Esimerkki. Virittelen itse suunnittelemani aurinkolämpökeräimen kesämökin katolle. Keräin on vanha patteri noin 200 x 60 cm, vahvuus noin 2 cm. Hiekkapuhallan sen ja maalaan mustaksi. Täytän järjestelmän vedellä ja johdan veden kierovesipumpulla kierukkaan, joka lämmittää pesuvettä. Voiko järjestelmä olla täysin umpinainen vai tarviiko laittaa jonkinlainen ylipaineventtiili. Kuinka korkealle moisessa järjestelmässä veden lämpötila voi nousta jos veden kierto ei ole kytketty päälle?
Voiko vesi alkaa kiehua auringon lämmöstä?
AlkaakoVesiKiehuun
26806
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 26
Vanhimmat
Ei kiehu vesi katolla vaikka olisi mustaksi maalattu kattila.
Laita peilejä kohdistamaan auringonvalo, niin sitten kyllä kiehuu.
Eikä varmaan haittaa, jos muutama niistä peileistä heijastaa suoraan kattoa kohden.
Toisin sanoen se on yhtä tarkkaa duunia kuin pärekaton kulottaminen.
Kokemuksesta tiedän, että kun vajaa satametrinen vettä täynnä oleva musta muoviputki oli aurinkoisessa rinteessä, niin hanan avattuani sain ison muovisaavillisen niin lämmintä vettä, että käden pitäminen siinä ei pitkään onnistunut. Siihen riittää hyvinkin jo 60 astetta ja tuskin se ihan sitäkään oli. Ei kiehu, mutta itse väkästäisin pienen ilmatäytteisen paisuntasäiliön paineen tasaamiseksi.
Patteria ei välttämättä kannata maalata mustaksi, koska silloin se luovuttaa veden lämpöenergiaa tehokkaammin harakoille, esim. kun aurinko menee pilveen.
Jäähdytysteknisistä syistä myös nopeasti lentävä SR-71 lentokone maalattiin tummaksi.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71_Blackbird
"Finished aircraft were painted a dark blue, almost black, to increase the emission of internal heat and to act as camouflage against the night sky."
Jos tilanne riippuisi vain säteilystä, niin Stefan-Bolzman antaa 373 K:n mustan kappaleen säteilytehoksi 1097 W/neliömetri, kun auringosta on luvassa maan pinnalla vain n. 1000 W/neliömetri, eli ei kiehu. Toisekseen sitten konvektio jäähdyttää vielä lisää.
Jos haluaisit keittää auringonvalolla, niin sitten edellä mainittujen peilien lisäksi voisi ainakin konvektiota vähentää läpinäkyvällä eristyksellä.
Tehokkaisa aurinkolämpökeräimissä käytetään läpinäkyvää tyhjiöputkea sisällä olevan mustan vesiputken ympärillä.
stefan-bolzman antaa kylläkin vain noin 680 W/m^2, jos ympäristö on 20c
Laskin sen 373 °C:een pinnalle, jolloin siellä sisällä oleva vesi on vaarassa alkaa kiehumaan. Jos lasket 3 K lämpöiselle laajemmalle ympäristölle, niin saat pienen arvon sieltä ympäristöstä, mutta sehän ei tässä ole mitenkään olennainen asia. Ongelma tulee pelkistää auringonsäteilyn ja pinnan väliseksi asiaksi.
"Laskin sen 373 °C:een pinnalle, jolloin siellä sisällä oleva vesi on vaarassa alkaa kiehumaan."
Taitaa normaali-ilmanpaineessa olla enemmän kuin vaarassa.
Sehän vesi on suljetussa tilassa. Riippuen pumpun sijainnista yms. siellä voi olla lievästi poikkeava painekin. Tämä varsinkin putkimaisilla lämmönkerääjillä. Levymäisessä se ulkoilman paine ehkä vaikuttaa enempi.
tuskin siellä mökillä ympäristö on 3K lämpötilassa
Kertoisitko, miten sain arvon 680 W/neliömetri?
Oma taulukkoni antaa 293 K:n lämpötilalle 417,88 W/neliömetri.
Muuten se 3K on laajemman ympäristön lämpötila, mutten usko edes lähiympäristön 293 K lämpötilalla olevan olennaista merkitystä.
säteily 20c ympäristöön 100c mustalta 1 m^2 pinnalta lasketaan kaavalla:
5,67E-8*(373^4 - 293^4) = noin 680 W
ja ei se kerääjän pinta "näe" 3K ulkoavaruutta, vaan sen noin 20c ympäristön
Siinä auringonkokonaissäteilytehossa (enintään 1000 W/m^2) on jo mukana ympäristön hajasäteily. Sitä ei siis pidä mennä laskemaan toiseen kertaan mustan levyn kohdalla.
Jos olisit oikeassa, vesihän kiehuisi reippaasti aurinkoon nähden kohtisuorassa levymäisessä mustatussa patterissa, jossa olisi tausta hyvin lämpöeristetty.
ja oikeassahan minä olen...
Sanoitko aiemmin, että olet kovapäinen?
Laita nyt linkkiä johonkin vedenkeittimeen, joka toimii tuolla tavalla.
Periaatteessa antamillasi luvuilla se kiehuva vesi kehittäisi jonkinverran jo ylipainettakin, että siitä saisi turbiinin tai höyrykoneen pyörimään. Eipä ole näkynyt.
siis tarkoitin, että 1 m^2 musta pinta säteilee lämpöä 20c ympäristöön teholla noin 680 W ja lisäksi tulee vielä konvektio eli jos pintaan osuu auringon säteilyä teholla 1000 W/m^2 ja pinta on 100-asteinen, niin pinnan lämpöhäviöt ovat noin 680 W konvektio....toisin sanoen sen veden lämmittämiseen ei jää tehoa enää oikeastaan lainkaan
Jos tulevaa energiaa on 1000 wattia ja poistuvaa 680 wattia, niin jäähtyykö se vai lämpiääkö se kohde?
energia po. teho
Ei kiehu. Lisäämällä peileillä säteilyn määrää, saat kiehumaan jos se olisi ollut tavoite.
Mustaksi maalaaminen auttaa ja myös pilvisessä säässä musta imee säteilyä pilvenläpi toisin kuin yksi kirjoitti. Yöllä taas käy päin vastoin että patteri jäähtyy enemmän. Vesi kierto seis silloin !
Lasisilla eristetty tila jossa patteri niin toimii vielä tehokkaammin.
Sekin vaikuttaa kuinka korkealla mökki sijaitsee. Jos se on vaikkapa Haltin huipulla, niin vesi kiehuu jo noin 95:ssä asteessa.
Miksi noin monimutkainen ja tehoton systeemi? Miksi ei pesuvesi kiertämään sen patterin kautta? Jos vielä säiliö kreikkalaistyyliin katolle tai vaikka vintille sitä aurinkolämmön keräintä ylemmäksi, niin se toimii vapaakierrolla, etkä tarvitse kiertovesipumppua.
Taitaisi tulla kylmää vettä iltapesulla. :D
Pelle-pelottoman laitos saattaisi toimia ensimmäiseen pakkaseen asti? Kattilakivi voisi olla toinen ongelmaseikka.
KESÄmökki, pönttö. Krekut kusessa kattilakiven kanssa? Pönttö.
Oletko kuullut, ettei pakkanen yllä kesämökeille?
Ei tuossa ole teoriassa muuta kattoa lämpötilalle, kuin patterin saama säteilyteho, joka ei näissä maapallon olosuhteissa kovin korkealle nouse.
Veden lämpötila voi nousta 100C, (ja triljoona kertaa siitä yli, muttei normaaliolosuhteissa).
Mutta mietipä tätä: kumpi tuottaa sinulle suuremman sähkölaskun, se että maksat
sähkölaitokselle lämpimästä vedestä vai se, että hukkaat osan energiasta harakoille entropian muodossa tuolla virityksellä ja silti maksat sähkölaitokselle jäähdytinveden kierrosta