta maalia. Paljas metallipinta
käyttäytyisi aivan toisin (pieni emissiokerroin), josta syystä
lämpökameralla kuvattavat piirilevyt usein lakataan tai maalataan
ennen mittauksia.
Arvaisin, että havaitsemasi ero pintojen lämpötilassa selittyy lähinnä
näkyvän valon absorptiolla. Merkittävät erot näkyvän valon absorptiossa
näkee ihan silmälläkin eli mitä tummempi pinta sen kuumemmaksi se
auringossa lämpenee.
Sälekaihtimen mallikappaleiden lämpötilan mittaus kuullostaa minusta
vallan hyvältä testimenetelmältä, sillä se kertoo kaihtimen absorboimasta
tehosta. Lämpösäteilynä emittoitunut teho maalatusta pinnoista on
kutakuinkin sama väristä riippumatta joten erot huoneen lämpenemisessä
aiheutunevat konvektiosta lasin ja kaihtimen välissä välissä. Tämä taasen
on suoraan naimisissa kaihtimen lämpötilan kanssa.
Kim
Joakim Majander
> Tein tuossa talvella laudatur-työn makuupusseihin liittyvistä asioista ja
> siinä tuli leikittyä termoparien kanssa. Näitten resoluutio (Campbell
> Scientific Cr23X microloggerin kanssa) näytti olevan sellaista 0,01 astetta
> ts. antoivat tuloksia sadasosa-asteen tarkkuudella.
> Tällaisen hankkiminen ja ohjelman viritys on tosin hankalaa, mutta tuloksia
> sitten kyllä saisi(no mulla on kylläkin tarvittava ohjelma vielä jossain
> tallella, siinä vain tarvitsisi muuttaa mittausparametrejä johonkin
> kymmenesosasekuntin välein tapahtuvaan mittaukseen).
> Tiedä sitten absoluuttisesta tarkkuudesta, mutta ainakin muutosta sillä
> pystyisi tarkkailemaan.
Omat mittaukset tein itse tehdyllä SMT-160-30 anturiin
(http://www.spelektroniikka.fi/kuvat/smartec.pdf) perustuvalla
mittarilla. Resoluutio on varsin vakaa 0,01 C, joten helposti näkee,
jos joku kohta on 0,1 C lämpimämpi. Absoluuttinen tarkkuus on sitten
asia erikseen, koska siihen vaikuttaa johtuminen kädestä mittajohdon
kautta, lämpösäteily anturiin jne jne.
Ko. antureita minulla on 6 kpl. Kaikki näyttävät 0,1 C tarkkuudella
samaa.
Joakim
Joakim Majander
> Maalatun pinnan emissiokerroin lämpösäteilyn IR-alueella on yleensä
> aika lähellä ykköstä. Mattahopean pinnassa oleva lakka vastaa IR
> -emission ja -absorption kannalta maalia. Paljas metallipinta
> käyttäytyisi aivan toisin (pieni emissiokerroin), josta syystä
> lämpökameralla kuvattavat piirilevyt usein lakataan tai maalataan
> ennen mittauksia.
OK. Siis kaikki IR-alueella oleva teho tulee väkisin sisälle tai
oikeastaan n. 50 % koko tehosta, jos oletetaan, että pintalämpötilat
säleen molemmilla puolilla ovat samat ja lisäksi säteilypinnat sisällä
ja ulkona ovat samassa lämpötilassa.
>
> Arvaisin, että havaitsemasi ero pintojen lämpötilassa selittyy lähinnä
> näkyvän valon absorptiolla. Merkittävät erot näkyvän valon absorptiossa
> näkee ihan silmälläkin eli mitä tummempi pinta sen kuumemmaksi se
> auringossa lämpenee.
Varmaankin siis absorttio mustalle on ~1 ja valkoiselle/hopealla ~0?
Miten auringosta tuleva teho (reilut 1000 W/m2) sitten jakautuu eri
aallonpituuksille maanpinnalla? Onko siis värillä vaikutusta 10, 50
vai 90% tehosta? Tietoa auringosta:
http://spaceweb.oulu.fi/education/johdatus_avarfys/geokosmo2.pdf
>
> Sälekaihtimen mallikappaleiden lämpötilan mittaus kuullostaa minusta
> vallan hyvältä testimenetelmältä, sillä se kertoo kaihtimen absorboimasta
> tehosta. Lämpösäteilynä emittoitunut teho maalatusta pinnoista on
> kutakuinkin sama väristä riippumatta joten erot huoneen lämpenemisessä
> aiheutunevat konvektiosta lasin ja kaihtimen välissä välissä. Tämä taasen
> on suoraan naimisissa kaihtimen lämpötilan kanssa.
Hallitulla mittauksella pääsee kyllä käsiksi eroihin, mutta
absoluuttiarvoihin ei helposti, koska pitäisi tuntea lämpövuot.
Asunnossamme on n. 15 m2 ikkunaa etelään, joihin aurinko paistaa siis
n. 15 kW teholla. Jos kaihtimet on poissa koko 15 kW lämmittää
asuntoa. Jos kaihtimet on suljettu ja ne absorboivat kaiken energian,
n. 7,5 kW jää asuntoa lämmittämään. Jos vaikkapa 50 % auringon tehosta
olisi näkyvällä alueella ja kaihtimet heijastaisivat sen täysin ulos
teho putoasi n. 4 kW:iin.
Vertailun vuoksi asuntomme lämmittämiseen menee vuosikesiarvona n. 3
kW teho ja pahimmilla pakkasillakin teho jäänee alle 15 kW. Tästä
voinee päätellä, että 1 kW vastaa 3-5 astetta sisälämpötillassa.
Tiputus 7,5->4 kW vastaisi siis yli 10 astetta. Jos tiputus olisikin
vain 7,5->7 kW, värillä ei olisikaan oleellista merkitystä.
Joakim
Ilkka Karaila
"Petri Sane" <etunimi....@helsinki.fi> wrote in message
news:cbpla4$pvg$1...@nyytiset.pp.htv.fi...
>
>
> >
Tuo on oikein.
Termoparilla saa lämpötilaeron mitattua hyvin, mutta absoluuttisen
lämpötilan mittaustarkkuus riippuu kylmän liitoksen kompensoinnin
tarkkuudesta. Se ei ole mikään helppo juttu.
Olen suunnitellut termoelementtiä käyttäviä lämpötilan mittauslähettimiä
teollisuuskäyttöön reilut parikymmentä+ vuotta sitten.
Nuo näytön erottelukyvyt 0,01 astetta ovat todella erotuskykyä, niillä ei
ole paljoa tekemistä todellisten erojen kanssa, sillä termoelementin
herkkyyskertoimellakin (mikrovolttia/aste) on toleranssi ja epävarmuus...
Varmaa on vain tuloksen monotonisuus.
Kohta kesälomille, lomia lukijoille :)
Lassi Hippeläinen
<...>
> Varmaankin siis absorttio mustalle on ~1 ja valkoiselle/hopealla ~0?
> Miten auringosta tuleva teho (reilut 1000 W/m2) sitten jakautuu eri
> aallonpituuksille maanpinnalla? Onko siis värillä vaikutusta 10, 50
> vai 90% tehosta? Tietoa auringosta:
> http://spaceweb.oulu.fi/education/johdatus_avarfys/geokosmo2.pdf
Auringon spektri on melko tarkasti mustan kappaleen spektri 5700 asteen
lämpötilassa. Suurin osa maanpinnalle tulevasta säteilyenergiasta on
näkyvää valoa. Lisää selityksiä: http://www.seloy.fi/rtkortti.html
Kaikkein eniten säteilyä heijastaa kiiltävä pinta, mutta valkoinenkaan
ei ole huono. Erohan on vain siinä, että kiiltävä pinta heijastaa yhteen
suuntaan, mutta valkoinen kaikkiin (Lambert-säteilijä).
<...>
> Asunnossamme on n. 15 m2 ikkunaa etelään, joihin aurinko paistaa siis
> n. 15 kW teholla.
Vain, jos koko 15 m2 on kallistettu aurinkoa kohti, ikkunat seuraavat
auringon liikettä, ja ikkunoissa ei ole räystästä suojana.
> Jos kaihtimet on poissa koko 15 kW lämmittää
> asuntoa. Jos kaihtimet on suljettu ja ne absorboivat kaiken energian,
> n. 7,5 kW jää asuntoa lämmittämään.
Riippuu siitä, miten kaihtimien tuuletus on järjestetty. Jos asunnon
korvausilma otetaan ikkunalasien välistä, kaikki lämpö kulkeutuu
sisälle.
-- Lassi
Joakim Majander
> Auringon spektri on melko tarkasti mustan kappaleen spektri 5700 asteen
> lämpötilassa. Suurin osa maanpinnalle tulevasta säteilyenergiasta on
> näkyvää valoa. Lisää selityksiä: http://www.seloy.fi/rtkortti.html
Kiitos linkista! Näyttäisi silmämääräisesti olevan ~50 % näkyvää
valoa.
>
> Kaikkein eniten säteilyä heijastaa kiiltävä pinta, mutta valkoinenkaan
> ei ole huono. Erohan on vain siinä, että kiiltävä pinta heijastaa yhteen
> suuntaan, mutta valkoinen kaikkiin (Lambert-säteilijä).
Peilimäistä pintaa ei ole vaihtoehtonakaan. Lakattu mattapintainen
alumiini toiminee myös kaikkiin suuntiin heijastavana. Mittaukseni
"vahvistaa" sen, että valkoinen ja lakattu mattapintainen alumiini
toimivat likimäärin samalla tavalla.
>
> <...>
> > Asunnossamme on n. 15 m2 ikkunaa etelään, joihin aurinko paistaa siis
> > n. 15 kW teholla.
>
> Vain, jos koko 15 m2 on kallistettu aurinkoa kohti, ikkunat seuraavat
> auringon liikettä, ja ikkunoissa ei ole räystästä suojana.
Räystäitä ei ole. Säteylyteho kohtisuoraan aurinkoa kohti olevalla
pinnalla on tietääkseeni selkeästi yli 1000 W/m2. Muutamassa paikassa
mitataan aurinkoenergiaa silmälläpitäen säteilytehoa 45 asteen
pystykulmassa etelään suunnatulla pinnalla, jolle teho on ~1000 W/m2
usean tunnin ajan pilvettöminä päivinä. Suomessa ero tuskin on hirveän
suuri pystysuoralle etelään suunnatulle pinnalle, koska aurinko on
melko matalalla. Joka tapauksessa teho on ~10 kW.
>
> > Jos kaihtimet on poissa koko 15 kW lämmittää
> > asuntoa. Jos kaihtimet on suljettu ja ne absorboivat kaiken energian,
> > n. 7,5 kW jää asuntoa lämmittämään.
>
> Riippuu siitä, miten kaihtimien tuuletus on järjestetty. Jos asunnon
> korvausilma otetaan ikkunalasien välistä, kaikki lämpö kulkeutuu
> sisälle.
Tunnut olettavan, että vain konvektiolla olisi merkitystä. Kaihdinhan
on ikkunavälissä, jossa ilma yritetään pitää lähes paikallaan, jotta
se toimisi eristeenä. Asunnossamme on vain painovoimainen tuuletus,
joka tunnetusti toimii kesällä huonosti, koska lämpötilaerosta
aiheutuva paine-ero on olematon.
Jos oletetaan, että kaihdin lämpenee 100 C lämpötilaan ja toimii kuten
musta kappale ja sekä ulkona, että sisällä pinnat ovat 30 asteisia,
säteilee tuo 15 m2 ala n. 9 kW teholla molempiin suuntiin (siis
yhteensä 18 kW). Käytännön havainnot vahvistavat, että sisälasi on jo
polttavan kuuma (pitää mitata helteellä), jolloin kaihdin on vielä
kuumempi eli saattaa hyvinkin olla lähes 100 C. Uskoisin siis lämmön
siirtyvän pääosin säteilemällä kaihtimesta eteenpäin.
Joakim
Lassi Hippeläinen
>
> Lassi Hippeläinen <lassi.hi...@welho.organized.invalid> wrote in message news:<40E1D90D...@welho.organized.invalid>...
> > > Jos kaihtimet on poissa koko 15 kW lämmittää
> > > asuntoa. Jos kaihtimet on suljettu ja ne absorboivat kaiken energian,
> > > n. 7,5 kW jää asuntoa lämmittämään.
> >
> > Riippuu siitä, miten kaihtimien tuuletus on järjestetty. Jos asunnon
> > korvausilma otetaan ikkunalasien välistä, kaikki lämpö kulkeutuu
> > sisälle.
>
> Tunnut olettavan, että vain konvektiolla olisi merkitystä. Kaihdinhan
> on ikkunavälissä, jossa ilma yritetään pitää lähes paikallaan, jotta
> se toimisi eristeenä. Asunnossamme on vain painovoimainen tuuletus,
> joka tunnetusti toimii kesällä huonosti, koska lämpötilaerosta
> aiheutuva paine-ero on olematon.
Siksi aloitinkin "Riippuu siitä, miten..." Monissa nykyisissä taloissa
on tapana, että sisään tuleva ilma otetaaan ikkunoiden välistä, koska
talviaikaan se on "esilämmitettyä" ikkunan lämpövuodon takia. Sitäpaitsi
lämmin ilma kohoaa ylöspäin ikkunoiden välissäkin, joten säleiden
kuumentama ilma tulee sisään omalla voimallaan, vaikka hormissa ei olisi
suurta paine-eroa.
> Jos oletetaan, että kaihdin lämpenee 100 C lämpötilaan ja toimii kuten
> musta kappale ja sekä ulkona, että sisällä pinnat ovat 30 asteisia,
> säteilee tuo 15 m2 ala n. 9 kW teholla molempiin suuntiin (siis
> yhteensä 18 kW). Käytännön havainnot vahvistavat, että sisälasi on jo
> polttavan kuuma (pitää mitata helteellä), jolloin kaihdin on vielä
> kuumempi eli saattaa hyvinkin olla lähes 100 C. Uskoisin siis lämmön
> siirtyvän pääosin säteilemällä kaihtimesta eteenpäin.
Olekto harkinnut tilapäisten kaihtimien tai markiisien asentamista
ulkopuolelle, edes hellepäivien ajaksi? Toinen vaihtoehto on kiiltävä
rullaverho, jonka voi vetää alas tarvittaessa. Muistaakseni ainakin
Scotch on tehnyt sellaisia.
-- Lassi
Janne
Päällystä kaihtimet mylar-metallikalvolla (myös nimellä mylar-hopeakalvo).
Heijastaa 96 %:a säteilystä pois. Parempaa heijastusmateriaalia on vaikea
löytää ja kalvo on kestävää.
optimistx
ikkunan pintaan pistettäviä kalvoja toimistorakennuksissa varsinkin. 3M?
Anna Krokfors
>>
> Miksi kaihtimet? Eikös helpompi pistää ikkunan pintaan? Onhan niitä
> ikkunan pintaan pistettäviä kalvoja toimistorakennuksissa varsinkin. 3M?
No siis suunnilleen tätä tarkoitin sillä space blanketilla, ellei
selvinnyt. Niitä saa ainakin ensiapu- ja erätarvikkeita myyvistä kaupoista?
--
Bugsy
Lauri Uusitalo
No ei sitä ihan umpeen tarvitse laittaa. Eikös tuo space blanket ole
suurin piirtein vain foliota? 3M myy sentään osittain läpinäkyvääkin
kalvoa...
--
Lauri
Lassi Hippeläinen
Nimellä Scotchtint, mutta se liimataan ikkunaan pysyvästi. Talvella voi
olla aika pimeää...
Avaruuslakanalla olen aina ymmärtänyt sellaista aluminoitua muovia, jota
retkeilijät käyttävät. Siitä ei näy läpi mitään.
-- Lassi
SJ
> Avaruuslakanalla olen aina ymmärtänyt sellaista aluminoitua muovia, jota
> retkeilijät käyttävät. Siitä ei näy läpi mitään.
Googlaamalla esim saa selville, että kauppiaat ovat huomanneet
tällaisenkin tarpeen huomioon. Myyvät kaihtimia, joiden tarkoitus
on pitää auringon, ah niin julmasti, säteilemä lämpö pihalla.
Lienevätkö aluminoituja vai mitä.
-Sampsa