Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Altium Designer Computer Controls
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Kolektor słoneczny - Podstawy teoretyczne

gaz4 11 Feb 2016 18:30 25800 135
  • #121
    gaz4
    Level 33  
    Fajnie zobaczyć na wykresie coś co tyle lat widziałem w cyfrach, dzięki. Gdzieś mi wcięło pomiary jakie robiłem latem ub. roku i mam do dyspozycji tylko stare z tego wątku :( Pierwsze co mi się rzuca w oczy to zaniżenie max. temperatury. Latem wystarczy na krótko zatrzymać pompę, a kolektor błyskawicznie się rozgrzewa. Parę razy omal go nie stopiłem bo zbliżał się do 100 stopni, a w jedym z pierwszych wpisów podałem pomiar stagnacji z lutego. Przy temp. zewnętrznej 1 stopnień 2 h przed zachodem Słońca (wczesniej było zbyt duże ryzyko stopienia poliwęglanu) osiągnął 87 stopni. IMHO w warunkach jakie podałem powinna być nawet 90-cio stopniowa różnica temperatur.

    We wpisie #31 z 10 marca podałem kilka dokładnych pomiarów pracującego kolektora (w/g stacji pogodowej była doskonała pogoda, na kolektor zapewne padało 800 W/m2):

    10.00: 45.1 (318.3K), 28.7, 8.5, Pe= (318.3/64.5)^4=593W/m2
    11.00: 52.0 (325.2K), 31.5, 10.5, Pe=646W/m2
    13.00: 58.7 (331.9K), 36.3, 14, Pe=701W/m2
    14.00: 59.7 (332.9K), 38.4, 14.5, Pe=710W/m2

    Możnaby ich użyć do weryfikacji parametrów, bo chyba trochę je zaniżyłem (stawiam na we bliższy 0.18, ew. nieco wyższy wsp. absorpcji na poziomie 0.85). Jest jeszcze jedno, uparcie używam pobranej z pewnej książki przekształconej wartości stałej Boltzmanna = 64.5 podczas gdy wynosi ona bez mała 64.8. Różnica niewielka lecz widoczna w wynikach, muszę przyzwyczajać się do używania poprawnej. Nie wiem jakiego wzoru używasz w programie, najlepiej stosować inny z b. dokładną wartością. W kalkulatorze jest niewygodny we wpisywaniu:

    Pe=(5.670373*10^−8)*T^4

    Wpadłem na pomysł bardzo dokładnego zmierzenia parametrów kolektora przy pomocy narzędzi jakie posiadasz. Wszystko opiera się na min. 3 pomiarach temperatury stagnacji w różnych temp. otoczenia oraz stałym nasłonecznieniu. Obliczenia opierają się na wzorze:

    U=((Ps*wa)-(we*Pe))/DT

    DT będzie zmierzone, a Pe obliczone na podstawie temperatury stagnacji. Ps powinno mieć stałą wartość przy wszystkich pomiarach, np. 600W/m2 aby w pogodny dzień można było wykoć dwa, przed i po południu (zazwyczaj są wtedy różne temp. otoczenia). Jako wa czyli mówiąc ogólnie sprawność optyczną można wstawić bardzo przyblizoną wartość, np. 0.8. Pod współczynnik emisji we podstawiamy wartości od 0.1 do 0.9 i wykreślamy linię. Po wykonaniu kolejnego pomiaru wykreślamy kolejną linię która powinna przeciąć się z pierwszą. Punkt przecięcia jest w przybliżeniu szukaną wartością we i U. Gdy po trzecim pomiarze wykreśli się kolejną linię przetnie ona dwie pozostałe. Gdyby trzy przecinały się w jednym punkcie oznaczałoby to, że wa zostało prawidłowo oszacowane. Jeżeli nie to modyfikujemy współczynnik wa tak długo aż linie nie przetną się w jednym miejscu. Gdy tak się stanie mamy bardzo dokładnie (IMHO do kilku miejsc po przecinku) wyznaczone wa, we oraz U.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #122
    Sstalone
    Level 30  
    Witam,

    Problem leży w kilku niewiadomych. :D Dzisiaj spróbowałem obliczyć dla swojego kolektora U, przy podanej wcześniej charakterystyce, i może u mnie wahać się od 4,1 do 3,5 W/m2*K*s, wszystko zależy od warstwy powietrza, czy nie ma ruchu, ja obstawiam na to że moje U wynosi 3,5W. Co oznacza, że będę miał mały wzrost sprawności, gdy na "dworze" będzie 40 st. C., a woda będzie miała 20 st. C, czyli DT<0 :D

    Oczywiście przyjąłeś współczynnik absorpcji 0,8, ja przyjąłbym na Twoim miejscu 0,9, ale wcześniej wspominałeś że masz rurki za rzadko :D , gdzieś musisz to upchnąć...

    W modelu używam dokładnej stałej Boltzmana, to nie tu leży problem, ale w dokładności pozostałych parametrów, nasłonecznienie może się wahać a Ty bez miernika tego nie zauważysz... To że 30km dalej wynosiło 850W, nie oznacza że w Twoim miejscu jest tyle samo, może było 870W, albo 900W. Oczywiście mając model, można poprzez symulację i poszukiwanie określonej wartości znaleźć inne wartości...

    Pozdrawiam
  • #123
    gaz4
    Level 33  
    Zdaję sobie sprawę, że współczynnik absorpcji jaki przyjąłem wydaje się niski ale z poliwęglanem komorowym wysoko nie podskoczę. W/g specyfikacji wsp. przenikania światła wynosi 0.83, do tego dochodzi warstwa absorpcyjna ktora nie jest czarna lecz ciemnoszara. Wątpię aby razem było >0.75. U dla poliwęglanu wynosi 3.8 W/K*m2, pod spodem mam ekwiwalent ok. 10 cm wełny więc całość powinna mieć ok. 5-ciu. Jednak próby pokazują, że raczej jest to ok. 4-rech. Problemy z oszacowaniem promieniowania próbowałem rozwiązać robiąc miernik z PV ale w pewnym momencie mi się rozkalibrował. Z tego powodu stosuje prostą zasadę, że jak już uwzględniam promieniowanie to przy idealnie czystym niebie gdzie pomiar 50 czy 100 km dalej daje identyczny wynik. Szkoda, że poliwęglan jest tak wrażliwy na temp. bo chętnie zrobiłbym 3 pomiary stagnacji żeby dokładnie określić współczynnik absorpcji. Wszystko wskazuje na to, że jest on bardzo dobry co z dużym prawdopodobieństwem wynika z pochłaniania przez poliwęglan IR w pasmie emitowanym przez kolektor. Szyby nie sa tak skuteczne, ale za to odporne na temperaturę więc stagnacja jest najprostszą metodą ustalenie parametrów.

    W wątku o budowie kolektora ktoś się chwalił odwróconym kierunkiem przepływu ciepła wczesną wiosną gdy powietrze było cieplejsze od wody. Sprawność >100%, fajnie mieć coś takiego ;) O ile współczynnik emisji jest trudny do podrasowania to U można podciągnąć prostymi sztuczkami jak chociażby regulacją odstępu szyba - kolektor. Jednak aby nie działać po omacku trzeba znać dokładne parametry, a nie tylko szacowane. IMHO przy pomocy 3-ch pomiarów da sie ustalić je na tyle dokładnie, że spokojnie można udoskonalać kolektor i na bieżąco sprawdzać efekty. Inna prostą modyfikacją może być wstawienie do kolektora elementów utrudniających ruch powietrza wewnątrz. Mam też trochę zwariowany pomysł na zmniejszenie strat emisji IR ale nie da się go zweryfikować bez dokładnych danych.

    Mam jeszcze jedną prośbę o wyznaczenie charakterystyki przy nieco innych danych:

    we = 0.18
    U = 3.9
    wa = 0.85
    przenikanie szyby = 0.83
    temp. zewn. 1 stopień
    promieniowanie słoneczne 495 W/m2

    Są to warunki z pomiaru w stagnacji oisanej na poczatku tematu gdy miernik promieniowania był jeszcze w miarę wiarygodny. Wtedy wyliczyłem we=0.11 lecz zawyżyłem sprawnośc optyczną.
    Drugi wykres dla kolejnego historycznego pomiaru w/w parametrami ale z temp. zewnętrzną -8 stopni i nasłonecznieniem 530 W/m2. W obu wypadkach kolektor rozgrzał mi się do 87. To jedyne pomiary stagnacji jakie posiadam i bez dużego mrozu innych z poliwęglanem nie zrobię bo może się stopić.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #124
    Sstalone
    Level 30  
    Witam,

    kolego gaz4, twoje U może wynosić 3W/m2*K*s, przy tych danych które podałeś, wszystko zależy jaką masz wymianę powietrza, moje zmierzone przenikanie przez szybę wynosi 0,8 więc to już nie jest niewiadoma dla mnie. Poza tym musisz brać pod uwagę kąt padania promieni bo 850 w stacji to nie oznacza 850 dla kolektora.
    Więc tą wartość powinno się skorygować podstawiając do modelu. Ja np. mierzę promieniowanie zgodnie z kątem nachylenia kolektorów.

    Właśnie obniżyłem DT między kolektorem a bojlerem z 6 do 2 stopni dla wyłączenia pompy. Czy to podniesie sprawność? :D

    Pozdrawiam
  • #125
    gaz4
    Level 33  
    Witam

    Przed chwilą ponownie liczyłem historyczne dane i możesz mieć rację co do U. Jeżeli dobrze zmierzyłem moc słoneczną (kąt padania uwzględniam) to przy wa=0.7 i we=0.1 U byłoby w okolicy 3, a dla we=0.18 wynosiloby 2 W/K*m2. Szkoda, że poliwęglan jest taki wrażliwy, a stare dane nie są zbyt wiarygodne... Co prawda sprawdzałem wyniki pomiarów ze stacji pogodowych i po uwzgl. kąta padania przynajmniej pomiar z 21 stycznia 2014 mogę uznać za poprawny, na kolektor padało ok. 530 W/m2. Czyli mój problem z obliczeniami to najprawdopodobniej znacznie zaniżone U oraz pierwsze próby przy zawyżonym wsp. absorpcji. Tak czy siak wychodzi mi, że przyjęcie współczynnika emisji na poziomie 0.2 jest chyba jedynym trafionym parametrem, chociaż bachus1 nie mógł uwierzyć w taki wynik :) Poliwęglan ma przynajmniej tę zaletę, że powstrzymuje uciekającą podczerwień.

    Prośbę o charakterystykę na razie wycofuję - nie pokaże mi nic wiarygodnego bez porządnego skorygowania obliczeń. Rozrzut U od 2 z ostatnich prob do 4 to trochę za dużo...
  • #126
    Sstalone
    Level 30  
    Witam,

    kolego gaz4, nie sądzę żeby Twoje U wynosiło 2, obstawiam że będzie to 3, jednak mam wątpliwości co do pomiaru nasłonecznienia, i nie dziwię się koledze bachusowi1, że nie mógł uwierzyć osiągom Twojego kolektora, co możesz zaobserwować w załączniku, kiedy Twój kolektor osiągałby DT95 przy To-8. Rzeczywiście niemożliwe będzie dojście do temperatury stagnacji przy takich parametrach, musiałbyś pomiary wykonywać w czasie srogich mrozów. :D

    Pozdrawiam
  • #127
    gaz4
    Level 33  
    Rzeczywiście jeden obraz wart jest tysiąc słów. Jak zobaczyłem wykres to nie ma żadnych wątpliwości, że było coś nie tak z pomiarami. Pewne są dwa: maksymalnej temperatury stagnacji i otoczenia. Ponieważ dane katalogowe pokazują przepuszczalność dla światła na poziomie 0.83 to nie ma żadnych szans by "sprawnośc optyczna" była większa od 0.8. Pozostaje źle oszacowane U oraz błędy w pomiarze nasłonecznienia. Dopiero teraz uświadomiłem sobie co jeszcze mogło byc nie tak. Kolektor stoi na krańcu blaszanego dachu o małym pochyleniu. Przy niskiej pozycji Słońca mógł on zadziałać jak lustro i spotęgować moc docierająca do kolektora. Ten efekt może wystapić tylko gdy Słońce jest b. nisko nad horyzontem, bo później odbite od blachy promienie "przestrzeliwują" go od góry. W drugiej połowie lutego pewnie nie wystapi bo Słońce jest za wysoko. Analizując sprawę jeszcze raz dochodze do wniosku, że na kolektorze mogło być nawet 700 W/m2. Gdy uwzględni się możliwą złą kalibrację mojego PV użytego do pomiaru mocy promieniowania to bardzo prawdopodobne było nawet 600W bez udziału blachy. Licząc w/w dla DT=95 stopni przy 700 W/m2 i wa=0.7 oraz we=0.18 uzyskałem U=3.3 co jest bardziej prawdopodobne niż 2 :) Jakby nie było poliwęglan dał mi współczynnik emisji na poziomie 0.2, jaki masz przy szkle i z czego jest powłoka absorpcyjna?
  • #128
    Sstalone
    Level 30  
    Witam,

    gaz4 wrote:
    Rzeczywiście jeden obraz wart jest tysiąc słów. Jak zobaczyłem wykres to nie ma żadnych wątpliwości, że było coś nie tak z pomiarami. Pewne są dwa: maksymalnej temperatury stagnacji i otoczenia. Ponieważ dane katalogowe pokazują przepuszczalność dla światła na poziomie 0.83 to nie ma żadnych szans by "sprawnośc optyczna" była większa od 0.8. Pozostaje źle oszacowane U oraz błędy w pomiarze nasłonecznienia. Dopiero teraz uświadomiłem sobie co jeszcze mogło byc nie tak. Kolektor stoi na krańcu blaszanego dachu o małym pochyleniu. Przy niskiej pozycji Słońca mógł on zadziałać jak lustro i spotęgować moc docierająca do kolektora. Ten efekt może wystapić tylko gdy Słońce jest b. nisko nad horyzontem, bo później odbite od blachy promienie "przestrzeliwują" go od góry. W drugiej połowie lutego pewnie nie wystapi bo Słońce jest za wysoko. Analizując sprawę jeszcze raz dochodze do wniosku, że na kolektorze mogło być nawet 700 W/m2. Gdy uwzględni się możliwą złą kalibrację mojego PV użytego do pomiaru mocy promieniowania to bardzo prawdopodobne było nawet 600W bez udziału blachy. Licząc w/w dla DT=95 stopni przy 700 W/m2 i wa=0.7 oraz we=0.18 uzyskałem U=3.3 co jest bardziej prawdopodobne niż 2 :) Jakby nie było poliwęglan dał mi współczynnik emisji na poziomie 0.2, jaki masz przy szkle i z czego jest powłoka absorpcyjna?


    Kolego gaz4, ten opis na górze to przykład kompletnie zmiennych warunku eksperymentu. :D Dowiaduje się o nowym patencie na poprawę sprawności kolektorów, tzn. lustro na dachu. Z czego jest ta powłoka? :D Ja dorzucę swój patent, tzn. podniesienie temperatury otoczenia. :D Nie mam swoich wyników, bo czekam na jakieś stabilne warunki nasłonecznienia około godziny 11:40, gdy będzie najmniejsze odbijanie promieni słonecznych i można będzie określić temperaturę stagnacji. A bardziej wiarygodne dane to będą z 7 maja 2016, lub 4 sierpnia 2016 roku, jak nie będzie padać. :D Model jest ok, ale apetyt rośnie w miarę jedzenia, i przydałoby się do modelu wstawić rozkład widma promieniowania podczerwonego w zależności od temperatury absorbera, bo to ma wpływ na jego emisję w określonym zakresie temperatur.

    Ja mam powłokę absorpcyjną z czarnej farby silikonowej (do pieców) malowanej natryskowo mat na blachę ocynkowaną. Tu możesz zobaczyć budowę kolektorów.

    Pozdrawiam
  • #129
    gaz4
    Level 33  
    Warunki eksperymentu z 21 stycznia i 5 lutego były takie same ale pomiary będne :) Robiłem je przy pomocy PV ktora jak się później okazało była fatalnej jakości i traciła moc. Poza tym "drobiazgiem" reszta w dwu pomiarach taka sama, dach z blachy alucynk, wokół pełno śniegu, kąt padania zbliżony (styczeń ok. południa, luty po południu)... Brak możliwości dokładnego ustalenia mocy promieniowania jest największym problemem, a PV ze względu na niestabilność parametrów w czasie słabo się do tego celu nadaje. Co prawda obecnie mam kilkaset W fotowoltaiki która (puk, puk w niemalowane) od dwu lat nie traci mocy ale moge przy jej pomocy najwyżej oszacować nasłonecznienie +-10%. Np. dzisiaj na ich podstawie ustaliłem ok. 100W/m2 mędzy 10-tą i 11-tą i tyle samo było na najbliższej stacji pomiarowej. Przy temp. zewnetrznej +3 stopnie kolektor nagrzał się do +16, a dach nic nie podbije bo rozproszonego nie skieruje na kolektor. Niby wszystko OK i można coś obliczyć ale... nie mam infa o mocy podczerwieni emitowanej przez atmosferę. Przy b. dużej wilgotności jest na tyle znacząca , że mocno zafałszuje wszelkie obliczenia nawet gdybym miał profesjonalny sprzęt do pomiaru nasłonecznienia. Dlatego jeżeli chce sie coś konkretnego ustalić to albo należy dłuuuuugo czekać na w miare stabilne wyniki albo robić pomiary tylko w samo południe gdy miernik promieniowania pokazuje 800 W/m2 +-50 W/m2. Ew. uparcie szukać sposobu na wyeliminowanie błędów pomiarowych co trochę nieudolnie usiłuję tu czynić, taka jest rzeczywistość konstruktora-amatora :D

    Moim zdaniem Twój model bardzo dobrze robi to co powinien. Clou problemu tkwi w zebraniu odpowiednich danych i polecam zastanowienie się nad moją poprzednią propozycją z trzema pomiarami temp. stagnacji przy stałej mocy promieniowania ale różnych temp. zewnętrznych. Co jak co ale temp. stagnacji jest najmniej podatna na wszelkiego rodzaju zafałszowania pomiarowe. Gdy pod współczynnik emisji podstawi się różne wartości od 0.1 do 0.9 to otrzymamy krzywą z U dla danej róznicy temp. i we. Trzy krzywe muszą przeciąć się w jednym miejscu dając tym samym w punkcie przecięcia wszystkie szukane parametry. Jedyne co trzeba posiadać to dwa dobrze skalibrowane i odpowiednio rozmieszczone termometry (otoczenie i absorber) oraz miernik promieniowania słonecznego. Reszta to "robota fizyczna" jak mawial mój matematyk gdy do rozwiązania zadania wtystarczyło tylko zrobić proste operacje matematyczne.

    Rozkład widma IR ma kluczowe znaczenie gdy zna się widmo absorpcji szyby. W przeciwnym wypadku należy po prostu emisję IR absorbera i pochłanianie przez szybę potraktować jako jeden parametr niezależny od temperatury. Dla osób śledzących temat podam przy okazji wzór na maksimum gęstości energii dla promieniowania podczerwonego w zależności od temp. absorbera:

    λ=2900/T, temp. absorbera w kelwinach a wynik w µm.

    Przy okazji link do tekstu traktującego o efekcie cieplarnianym w bardzo przystępny sposób wyjaśniającego czym jest podczerwień, jej widmo oraz jakie substancje w jakim zakresie ją pochłaniają. Te informacje mogą być pomocne w udoskonalaniu kolektorów:

    http://ekotest.republika.pl/Efekt%20cieplarni...0-%20krytyka%20i%20dyskusja%20strona%201.html
  • #130
    Sstalone
    Level 30  
    Witam,

    kolego gaz4, a jak wyjaśnisz mi taką sytuację, że temperatura w kolektorze w bezchmurną noc jest niższa o 1 stopień, a dokładnie trochę ponad 0,5 stopnia, aniżeli otoczenia. I jak to jest u Ciebie? Ciekawy jestem, jak to jest w kolektorach fabrycznych?
    Z tego co wyczytałem, to szkło słabo przepuszcza fale powyżej 4000 nm, a promieniowanie ciał w temperaturze pokojowej to głównie powyżej 8000 nm. Czyli więcej wychodzi, niż wchodzi do kolektora, i w jaki sposób ustala się stan równowagi?

    Tekst z linku super, ale pod spodem napisano, że może zniknąć (patrz regulamin forum). :D
    Po tym tekście zacząłem się zastanawiać, czy poprzez swoje kolektory słoneczne nie powoduje efektu cieplarnianego... :D, no bo magazynuję energię, a ona rozprasza się w późniejszym czasie w postaci promieniowania podczerwonego. :crazyeyes: Tylko czekać, kiedy zabronią nam montowania kolektorów. Druga sprawa, to można wprowadzić przepisy nakazujące malowanie dachów farbami z odpowiednim współczynnikiem odbicia, żeby w mieście nie rosła temperatura w związku z zagrożeniem smogiem. Wtedy konstruktor-amator nie będzie miał nawet czym pomalować i podrasować swojego grzejnikowca. :shocked!:

    Pozdrawiam
  • #131
    gaz4
    Level 33  
    W bezchmurną noc promieniowanie podczerwone atmosfery docierające do absorbera jest bliskie zeru. Z kolei kolektor o dużym współczynniku emisji wytraca poprzez IR bardzo dużo energii. Szybkość z jaką ciepło z otoczenia dociera do absorbera jest ograniczona izolacją termiczną. W efekcie dochodzi do sytuacji gdy równowaga pomiędzy emisją i absorpcją ustanawia sie na nieco niższej temp. niż otoczenia, aż do zjawiska "przymrozku radiacyjnego" włącznie. Nigdy nie sprawdzałem dokładnie temperatury nocą więc nie wiem jak to u mnie wygląda. Ponieważ mam b. małą emisję IR podejrzewam słabo dostrzegalny efekt. W jednym z wpisów podałem inną sytuację gdy kolektor nocą (ok. 23-ciej) miał temp. aż o 10 stopni wiekszą niż otoczenie. Z całą pewnością wynikało to z wysokiej emisji IR przez atmosferę wyłapanej przez absorber, warunki były sprzyjające czyli wysoka temperatura i wilgotność.

    Tekst z linku po praz pierwszy przeczytałem kilka lat temu, na szczęście wisi do dzisiaj i bardzo dobrze :) Trudno znaleźć coś co w równie prosty sposób wyjaśnia tak skomplikowane zjawisko jakim jest absorpcja i emisja promieniowania. Z tego co wiem szkło przepuszcza IR w różnym stopniu w różnych pasmach w zależności od dodatków, gdzieś nawet podlinkowałem to co udało mi sie w tym temacie znaleźć. Jeżeli chodzi o wpływ czarnych kolektorów na efekt cieplarniany to sprawa jest złożona. Z jednaj strony przechwycenie energii słonecznej i jej uwięzienie w bojlerze go osłabia bo IR wypromieniowane na zewnątrz jest bardzo małe. Z drugiej gdy zużyjemy wodę ciepło zostanie uwolnione więc emisja IR wanny czy do czego ją tam wlejemy nieco wzrośnie,a para wodna w łazience wyłapie je skuteczniej niż CO2 w atmosferze. Można tak w niskończoność, raz in plus, innym razem in minus. Ale nie przejmowałbym się tym, bo "zieloni" prędzej czy później będą musieli sie doedukować i wreszcie "dojrzeć". Ekologia to nauka o b. skomplikowanych zależnościach w środowisku a nie tylko ochrona roślinek i zwierzątek oraz wymiana normalnych, tanich w produkcji żarówek na energooszczędne. Ostatnie jest ciekawe w kontekście "walki ze smogiem" i zakazu używania paliw stałych. Zmusza się ludzi do używania drogich żarówek energooszczędnych i jednocześnie wprowadza przepisy które ich zmuszą do używania prądu jako źródła ciepła. Można się pogubić o co tym "zielonym" chodzi - zamiana prądu na cieplo w żarówce jest zła, a w grzejniku dobra? I jak tu odróznić ekologiczne ogrzewanie prądem od nieekologicznego :D
  • #132
    gaz4
    Level 33  
    W sobotę kolejny raz zaobserwowałem ciekawe zjawisko jakie wcześniej opisałem pod koniec postu #104. Otóż po 22-giej na kolektorze było 38.4 stopnia podczas gdy temp. na zewnątrz wynosiła 18.5 stopnia. Aż 20 stopniowa różnica temp. w ciemną noc jest niezwykła i postanowiłem pobadać zachowanie kolektora. Włączyłem ręcznie pompę i wychłodziłem kolektor do 32 stopni (więcej nie mogłem bo po słonecznym dniu bojler był na max nabity ciepłem). Po jej wyłączeniu w ciagu minuty temp. kolektora doszła do 37 stopni. Nocą była bardzo duża wilgotność bo zbliżała sie burza, a z tego co pamietam w okolicy 18 stopni występuje max. promieniowania podczerwieni przez atmosferę nasyconą parą wodną. Niestety wkrótce zerwał się silny wiatr i temp. na kolektorze zaczęła szybko spadać więc nie mogłem sprawdzić nic więcej. Jedno jest pewne - nasze kolektory mogą zebrać dodatkowy uzysk gdy na zewnątrz są warunki skutkujące dużym dopływem IR z atmosfery.
  • #133
    Sstalone
    Level 30  
    gaz4 wrote:
    W sobotę kolejny raz zaobserwowałem ciekawe zjawisko jakie wcześniej opisałem pod koniec postu #104. Otóż po 22-giej na kolektorze było 38.4 stopnia podczas gdy temp. na zewnątrz wynosiła 18.5 stopnia. Aż 20 stopniowa różnica temp. w ciemną noc jest niezwykła i postanowiłem pobadać zachowanie kolektora. Włączyłem ręcznie pompę i wychłodziłem kolektor do 32 stopni (więcej nie mogłem bo po słonecznym dniu bojler był na max nabity ciepłem). Po jej wyłączeniu w ciagu minuty temp. kolektora doszła do 37 stopni. Nocą była bardzo duża wilgotność bo zbliżała sie burza, a z tego co pamietam w okolicy 18 stopni występuje max. promieniowania podczerwieni przez atmosferę nasyconą parą wodną. Niestety wkrótce zerwał się silny wiatr i temp. na kolektorze zaczęła szybko spadać więc nie mogłem sprawdzić nic więcej. Jedno jest pewne - nasze kolektory mogą zebrać dodatkowy uzysk gdy na zewnątrz są warunki skutkujące dużym dopływem IR z atmosfery.


    U mnie nic takiego nie zaobserwowałem... a niby jakiej długości byłyby to fale? długie nie przeszłyby przez pokrycie kolektora... Pierwsze, sprawdziłbym szybkość wychładzania kolektora, być może kolektor zaparował i nie oddawał ciepła w takim tempie niż normalnie...
  • #134
    gaz4
    Level 33  
    Wzór na długość fali gdzie występuje max. energii wygląda tak:

    λ=2900/T

    Czyli przy 18.5 maksimum przypada na 10 µm, a dla typowej temp. pracy kolektora (ok. 60 stopni) 8.7 µm. W praktyce oznacza to, że przesłona wypuszczajaca na zewnątrz podczerwień z nagrzanego kolektora powinna wpuszczać do środka podczerwień emitowaną przez atmosferę. Dużo zależy od charakterystyki materiału jakim kryty jest kolektor, ale zarówno on jak i widma emisji nigdy nie są ostre. Rozgrzany kolektor emituje część energii w pasmie 10 µm, a atmosfera w pasmie 8.7 µm. Jak wspomniałem tak silny efekt obserwuję rzadko i tylko wtedy gdy jest duża wilgotność i temp. zewnętrzna nieco poniżej 20 stopni. Znalazłem potwierdzenie znacznego dopływu podczerwierni z atmosfery w książce "Energia słoneczna w służbie człowieka", w 17 stopniach i "typowych warunkach" dopływ promieniowania długofalowego wynosi ok. 200 W/m2. Z całą pewnością nie chodziło o szybkość wychładzania kolektora bo między zachodem Słońca i 22-gą minęło kilka godzin, a różnica temp. kolektor-otoczenie przez ten czas była znacząca. Zresztą uruchomienie pompy miało wyeliminować tę możliwość bo po jej wyłaczeniu kolektor nie miał prawa ponownie się nagrzać.
  • #135
    Sstalone
    Level 30  
    Twój kolektor jest wyjątkowy, jakiś rodzaj pułapki cieplnej... :D ale nadal jestem niedowiarkiem... :D, jakoś nieprzekonująco to wyjaśniłeś... Dlaczego ja nie obserwuje tego przy szkle, a u Ciebie jest poliwęglan, czy to coś zmienia?
  • #136
    gaz4
    Level 33  
    Szkło ma inną charakterystykę przepuszczalności dla podczerwieni, przy czym różne szyby różnie na nią reagują. Jak napisałem ja też obserwuję to wyjątkowo rzadko, musza być spełnione takie warunki:

    1) Noc, gdyż w dzień nawet jakby wystąpiło to i tak nie zauważę
    2) Bardzo duża wilgotność powietrza
    3) Najsilniejszy efekt czyli > 10 stopni różnicy było przy temp. otoczenia ok. 20 stopni. Pamiętam, że po pierwszej tego typu obserwacji chciałem złapać ten efekt i mi się nie udało. Ale wtedy skupiałem się na dużej wilgotności czyli latem tuż przed burzą, a wtedy temp. są bliżej 30 stopni. Nie wiem czy przyczyną jest "dziura" w charakterystyce PC dla pasma emitowanego w 20 stopniach czy może wtedy atmosfera emituje mocniej. W każdym razie 2x zaobserwowałem tak silny efekt przy w/w temp. otoczenia więc to nie jest przypadek.