Измерение теплоотдачи
У меня два помещения:
У основного со всех сторон по 20 см теплоизоляции (пол 3-5см). У прихожей по 10.На потолке столько же. Кроме этого есть две двери тоже по 10 см и окно с двумя стёклами по 6 мм на расстоянии 10-15(??? не измеряла) см.
Через всё эти разнообразные преграды уходит тепло если внутри теплее чем снаружи. Преграды сдерживают отток но с разной эффективностью.
Вообще-то получилось что-то типа хорошо утеплённой палатки и всё это в каком-то смысле продолжение экспериментов отсюда:
http://akostina76.ucoz.ru/publ/4-1-0-9
А такие сооружение полагается греть человеком и свечкой. Пламя свечи очень горячее. У меня даже пробирка треснула когда я привычно начала охлаждать её горячей водой. Кипяток 100 градусов, а огонь свечи у 300. Т.е источник небольшой по размеру зато очень горячий, хотя сколько ватт не знаю. Зато знаю, что почти вся энергия лампочки накаливания уходит на нагрев. Отсюда кстати сразу следует что деятельность борцунов с лампочками большого размера – дурь. Чуть больше ватт на этот свет значит чуть меньше тех же ватт на отопление.
На такое помещение вроде бы надо 200 ватт, т.е один человек и две лампочки по 60 ватт. Честно говоря сомневаюсь, но ещё у меня есть разнообразные нагреватели с написанной на них мощностью. Так что факт теплопотерь можно будет измерить.
Пока при 5 градусах наружи (утром) внутри было 12. И это при том что двери на тот момент были толщиной 5 см, а вентиляционное отверстие, т.е дыра размером с фановую трубу всю ночь была открыта. Источников тепла внутри не было. Только тёплый воздух застрявший в помещении и стенках.
Уравнение теплопроводности – одно из трёх основных уравнений математической физики. Про волновое было тут:
http://akostina76.ucoz.ru/publ/7-1-0-85
Про теплопроводность точно есть тут:
http://akostina76.ucoz.ru/load/2-1-0-256
… но не читала и что там уже не помню. Почти наверняка там есть решение в аналитическом виде (т.е в виде формулы). Это поможет но только отчасти. Дело, например в том, что тёплый воздух поднимается вверх, т.е под потолком теплее всего. Из этого, кстати следует что крыша должна быть толще стенок потому что чем больше разница температур тем больше теплопотери. А ещё из этого следует что решать надо одновременно несколько задач. Отдельно для потолка потому что там теплее чем у низа стенок (другая температура). Отдельно для низа, середины и верха стенок (хотя бы) отдельно для окна и двери. Отдельно для стенки примыкающей к прихожей. Везде будут разные теплопотери потому что разные материалы (сдерживающие теплоотдачу) и разные температуры с разных сторон. У стенки в прихожую внутри температура основного помещения а снаружи вовсе не уличная температура и температура прихожей. Меньше перепад температур – меньше отток через преграду.
А теплоотдача прихожей это теплоотдача через воздух в прихожей и стенку прихожей. Это две разных среды.
Стекла в обычном окне расположены так:
Т.е у тепла три преграды: два стекла и воздух. Повторюсь что три слоя полиэтилена через 5 см неплохо держали тепло за счёт только воздуха.
А вот так выглядит стеклопакет:
Не так конечно. У меня тут совсем беда с масштабом. Но стёкла толще и расположены они совсем близко, т.е воздушная прослойка есть но очень небольшая. А что будет если всё-таки раздвинуть эти стёкла? А если их ещё и три сделать оставив эту толщину?
Это всё можно посчитать и наверное стоит это сделать, разобравшись с этим хотя бы на примере курятника. Что-то на коленке соорудить можно, формальные константы у материалов есть. Интересно сравнить план и факт.
Зачем надо? С курятником уже ничего не сделать. Что получилось то получилось. А вот если делать что-то стеклянное, теплицу например, но неплохо бы это оптимизировать по ценнику. Что стекло что поликарбонат вещи дорогие. И отопление не дёшево. Вот и интересно понять всё тот же банальный полиэтилен в три слоя с воздушной подушкой в качестве теплозащиты не даст ли тот же результат что и стекло? А потому что сделать стенку толщиной в две доски по 15 см – нечего делать и дёшево. Можно комбинированный вариант. Снаружи стекло (всё-таки оно прочное) а внутри где ни ветра ни снега всё тот же полиэтилен. Просто хотелось наконец разобраться в вычислительным инструментом чтобы не гадать а знать точно.
А электросчётчик это очень на будущее. Просто если он работает то можно будет получить факт по этому помещению. А обогревать постоянно помещение чтобы измерить теплоотдачу… это слишком жирно))).
Так что потребуется несколько градусников и их показания:
1] Пол,
2] потолок,
3] Прихожая – середина
4] Улица
Этого, скорее всего, достаточно.
Если уж совсем примитивно то при разных температурах надо включить разное количество лампочек и посмотреть при каком количестве ватт внутренняя температура остаётся заданной постоянной. Это будет теплоотдача через все преграды от уличного минуса до внутренних плюс 20 например.
Или включить любое количество ватт обогрева и посмотреть какая температура станет стабильной при таком внутреннем источнике тепла. Теплоотдача зависит от разности температур. Должна быть вроде внутренняя температура при которой отток равен нагреву. Пары часов работы при минус 20, минус 10 и нуле хватит чтобы получить любой из графиков. Дальше хоть прямая по методу наименьших квадратов:
http://akostina76.ucoz.ru/blog/2017-09-07-4399
… которая что-то даст для любой температуры (нужное количество ватт) и любых ватт (температуру, которая будет внутри при этой лампочке и какой-то наружной температуре).
|