Ahjuga või ahjuta

[Madis Reivik]

Ilmselt tegu vene küttesüsteemi eripäradega. Õhud-värgid ja muu jama.
Alumiiniumvärv ei ole kindlasti soojusisolaator ja veelkord, küttevee temperatuur on kiirguslike effektide avaldumiseks liiga madal.

[OLAVI]

Mul on nüüd järg käest, millest jutt käib - pooljuhi jahutamisest või maja kütmisest...?

Aine pinnalt kiirguva ja neelduva energia soojusvahetuse protsesside füüsika on sama ja kuna soojendusseadmete tootjad on oma huvide eest peamiselt väljas ning propageerivad mis neile on parasjagu kasulik, siis peenemad teadusliku lähenemised on teadmistest jäänud tahaplaanile.

Infrapunakiirguse osatähtsuse uurimine eluhoonete küttes on alles viimaste aastate uurimisteema ja seotud hoonete energiatõhususe tõstmisega ning varemalt pole seda seepärast ka koolides küttesüsteemide teemas oluliselt õpetatud.
(Samamoodi kui suitsusauna leiutajad ei teadnud midagi ei aurutõkkest ega hüdroisolatsioonist.
Või nagu eelmise sajandi telekaparandaja ei osanud arvata, et tänapäeval pliidid, soojapumbad, päikseinverterid, autoakulaadijad ja valgustid on impulsstoiteplokidega mis mitmekümneamprilisi ja mitmesuunalisi impulsse elektrivõrku tekitavad.)

Näiteks üks hiljutine uuring reaalsest võrdlemisest.
https://energyload.eu/energiewende/waer ... n-XAor8_O4

Uurimisprojekt IR-Bau
Aastatel 2017–2019 uurisid Konstanzi teadlased infrapunasoojendite eeliseid ja puudusi võrreldes IR-Bau projektis soojuspumbaga kütteseadmetega. Selleks võrdlesid nad omavahel veepõhist põrandakütet, elektrilist põrandakütet ja infrapunakütet. Eesmärgiks oli kõiki komponente arvesse võttes teha kindlaks erinevused voolutarbimises reaalses töös. Teadlased arvutasid välja ka elutsükli hinnangu ja elutsükli kulud 50 aasta jooksul.

Tehnoloogia areneb vajadusel (stiimuli tekkimisel) väga kiiresti ja me ei oska ette kujutada, et millised lahendused on 10 või 20 aasta pärast kättesaadavad.
(Ma olen näiteks oma käes hoidnud juhitavat soojusenergia salvestit, millesse soojus salvestati aasta varem. Demonstratsiooniks aktiveeriti ca minutiks soojuse vabastamine ja seade toimis.
Vanema tehnoloogiaga pikemaajalise soojuse salvestuse seadmed võimaldasid ka, salvestatud soojust aastaid hiljem vabastada, aga selle protsessi lõpp polnud juhitav ja soojusenergia vabaneb salvesti tühjenemiseni.)

[vanahalb]

Miks alumiiniumvärv soojusisolaator ei ole? Muistsetel aegadel värviti tanklates maapealsed mahutid sellesama värviga üle et neil sisu päikese käes liiga kuumaks ei läheks.
Tänapäeval on samuti tehastes ja sarnastes kohtades kus põlevvedelikega tegemist juba keskkonnaloal nõue et "mahutid heledaks värvitud või termoisoleeritud"
Sellel on samuti meie lauiskraadidel mingi vahe et kas minna suvel õue valge rätiku või musta sonimütsiga ja päikesekiirgus ja keskkütteradika vesi on merepinna ikka enam-vähem sama temperatuuriga.

Kui panna siinmail suvel päikesepaistelisse kohta üks seest tühi must kuubik ja mõõta selle sisetemparatuuri saab võib-olla +50-60 kraadi. Ma panin käe praegult kodus vastu keskkütteradiaatorit ja ega seda väga kaua seal hoida ei tahaks. Tähendab et sarvikud hoiavad trassis vett kuskil 50 kraadi juures sest seda kannatab käsi veel enam-vähem. Kui värvida sama kuubik valgeks siis niipalju välja ei anna. Selsamal põhjusel eelistavad Araabia naftasheigid valgeid Landcruisereid ja Soome kalevipojad mustasid - et sees oleks temperatuur rohkem kontimööda.
Aga nüüd kujuta ette et päike või ükskõik mis muu soojusallikas on kodus radiaatori sees ja see tühi kuubik on tuba. Selles plaanis on toa kõik seinad sama värvi kui radiaator ja läbi musta seina soojeneb tuba (või kuubik) edukamalt.

[OLAVI]

Ilmselt tegu vene küttesüsteemi eripäradega. Õhud-värgid ja muu jama.
Alumiiniumvärv ei ole kindlasti soojusisolaator ja veelkord, küttevee temperatuur on kiirguslike effektide avaldumiseks liiga madal.

Mine räägi sellist kiirgusejuttu katlamajade valmistajatele ja omanikele, nemad rumalad värvivad just keskküttekatlad ja katlamajade kuumad pinnad hõbevärviga üle soojuskadude vähendamiseks ja katlamaja ruumi temperatuuri alandamiseks.

[OLAVI]

Raskes malmpotis liha tegemine suures ahjus on tegelikult imelihtne. Pott ise peab olema emailitud, suuremad potid on lollikindlamad

Ei pea olema ilmtingimata emailitud. Mustast - emailimata - malmist pott on sama hea.

Peekoni kuumtöötluseks on mustast malmist pott parem kui valge email, sest infrapuna kiirgus läbib pekikihi ja soojendab liha selle all ning pekk ei kõrbe niiväga ära.

(Eestikeelne "peekon" on läbikasvanud küljetükk https://www.toiduliit.ee/sealiha/peekon.html aga Ingliskeelne "bacon" on teatud tüüpi soolaga kuivatatud sealiha, tavaliselt "nisadega kõhunahk" https://en.wikipedia.org/wiki/Bacon , millel Eesti peekoniga on vähe ühist.)

[Madis Reivik]

Olavi, ma räägin praegu 60 kraadisest keskkütteradikast. Mitte pooljuhtidest, mitte katlamajadest. (btw, ma ei ole üheski katlamajas näinud aluvärviga ülevõõbatud pindasid..)

60 kraadine (või 50 kraadine) keskkütteradikas.

Ära topi siia suvalisi linke infrapunale jms juttu.

[Madis Reivik]

Miks alumiiniumvärv soojusisolaator ei ole? Muistsetel aegadel värviti tanklates maapealsed mahutid sellesama värviga üle et neil sisu päikese käes liiga kuumaks ei läheks.
Tänapäeval on samuti tehastes ja sarnastes kohtades kus põlevvedelikega tegemist juba keskkonnaloal nõue et "mahutid heledaks värvitud või termoisoleeritud"
Sellel on samuti meie lauiskraadidel mingi vahe et kas minna suvel õue valge rätiku või musta sonimütsiga ja päikesekiirgus ja keskkütteradika vesi on merepinna ikka enam-vähem sama temperatuuriga.

Kui panna siinmail suvel päikesepaistelisse kohta üks seest tühi must kuubik ja mõõta selle sisetemparatuuri saab võib-olla +50-60 kraadi. Ma panin käe praegult kodus vastu keskkütteradiaatorit ja ega seda väga kaua seal hoida ei tahaks. Tähendab et sarvikud hoiavad trassis vett kuskil 50 kraadi juures sest seda kannatab käsi veel enam-vähem. Kui värvida sama kuubik valgeks siis niipalju välja ei anna. Selsamal põhjusel eelistavad Araabia naftasheigid valgeid Landcruisereid ja Soome kalevipojad mustasid - et sees oleks temperatuur rohkem kontimööda.
Aga nüüd kujuta ette et päike või ükskõik mis muu soojusallikas on kodus radiaatori sees ja see tühi kuubik on tuba. Selles plaanis on toa kõik seinad sama värvi kui radiaator ja läbi musta seina soojeneb tuba (või kuubik) edukamalt.

Vanahalb, mahuti värvitakse aluvärviga et see peegeldaks tagasi PÄIKESEKIIRGUST. Mille temperatuur vastab 5500K (peast kirjutan). See ei ole kuidagi seotud 60'C keskkütteradikaga. Keskkütteradika temp ei ole 5500K.

[vanahalb]

Vanahalb, mahuti värvitakse aluvärviga et see peegeldaks tagasi PÄIKESEKIIRGUST. Mille temperatuur vastab 5500K (peast kirjutan). See ei ole kuidagi seotud 60'C keskkütteradikaga. Keskkütteradika temp ei ole 5500K.

Mhjah, mu arvutuses tundub olema tõesti põhimõtteline viga. Päikese ja küünla ja ahju jms puhul kantakse soojust üle elektromagnetilise kiirgusega. Soojuskiirgus. Seal on pindade värv ja tagasipeegeldamisvõime olulised. Katlamaja sees ja mitte otsese päikesevalguse käes võib samuti olla mingi mahuti või muidu pind mis on heledaks värvitud eesmärgiga vähendada katla poolt tuleva kiirguse mõju.
Keskkütteradikal on soojusülekandeks konvektsioon vedelikult metallile. Sealt edasi juba soojuskiirgusena toasolijatele. Kas ise soojust kiirgav (mitte vastu võttev) keha on sama temperatuuri juures must või valge ei tundu tähtsust omavat. 5500 K must päike annab sama palju soojust kui kollanegi. Maad valgustav Päike võib mõnes teises spektris nägijale ollagi must aga sama soe.

Oot, ma panen esialgu relaka ja pintsli kappi tagasi

[paalberg]

Värvimata plekist ahju kesta võid küll kohe mustaks ära värvida. Ega siis inimesed muidu oma plekkahjusid mustaks ei tavatsenud värvida, sellel pidi ikka mingi laiem tagamõte ka olema. Ma olen ise ka viimased 25 aastat talviti ikka nii üle päeva plekkahju kütnud. Esimestel aastatel oli ahjukest värvimata ja ahi eriti soojust ei kiirganud aga nii kui sai ahjul kest mustaks värvitud hakkas ahi kohe soojust kiirgama ja ikka korralikult kiirgas, siiamaani kiirgab.

Tumedate või tuhmide pindadega kehadel, erinevalt heledatest ja läikivatest kehadest on suur kiirguse neelamise (absorbsiooni) võime. Heledad ja läikivad kehad peegeldavad neile langevat soojuskiirgust.

Vastavalt Stefan-Boltzmanni seadusele, on see, kui kiiresti keha oma energiat kiirguse abil ära annab st. kui intensiivselt keha kiirgab. Stefan-Boltzmanni konstant ja võrdetegur e on keha kiirgustegur, arvuliselt vahemikus 0-st 1-ni. e iseloomustab keha materjali. Kui keha on musta värvi siis ta kiirgab soojust väga intensiivselt ning e on lähedane ühele. Läikiva pinnaga kehadel on e ligikaudu 0, nende kehade soojuskiirgus on praktiliselt olematu. Nii on tegelikult ka soojuskiirguse neelamisega, tumedad kehad neelavad soojust väga hästi ning läikivad äärmiselt halvasti. Juhul kui e=1, siis on tegemist nn. absoluutselt musta kehaga.

Absoluutselt must keha ehk mustkiirgur on selline keha, mis neelab kogu talle pealelangeva elektromagnetkiirguse. Kui mustkiirgur on temperatuuril, mis pole võrdne absoluutse nulliga, kiirgab ta ka ise soojuskiirgust (nagu kõik kehad).

[vanahalb]

Stefan-Bolzmanni konstant? Siin peab siis natuke mõtisklema ja pintslit ma veel liiga kaugele āra ei viinud.

Niimoodi esmapilgul oleks seletus mustadele ahjudele see et mingit teist tooni kuumakindlat värvi tööstus ei tootnudki. Tuleb meelde et kui Henry Ford käivitas autode konveiertootmise olevat ta luulelisel öelnud et kui Ford siis peab ta olema must. Pragmaatilisem seletus oli et must oli tollal ainuke värv mida sai konveieril ahjus kuivatada ja mingit teist värvi autosid toona niisuguses tempos valmistada ei saanudki.

Oluline küsimus on nüüd et millal Stefan-Bolzmanni seadus avastati ja kas musta ahjuvärvi hakati tootma seda silmas pidades. Või tingis sellise tooni mingi tehnoloogiline küsimus ja Stefan-Bolzmanni konstant on hiljem avaldunud lisaväärtus.

[affa]

... Esimestel aastatel oli ahjukest värvimata ja ahi eriti soojust ei kiirganud aga nii kui sai ahjul kest mustaks värvitud hakkas ahi kohe soojust kiirgama ja ikka korralikult kiirgas, siiamaani kiirgab.

Mina ka mäletan lapsepõlvest, et pottsep käskis ahju üle värvida - hakkab sooja ka andma. Ma veel tookord mõtlesin, et mingi ebausk vms., aga peale ülevärvimist(mustaks, nagu tollajal kombeks, kuigi ma "hõbevärvi" ahje mäletan ka natukene) tõesti andis paremini sooja ja tehnoloogiliselt kõrgelt haritud esivanem mingi selgituse andis ka.
Samas näiteks Dimexi tulekindlad tööriided on musta värvi, kui heledad toonid peegeldaks sooja oluliselt tagasi, oleks pillimiehet kõik luikvalgetes kostüümides.

[Jaanus2]

Soome plekk-kestaga ahjud on ka kollased ja punased. Kütame ahju ära, siibri kinni. Ahi ei ole must ja soojus jääbki ahju sisse? Kui must ahi väljatabki natuke paremini soojust, ei mängi see reaalses elus rolli.

[AndresTy]

Keskkütteradikal on soojusülekandeks konvektsioon vedelikult metallile.

Õige!

Sealt edasi juba soojuskiirgusena toasolijatele.

Vale. Seal toimub samuti soojusvahetus, aga juba metallilt õhule. Kiirguse rolli tähtsus on seal olematu. Veeküttega radiaatori pinna ja õhu vaheline soojusvahetus saab olla kõige efektiivsem, kui see toimub otse - metallilt õhule. Igasugune värvikiht seal vahel on sellele takistuseks, lisaks "silub" värv ära malmradika konarused ja soojusvahetuse radikas-õhk kontaktpind seega väheneb.

[Madis Reivik]

Kiirguslik osakaal sõltub

https://en.wikipedia.org/wiki/Emissivity

Ja kõhutunde vastaselt... selgub et ega värvi värvusel väga tähtsust polegi. Kuid sile metall vs värv - vahe on suur, 10x.

Keskkütteradikas annab enamuse soojusest ära konvektsiooniga, õhk liigub ümber radika, soojeneb, tõuseb, altpoolt külm õhk tuleb peale, soojeneb.

Kui toas on külm siis paned ventika vastu radikat puhuma ja soojusvõimsus kasvab märgatavalt.

Kare pind natuke parandab konvektsiooni, tekivad keerised jms. Kuid puhtuse seisukohalt sile pind on parem, seetõttu ongi uued radikad alumiiniumist ning pulbervärvitud.

[OLAVI]

Kiirguslik osakaal sõltub

https://en.wikipedia.org/wiki/Emissivity

Ja kõhutunde vastaselt... selgub et ega värvi värvusel väga tähtsust polegi. Kuid sile metall vs värv - vahe on suur, 10x.

Keskkütteradikas annab enamuse soojusest ära konvektsiooniga, õhk liigub ümber radika, soojeneb, tõuseb, altpoolt külm õhk tuleb peale, soojeneb. ...

Jõuame juba tõele lähemale.
Loeme:

Täiusliku musta keha pind (kiirgusvõimega 1) kiirgab toatemperatuuril soojuskiirgust kiirusega ligikaudu 448 vatti ruutmeetri kohta (25 °C ,298,15 K );

https://en.wikipedia.org/wiki/Emissivity
Nagu numbrist näha, siis +25C temperatuuril oleva keha pinna soojuskiirgus Wattides polegi nii väike, et tasuks tähelepanuta jätta.
Eluhoone küttesüsteemi peamine eesmärk ei ole mitte "siseõhu soojendamine" vaid "elaniku organismi temperatuuri stabiilsuse tagamine mugavaks eluks".
Ruumiõhu soojendamine on "elaniku keha soojendamise" protsessi kõrvalsaadus, millega tõstetakse ruumis olevate pindade temperatuuri.

Kui on teada, et inimese kehapinnalt (+37C) lahkub pidevalt soojust ja kehale langeb ümbritsevate (toas olevate +20C) pindade poolt vähem soojust kui kehast eraldub, siis saab välja arvutada et mitu vatti soojusenergiat on kehale juurde vaja stabiilse soojusrežiimi tagamiseks.
Ega need numbrid ei olegi suured.

Väga paljud on isiklikult kogenud seda, et on oluline vahe enesetundel, et kui seista pikemat aega kas +30C pinnatemperatuuriga (jaheda) ahju kõrval või või samas ruumis, sama õhutemperatuuri juures, maast laeni akna (pinnatemperatuuriga +20C) juures.
Isegi jaheda ahju juures olemine on mõnusam kui akna juures, sest tavaline klaas ei peegelda märgatavalt kiirgust tagasi ja laseb enamuse selle spektrist välja kiirata.

Teades ahju ja akna pindala ja pinnatemperatuure saab eelviidatud valemeid kasutades arvutada, et: "mitu vatti ahjupinnalt kiirguvat ja kehale langevat soojusenergiat tagas mugavama enesetunde ahju juures võrreldes akna juures olekuga, samal ümbritseva õhu temperatuuril"?