Avaruus.fi - keskustelualue

Muut havaintolaitteet => Rakentelunurkka (ATM) => Aiheen aloitti: mrkat - 14.04.2013, 22:58:13

Otsikko: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 14.04.2013, 22:58:13
Talvella tein avaruusjäähdyttimen, Space Cooler 2:n:

(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/pSCooler2_S3472.jpg)

Ja päästä katsoen varhaisemmassa kokeessa (päätypeilejä puuttuu sisältä):
(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/pSCooler2_S3463.jpg)
(koko: 1,3 m x 0,51 m x 0,57 m ilman sivupeilejä, sivupeilien koko 0,5m x 1,2 m).

Laitteen pohja säteilee lämpöä eli infrapunasäteilyä avaruuteen ja jäähtyy ilman ulkoista energiaa "itsekseen" paljon kylmemmäksi kuin ulkoilma. Kantena on ohut PE (polyeteeni) muovikalvo joka läpäisee infrapunasäteilyä. Seinämät ovat 50 mm polystyreeni eli styrox-levyjä, jotka päällystetty kirjoituspaperilla ja paikoin lisäksi alumiinifoliolla. Pitkiä sivuseinämiä jäähdyttää ulkoapäin nuo sivupeilit joten tämä on tavallaan 2-vaiheinen jäähdytin. Sitä on pyritty optimoimaan niin että valkeat seinämät ja pohja näkee ympärillään vain zeniitissa olevan taivaanosan, jossa ilmakehä on ohuimmillaan.

Sunnuntaina 17.3.2013 klo 16.52 auringon paistaessa se jäähdytti itsensä varjossa -27,10 °C:hen
kun ulkona oli -6,7 °C eli sen pohja jäähtyi ennätysmäiset 20,4 astetta ulkolämpötilasta.

Teho on luokkaa 100..180W per neliömetri, jos tavoitteena on vain muutama asteen lämpöero.
Teho paranee kesälämpötiloilla jos kuiva ilma. Lämpötilaero voi nousta 22  °C:hen, eli +20 °C kesäpäivänä juomat siinä voi räsähtää jäähän. Laitetta pitäisikin kutsua ennemmin avaruuspakastimeksi.

Tavoite ? Miksi ?
- Koska se on siellä..
- Hauska koe sekä kokeilu- ja tutkimuslaite
- Kasvihuoneilmiö on totta (ei jäähdy hirmuisiin -100. -180 C pakkasiin)
- Reikä kylkeen niin voi saada ekologisen kamerajäähdyttimen kohinan vähentämiseksi
- Pikku astronomi voi mennä siihen itse jäähtymään jos harrastus kuumentaa tunteita liikaa  :grin:
- Pilvisyys ym säteilytutkimuksiin. Huomasin että ohut cirrus vaikuttaa kovin vähän, joka on  bad news for effective selkeän taivaan luotettaviin simppeleihin hälyttimiin (tyyppiä NTC-vastus).


Lisäkokeissa huomasin että jos pohjan..
(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/pSCooler2_S3471.jpg)
.. päällystää valkean paperin sijasta mustalla kartongilla niin
jää useita asteita lämpimämmäksi verrattuna valkeaan paperiin josta laskin,
että iltapäivällä zeniitin sinisellä taivaanvalolla on tehoa 15 W/m2. Järkkärin
valotusmittarin avulla siitä laskin, että keväisellä keskipäivällä zeniitin sinisellä taivaanvalolla
tehoa olisi 20 W/m2. (Näitä arvoja ei löydä netistä ihan heti eli pitää itte mitata.. ;)
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 14.04.2013, 23:31:49
Lisämotiiveja takana:
-itse en tahdo kestää kesähelteitä, jäähdyttimet kiinnostaa..
-huomasin että kehitysmaissa, australian autiomaissa jne jossa ei sähköä ja maanpinnan sisälläkin kuuma, on pula kunnon toimivista pakastimista ja jääkaapeista.
-en ehtinyt kokeilla kun meni talvi jo ohi mutta -30..-40 C pakkasissa tuolla saisi hirmuisia -50..-60 C pakkasia.

Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: pnuu - 15.04.2013, 13:21:33
Hauska viritys. Peltier-elementtiä käyttävä pilvisyyssensori (esim. tämä (http://www.astro.uni-bonn.de/~kbagschi/cloud.shtml)) perustuu samaan ideaan. Siinä ulossäteily jäähdyttää elementin ylös osoittavaa puolta ja maanpinnan emissio taasen lämmittää alapintaa. Lämpötilaero muodostaa peltier-elementtiin jännitteen, jonka voi lukea haluamallaan mikrokontrollerilla. Tämmöinen on pitänyt rakennella jo pitkään, mutta on jäänyt muiden viritysten jalkoihin.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: MarkoM - 15.04.2013, 14:52:16
Mahtaisiko jäähtyminen vielä tehostua, mikäli alumiinifolion korvaisi peileillä tai jollain vastaavalla yhtä kiiltävällä materiaalilla? Sitä kannattaisi testata, alumiinifolio on kuitenkin periaatteessa melko diffuusia materiaalia heijastamisen suhteen.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: naavis - 15.04.2013, 16:29:24
Lainaus käyttäjältä: MarkoM - 15.04.2013, 14:52:16
Mahtaisiko jäähtyminen vielä tehostua, mikäli alumiinifolion korvaisi peileillä tai jollain vastaavalla yhtä kiiltävällä materiaalilla? Sitä kannattaisi testata, alumiinifolio on kuitenkin periaatteessa melko diffuusia materiaalia heijastamisen suhteen.

Onko näin myös infrapunasäteilyn suhteen? Se lienee kriittisintä toimimisen suhteen.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: MarkoM - 15.04.2013, 17:15:01
Lainaus käyttäjältä: naavis - 15.04.2013, 16:29:24
Onko näin myös infrapunasäteilyn suhteen? Se lienee kriittisintä toimimisen suhteen.

Pitäisi luultavasti olla sellaista peiliä, jossa peilaava kalvo on pinnalla (kuten kaukoputkienkin peileissä) eikä lasin takana... Silloin sen pitäisi toimia varmimmin myös infrapunalla (maksaa toki enemmän kuin normipeili)...
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Lauri Kangas - 15.04.2013, 17:52:11
Tokkopa tuolla heijastimen pinnalla on yhtään mitään väliä? Pinnaltaan tasalaatuista peiliä tarvitaan kuvan muodostamiseen. Samoin kaukoputkien peileissä pinnoite on etupinnalla jotta vältetään ylimääräisitä pinnoista syntyneiden heijastusten kuvanlaatua heikentävät ominaisuudet.

Tuossahan aaltorintaman muodosta ei olla kovin kiinnostuneita, kunhan se vain saadaan suunnattua pois itse kapineesta. Tai tarkemmin, jotta se saadaan suunnattua johonkin suuntaan jossa mikään ei absorboi sitä ja säteile heti takaisin.

On kyllä hieno värkki, pitäisiköhän tuollainen kaljakaappi rakentaa ensi Cygnukselle?

Lainaus käyttäjältä: mrkat - 14.04.2013, 22:58:13
Teho paranee kesälämpötiloilla jos kuiva ilma. Lämpötilaero voi nousta 22  °C:hen, eli +20 °C kesäpäivänä juomat siinä voi räsähtää jäähän. Laitetta pitäisikin kutsua ennemmin avaruuspakastimeksi.

Tätä en kyllä usko ennen kuin näen. Tai siis uskon, mutta haluan silti nähdä.  :grin:
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Kaizu - 15.04.2013, 18:16:42
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 15.04.2013, 17:52:11
On kyllä hieno värkki, pitäisiköhän tuollainen kaljakaappi rakentaa ensi Cygnukselle?

Tätä en kyllä usko ennen kuin näen. Tai siis uskon, mutta haluan silti nähdä.  :grin:
Cygnuksella pitää sitten olla saatavana foliopipoja. Muutoin oluet lämpenevät kun sadat
kuumapäät tulevat niitä ihmettelemään. Ehkä webbikamera voisi suorittaa tarkkailun häiritsemättä prosessia merkittävästi.
Taitaa joutua yksi styroksinen kylmälaukku uhrautumaan tieteen alttarille.

Kaizu
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Jyri Lehtinen - 15.04.2013, 19:41:39
Jos ei mitään muuta rakentelupajassa askarrella, niin ainakin tämä.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 16.04.2013, 23:09:22
Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 15.04.2013, 17:52:11
Tokkopa tuolla heijastimen pinnalla on yhtään mitään väliä? ..
Tuossahan aaltorintaman muodosta ei olla kovin kiinnostuneita, kunhan se vain saadaan suunnattua pois itse kapineesta. Tai tarkemmin, jotta se saadaan suunnattua johonkin suuntaan jossa mikään ei absorboi sitä ja säteile heti takaisin.
Riittää, että se suuntaa pääosin zeniittiin päin. Ja heijastaa hyvin 90-95%:sti. Paras olisi jossain määrin parabolinen muoto mutta tasainen kelvannee hyvin.
MUTTA, koska pyrin ennätyksiin ja vuotolämpövirrat on tärkeitä ja alumiini johtaa hyvin lämpöä (jäähdytyssiivekkeinä käytetään prosessorien ympärilläkin), niin sen pitäisi olla hyvin ohut, ja se on minulla 0,01mm kotitalousfoliota. Mutta Astrosolar-kalvon tyyppinen olisi ehkä parempaa, johtaa vielä vähemmän lämpöä. Myös Fourre-keksipaketin aluhohtoinen kuoripaperi on toiselta puolen todella hyvä IR-heijastin eikä johda hyvin lämpöä pois. Se tuntuu kädellekin lämpöiseltä centin päässä. Sitä käytinkin varhaisemmassa versiossa. (Tähän nykyiseen vain olis pitänyt syödä sen 25 keksipakettia.. uuhh.)
Huomaatte että alumiinifolio on tuossa segmentoitu, välissä 2-3 mm rako just tuon lämmönjohtumisen välttämisen takia, mutta myös sen takia että helpompi liimata.

Laitteella jäähtyy  0,5-1 tunnissa 10..15 astetta, mutta 20 asteen eron saavuttaminen kesti tunteja. Päätyvinopeilien vaikutuslisä oli 2-3 astetta ja sivupeilien 3 astetta. Sivupeilit on tuossa irrotettavat modulit joten on kuljetettavissa helpommin esim. autolla kuin näyttää.

Faktaa:
-7-14 um Infrapunalle mustaa (hyvin imeytyy ja  säteilee itse) ovat lumi, kirjoituskonepaperi ja lasi.
En turhaan päällystänyt laitetta juuri kirjoituskonepaperilla. Valolle hyvä heijastin, infrapunalle hyvä suorastaan huippusäteilijä.

Jos tekee hyötyjääkaapin niin ehkä pohjalla pitäisi olla ohut alumiini/kuparipeltikansi, joka päältä maalattu valkoiseksi tai paperoitu ja sen alla vasta on sitten jäähdytettävät kohteet.
Huomasin että jos tuo digianturilätkä (paperitaskussa) on vinossa niin sen teho huononee heti. Ainakin ennätystä varten pinnan pitää olla melko tarkkaan zeniittiin suunnattu eikä saa olla puita näkyvillä.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Kaizu - 17.04.2013, 09:06:32
Se että joku valkoinen kirjoituspaperi on infrapunavalossa "musta" ei tarkoita sitä että kaikki näkyvässä valossa valkoiset materiaalit olisivat IR:ssa "mustia".
Autossani on ensiapupakkauksessa mylarin näköisestä aineesta tehty "avaruuspeitto", se saattaisi olla käypäistä materiaalia avaruusjääkaapin pinnaksi.
Muistelen nähneeni niitä myytävän joko Biltemassa tai Motonetissa.

Kaizu
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: jaffons - 17.04.2013, 17:31:22
Erittäin mielenkiintoinen projekti!

Mistä saisi dataa juurikin infrapunaan liittyen, eli materiaalien emissio, absobio, aallonpituudet jne..?
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: naavis - 17.04.2013, 18:53:41
Tulikin vastaan tähän projektiin liittyvä linkki toisaalla. :laugh: http://news.stanford.edu/news/2013/april/fan-solar-cooling-041513.html
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 17.04.2013, 23:36:31
"Avaruuslakana" tai "pelastuslakana, hopea" löytyi vaikkapa tämmönen 4 eurolla
http://www.retkiaitta.fi/product/10301/vaude-pelastuslakana
mutta just loppunut. 85% heijastuskyky ei vaikuta kamalan tehokkaalta.
Tässä kanssa löytyy ja koko on 130cm x 220cm, 4euroa:
http://www.turvaplast.com/kauppa/tuotteet/product_catalog.php?c=16

(Jostain biomed.fi Tampereelta näin kanssa mutta se on ehkä sairaalatarvikkeita yrityksille. Ei hintoja  ollut esitteessä.)
Kaizulta tuli siis erinomainen vinkki. Tattis !

Jaffons ei kysy ihan helppoja, emissiokerroin riippuu aallonpituudesta mutta jotain taulukoita ja mielenkiintoista keskustelua (nimim. "kfa" on asiantuntija, osa nimimerkeistä on ihan kaameita):
Tiede-foorumi: Päteekö termodynamiikan 2. pääsääntö säteilyilmiöissä? s.5- (http://www.tiede.fi/keskustelut/geologia-maa-meri-ja-ilma-f7/pateeko-termodynamiikan-2-paasaanto-sateilyilmioissa-t52907-60.html?sid=63a82675035dfe11554b68f3d749bfdb)
(kelaa sen 100-159 sivua ! tai no ehkä itse koetan etsiä avuksi myöhemmin..)

Naavis tiedeuutinen lyö monet laudalta. Nanoteknologinen 1,8 tuhannesosamillin kvartsi-piikarbidi-pinnoita vohvelimaisen matriisin pohjalla säteilee avaruuteen 8-14 um:n alueella mutta muulla aaltoaluella se on ilmeisesti peilikirkas ja  heijastaa valon ja lämmön pois.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 17.04.2013, 23:55:59
Lainaus käyttäjältä: jaffons - 17.04.2013, 17:31:22
Mistä saisi dataa juurikin infrapunaan liittyen, eli materiaalien emissio, absobio, aallonpituudet jne..?
Ensihätään..
Googlaa "heat transfer textbook Lienhard" ja versio 131 pdf-muodossa.
josta Table 10.1 Total emittances fora variety of surfaces (s.528 minulla).
Siellä  totaali emissiokertoimia esim.
-Aluminum, commercial sheet 0.09 (90 °C),
-Gold, pure polished  0.02-0.035 (90-600 °C)
-Paper white 0.95-0.98 (40 °C)
-Water thickness >=0.1mm  0.96 (40 °C)
-Glass, smooth 0.94 (40 °C)
-Snow  0.82 (10-20 °C)
-Ice 0.97-0.98 (0 °C)
-Paints Black gloss 0.90 (40 °C)
-Paints White paint 0.89-0.97 (40 °C)

Lasille erikoisesti ("kfa" anto tiedefoorumilla vinkin) läpäisykäyrä 0-4 um:n alueella:
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Soda_Lime.jpg/350px-Soda_Lime.jpg)
- http://en.wikipedia.org/wiki/Soda-lime_glass
Eli valon lisäksi normaali lasi läpäisee 3 um:n asti hyvin ja pikkuisen myös pitempiä.

Tässä on myös emissiivisyystaulukko useille eri aineille:
http://www.infrared-thermography.com/material-1.htm
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: pnuu - 18.04.2013, 09:00:42
Lainaus käyttäjältä: mrkat - 17.04.2013, 23:55:59
-Snow  0.82 (10-20 °C)
-Ice 0.97-0.98 (0 °C)

Lumen lämpötila ei varmankaan ole ihan oiken ;-D

Ensimmäinen työpöydältä löytynyt artikkeli (Malcolm Mellor, Journal of Glaciology, 1977) antaa lumelle lämoötilariippuvan pitkäaaltoemissiivisyyden välille 0.86 - 0.95. Warren (Reviews of Geophysics and Space Physics, 1982) antaa arvoksi 0.97 - ~1.00 aallonpituusvälillä 3 - 40 mikrometriä. Yleensä vastaan tulleet arvot ovat olleet 0.93 ja 0.99 välillä, eli hyvin pitkälti samat kuin jäälle.

(Asiaan suoraan liittymättömänä, mutta kun töitä sivusi.. ;-))
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Jorma Koski - 18.04.2013, 12:46:02
Jäähdytys on nyt kovin muotia:

http://www.tekniikkatalous.fi/innovaatiot/uusi+keksinto+jaahdyttaa+auton+auringonpaisteessa+++nanoaurinkoverho+lahettaa+lammon+avaruuteen/a895284
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Kaizu - 18.04.2013, 14:42:38
Tänä aamuna huomasin että toisen auton tuuli- ja takalasi olivat jäässä. Ne näkevät kylmän taivaan. Sen sijaan sivuikkunat näkevät maanpäällisiä kohteita (oma ja naapuritalo) ja olivat sulia. Toinen auto on parkkeerattu ison puun lähelle ja sen tuulilasi näkee lehdettömän puun oksia. Niistä tuleva lämpösäteily riitti pitämään lasit sulana. Juuri ennen auringonnousua ilman lämpötila oli +4.6 C. Tuosta voisi päätellä että laajalle näkevät sivuheijastimet eivät välttämättä auta jäähdytystä saattavat jopa lämmittää.
Isolla aluminoidulla sateliittiantennilla voisi peittää avaruusjääkaapilta maanpäälliset näkymät ja korvata ne taivaallisen kylmillä sellaisilla. Vastaavasti esim radimetri häiriintyy jos taivasmittausten sekaan pääsee maanpäällisten kohteiden lämpö/ mikroaaltosäteilyä.

Kaizu
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 19.04.2013, 18:12:19
Tässä varhaisempi versio syksymmältä, Space Cooler 1:
(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/Termo_SJKc10.jpg)
Modulaarisesti koottavissa, jotta useita eri PE-kerroksia eristekalvoina.

(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/Termo_SJKc20.jpg)
Koottuna "siilon" sisällä.

(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/Termo_SJKc30.jpg)
Mittaustilanne menossa. Halot ja sakset estää kovalla tuulella siiloa lentämästä huitsin nevadaan. (Digimittari näyttää 5,47 kohmin resistanssia 1k NTC-vastukselle, josta lämpötilaksi T=-13,57 °C. Ulkoilman T=-1,5 °C, joten siinä syntyi 12 astetta lämpötilaero).

Sillä pääsin 9..10 °C:n jäähtymiseen ja tuolla "siilolla" 10..12 °C:n jäähtymiseen.

Ke 5.12.2012 esittelin sen toimintaa julkisesti Oulun yliopiston parkkipaikalla (lievästi epäuskoisille  :grin: ) arktoslaisille tovereille kerhoillan jälkeen klo 19.47-20.15.
Ulkona näytti -16..-17 °C ja tuolla laitteen pohjalla lämpötila laski -27 °C:hen.
 
Tuo "siilo" suojaa paitsi laitetta niin myös sen polyeteenimuovikalvoa ympäristön säteilyltä, kohdistaa taivaan kylmyyden siis myös PE-kalvoon, jonka lämpötila olisi myös hyvä olla alhainen. Tosin tuossa laitteessa on, kuten kuvasta voi arvata, kolme PE-kerrosta. Ongelma on, että ne syksyllä liian usein tuppasi huurtumaan kastepisteen saavutettuaan ja estää pohjan viilentymistä.
Myöhemmin päättelin että 1 kerros PE:tä kanneksi taitaa riittää, koska sen alapuolella syntyy inversiokerros joka pysäyttää ilmavirtoja joka tapauksessa.

Nykyiseen Space Cooler 2:een suunnittelin myös "siiloa" mutta pahvista se olisi jo niin jättimäinen että pelkään että tuuli puhaltaisi koko systeemin kumoon ja tuhoon. Jotain on kuitenkin ollut tarkoitus lisätä suojaksi..

Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Meade-mad - 19.04.2013, 19:33:13
Mikroaaltotekniikassa tuollaista sanotaan antenniksi. Ja tuota antennityyppiä syöttötorveksi.

jk
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: JoRy - 20.04.2013, 01:24:39
Antennihan tämä on, ja tarkennuksena että tämä siis lähettää laajalla spektrialueella "lämmintä" signaalia kylmään 3K lämpöiseen (http://www.nature.com/news/1-12671-planck-cmb-jpg-7.9690?article=1.12671 (http://www.nature.com/news/1-12671-planck-cmb-jpg-7.9690?article=1.12671)) avaruuteen.

Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Kaizu - 21.04.2013, 00:59:23
Äsken mittasin että välissä on ilmakehä joka palauttaa takaisin suunnasta riippuen -48...-51 asteisen signaalin.

Kaizu
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 21.04.2013, 17:06:06
Tuo tosiaan näyttää aaltoputkelta kun makaa hyllyllä lappeellaan, mutta pystyssä se tuo mieleen viljasiilon/myllyn.

Tokmannista saa jo 29 eurollakin tämmösiä IR608 Meterman infrapuna-lämpömittareita:
(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/Termo_IR608c.jpg)
Semmonen on melkein "must", jos aikoo enempi tehdä kokeiluja infrapunasäteilyn kanssa. Sillä voi nopeasti tarkistaa karkeasti miten muovikalvo tai lasi tai tupperware kansi läpäisee lämpösäteilyn osoittamalla sen läpi vaikka kuumaa kahvipannua. (PE-muovikalvo läpäisee n, 90% ja tupperware ehkä puolet muttei lasi yhtään*).
Toissapäivänä oli pilvistä, tuulista ja sateistakin, niiden välillä kun mittasin tuolla ulkona portaita (+3 °C) ja pilvistä taivasta (-7 °C) niin avaruusjäähdytin olisi ehkä jäähtynyt 6-7 astetta  pakkasen puolelle.

Tuo laite mittaa  7-14 µm:n aaltoalueen infrapunasäteilyä. Ohessa se aaltoalue kattaa sinisenä näkyvän osan joka on juuri se maanpinnan lämpösäteilyn osuus joka läpäisee ilmakehän ja rientää avaruuteen:

(http://www.student.oulu.fi/~ktikkane/Termo_Atmostrans3b.jpg)
Punainen on maahan tuleva auringonsäteily päivällä.

*)JK. Ikkunalasi on likimain läpinäkymätön 7-14 um:n laitteilla eli normaali maanpinnan lämpötilojen (keski)infrapunasäteilyllä, sensijaan se voinee läpäistä auringon
(lähi)infrapunasäteilyä 0.7-2.8:ään µm:n asti hyvin ja siitä pitemmälläkin  20%-30%.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 24.04.2013, 22:43:49
Tarkoitus oli tänään suunnistaa Partioaitta Oy:hyn viimein ostamaan se space blanket eli lämpökalvo eli pelastuskalvo, hyvin ohut lämmönheijastin, mutta kun astuin bussista jo aiemmin niin just edessä oli kiipeilijänkauppa shelby.fi ja sieltä sai myös ! Se maksoi 4 euroa.
Kokoa muistaakseni 1.4 x 2.2 m. Toiselta puolen kulta ja toiselta puolen hopeavärinen.  Hämmentävästi se kuultaa läpi eli päästää hiukan valoa. Päiväjäähdyttimelle ei paras mahdollinen.
 
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 03.06.2013, 01:58:40
Nyt on toukokuun lopulla saapunut vihdoin kesä ja päässyt testaamaan avaruusjäähdytintä kesäolosuhteissa neljä kertaa. Kokeissa (18-30.5.2013) olen päivänvalossa päässyt 11,7..16,2 asteen jäähdytykseen ilman lämpötilasta. Jäähdytys on odotuksiani vähäisempi, oletin että olisi ollut isompi erotus. Jäähdytysteho on sensijaan suuri koska se jäähtyy ulostuotuna selväsi paljon nopeammin kuin talvella. Uutena piirteenä  jäähdyttimen pohjalle tiivistyi kahdella kerralla myös vettä, pohja oli nahkea-litimärkä.

Esim. 30.5.2013 vein jäähdyttimen kylmästä varastosta ulos klo 14.12-14 ja jo
klo 14.20 ulkona +26,4 °C kun jäähdyttimessä +12,37 °C, lämpötilaeroa 14,3°C.
Klo 15.45 ulkona +27,3 °C kun jäähdyttimessä +11,11 °C, lämpötilaeroa 16,2°C.
Päivä oli kuuma helteinen mutta varsin kuiva ja tuuleksi, kastepiste +1.3..1.4 °C. Kosteus-% vain 20%.

Kun otin polyeteenikannen pois (simuloin sitä että UV tuhoaisi kuukausien-vuosien päästä kannen) niin jäähdytysero väheni puoleen, noin 8 asteeseen.  Yllättäen se ero kuitenin säilyi tuossa 8 asteen tuntumassa sen pari tuntia mitä ulkona pidin, vaikka tuulikin kävi ja olisi olettanut tasottuvan eron nollille. 
Tämän kanssa kilpailee märkä T-paita. Panin puutarhatuolille lämpömittarin jonka ympärille rutistin märän T-taidan mytyksi (joka lämpeni käsissäni), sen lämpötila putosi vähitellen tunnin aikana 9 astetta ulkolämpötilaa alemmaksi,  klo 17-18. Tähän saattoi vaikuttaa että varjossa tuoli altistui myös taivaan avaruusjäähdytykselle. Meteorologin suojatussa sääkopissa olisi ehkä pudonnut vähemmän ?
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 03.06.2013, 23:14:10
Avaruusjäähdytin olisi luxusta saaressa kuumana päivänä, toiset joutuvat tyytymään kuumaan kahviin, jäähdyttimestä saisi raikasta lähdevettä...
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: A r c t u r u s - 10.07.2013, 19:09:33
Voiko tällä jäähdyttää vettä?
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 10.07.2013, 22:05:18
Lainaus käyttäjältä: A r c t u r u s - 10.07.2013, 19:09:33
Voiko tällä jäähdyttää vettä?
Voi.

Itse asiassa usein siihen on tiivistynyt pohjaan vettä, ollut joskus litimärkä koska pohja jäähtynyt alle kastepisteen.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 28.06.2014, 18:51:39
Tänään oli jossain uutisissa juttua magneettijäähdytyksestä. Googlasin aihetta ja löytyi periaate:

""Magneettijäähdytys perustuu magnetokaloriseen ilmiöön, joka havaittiin 1881. Sen mukaan magnetisoituva kappale lämpenee joutuessaan magneettikenttään ja jäähtyy poistuessaan siitä.

Magnetokalorinen ilmiö puolestaan selittyy termodynamiikan laeista. Niiden mukaan epäjärjestyksen määrä suljetussa järjestelmässä on vakio. Jos esimerkiksi rautatanko lämpöeristetään ja viedään magneettikenttään, sattumanvaraisessa järjestyksessä olevat rauta-atomit järjestyvät samansuuntaisiksi. Tämän järjestyksen vastapainoksi syntyy epäjärjestystä raudan kidehilan värähtelynä, jolloin tanko lämpenee. Kun magneettikenttä poistetaan, rauta-atomit palaavat epäjärjestykseen ja tanko taas jäähtyy.""

Siis tämä on tulevaisuuden jääkaapin tekniikka, samalla hiljenee äänet ja ilmeisesti sähkönkulutus pienenee.

Lisäys: Tässä linkki, tosin vanhaa tietoa mutta ainoa jossa oli fysikaalinen periaate:
http://lampopumput.info/foorumi/index.php?topic=3718.0
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 02.07.2014, 23:21:54
Onpas jännä ilmiö. Kun raaputin muistiani niin tiesinhän minä sitten, että suprakokeissa tuota magnetokalorista ilmiötä käytetty jäähdytykseen mutta en tiennyt että huoneenlämpötiloissakin ilmiötä tapahtuu. Wikin mukaan monissakin aineissa (hematiitti jne) pitäisi tapahtua mutta useimmiten heikkona. Tätä olisi jännä mitata tarkalla termistorilla+mittausvahvistimella ihan tavanomaisissakin aineissa että näkyykö efektiä.

Päivitystä:
Space Cooler 2:ni kokeilin tämän kesäkuun kylmänä iltayönä vain huomatakseni että koko PE-suojakalvo oli peittynyt voimakkaaseen kasteeseen estäen enemmän jäähtymisen pohjalla. Kuitenkin saavutin sillä noin -5..-6 C pakkasen. Muualla oli + lämpötiloja.
  Trooppisempiin oloihin suojakalvo olisi ehkä korvattava jollakin ristikkolokerikolla tai hyttysverkolla, että vaikka kastuu niin läpi menee IR:ää. (Tyynenä helleyönä hyttysverkko pidättää inhottavasti ilmanvirtauksia ainakin talon ikkunassa eikä tahdo talo viilentyä. Tuossa jäähdyttimessä ilmanvirtauksen esto olisi sitten tarpeen.. ).

Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: KEW - 02.12.2014, 22:02:53
Liittyyköhän tämä uutinen tähän keksintöön?

http://www.tekniikkatalous.fi/energia/ihmelaite+viilentaa+sisailmaa++ja+lammittaa+ulkoavaruutta/a1033554

Ihan yliopistotason uutinen!

Kaj Wikstedt
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 08.12.2014, 02:22:54
Lainaus käyttäjältä: KEW - 02.12.2014, 22:02:53
Liittyyköhän tämä uutinen tähän keksintöön?

http://www.tekniikkatalous.fi/energia/ihmelaite+viilentaa+sisailmaa++ja+lammittaa+ulkoavaruutta/a1033554

Ihan yliopistotason uutinen!

Kaj Wikstedt
Kyllä liittyy, koska meinasin itsekin linkittää.. :cheesy:

Journalisteilla tosin tuli linkkiketjussaan se moka että väittivät että menee/toimii pilvienkin läpi joka on BS.

Linkkiketju on..:

http://www.extremetech.com/extreme/195105-stanford-uses-the-ultimate-heat-exchanger-outer-space-for-free-unlimited-cooling
http://spectrum.ieee.org/tech-talk/green-tech/solar/passive-radiators-cool-by-sending-heat-straight-to-outer-space

josta päästää vihdoin arvostettuun Nature:een:
http://www.nature.com/nature/journal/v515/n7528/full/nature13883.html
"Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight"
"Using a thermal photonic approach14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, we introduce an integrated photonic solar reflector and thermal emitter consisting of seven layers of HfO2 and SiO2 that reflects 97 per cent of incident sunlight while emitting strongly and selectively in the atmospheric transparency window. When exposed to direct sunlight exceeding 850 watts per square metre on a rooftop, the photonic radiative cooler cools to 4.9 degrees Celsius below ambient air temperature, and has a cooling power of 40.1 watts per square metre at ambient air temperature. "


Suomeksi: Eka kerran suorassa 850 W/m2 auringonvalossa on laite saatu passiivisesti viilentymään.  4,9 C-astetta ja jäähdytysteho 40 W/m2.


Josta muuten viite 12 kertoo ruotsalaisten mielenkiintoisista tutkimuksista v:lta 1995
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0927024894002002
-Nilsson et al, 1995
"Pigmented foils can promote radiative cooling of an underlying object if they reflect most of the solar light and transmit a part of the thermal radiation in the atmospheric window in the infrared. In this paper we describe the optimization of optical properties, and simulations of thermal performance during the day for pigmented polyethylene foils. The tested pigment materials were ZnS, ZnSe, TiO2, ZrO2 and ZnO. It was found that only ZnS could promote cooling of a black body radiator in an insulated box at noon with the sun in zenith position. A 400 µm thick ZnS pigmented foil with a pigment volume fraction of 0.15 and a solar reflectance of 0.849 was tested in Tanzania. At noon the temperature was slightly above the ambient, and the heating power was approximately 7.2 Wm-2. However, this foil proved that cooling of a black surface could be obtained more than 19 hours per day in an arid location close to the equator."

Suomeksi: (Kaupan kassapussien:) polyeteenikalvo päällystettynä 0.4 mm sinkkisulfidikerroksella torjuu valon mutta säteilee infrapunasäteilyä avaruuteen niin että Tansaniassa viilenti 19 tuntia vuorokaudesta, mutta keskipäivän aikoihin lämpeni hiukan ilmaa lämpimämmäksi vain 7,2 W/m2 teholla. Olosuhteiden on oltava kuivat. Näin siis v. -1995.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 03.01.2016, 15:53:38
Jos kenellä on avaruusjäähdytin, nyt voisi kokeilla pääseekö sillä alle 40 asteen kylmyyteen. Jos ulkona on -20, luulisi -40 olevan mahdollista.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 22.01.2016, 01:09:40
Ulkona peräti -30 °C, mutta avaruusjäähdyttimellä sain (vain) -40,9 °C, vaikka ilma läpinäkyvän kirkas ja taivas aivan pilvetön.

Tarkemmin syitä laskeskelin, että 0°C:ssä pinnan lämpösäteilyteho on 315 W/m2 mutta -40°C:ssä vain 167W/m2. Näin koska lämpösäteily on lämpötilan 4:nteen potenssiin ja teho heikkenee nopeasti kun vähänkään lähestytään absoluuttista nollapistettä.
Sensijaan lämpövuoto styrox-seinämien läpi ollee vain suoraan verrannollinen lämpötilaeroon ja siksi lämpötilaero kovimmilla "tulipalopakkasilla" jää vaatimattomaksi 10..12°C:hen.
Kovin alhaisilla lämpötiloilla lämpösäteilyjakaumassa voi tulla myös hiilidioksikaistan "takaisin"säteilyn osuus merkitseväksi.

Lämpimillä kesäilmoilla (helteillä jne) taas ilma voi sisältää paljon kosteutta ja "takaisin" jäähdyttimeen lämpöä säteileviä vesimolekyylejä vaikka kosteusmittari näyttäisikin suht. kuivaa ilmaa ja taivas olisi kirkkaan kauniin tumman sininen.
Näin ollen optimi lienee jossain noiden välillä +-0°C:n kieppeillä.

JK1. Harmittaa että tuo jäi 0,3 asteen päähän Suomen tämän talven ennätyksestä (-41,2 °C).
JK2. Se oli kuitenkin makee avaruudellinen extremekokemus kun nostin kannen ja otin lähes -41 C lämpömittarin lasin käteen. Tuntui polttavalta! Aamulla peukalo oli vähän paisunut ja hellä.
   Nuorena tai lapsena on ollut vastaava kokemus -35..-36 C pakkasesta kun piti työntää työntekijän autoa liikkeeseen ja rukkasen reiän läpi auton metallipinta "poltti kättä". Silloin mittailtiin hangen pinnalta -37°C tai -38°C jota kylmempää en ollut tuohon asti kokenut n.s luonnossa. (Nestetypessä uitettua höttöstä salmiakkia suuhun fysiikan opiskelijoiden tarjomana ei nyt lasketa).
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 22.01.2016, 14:36:06
Lainaus käyttäjältä: mrkat - 22.01.2016, 01:09:40
Ulkona peräti -30 °C, mutta avaruusjäähdyttimellä sain (vain) -40,9 °C, vaikka ilma läpinäkyvän kirkas ja taivas aivan pilvetön.

Tarkemmin syitä laskeskelin, että 0°C:ssä pinnan lämpösäteilyteho on 315 W/m2 mutta -40°C:ssä vain 167W/m2. Näin koska lämpösäteily on lämpötilan 4:nteen potenssiin ja teho heikkenee nopeasti kun vähänkään lähestytään absoluuttista nollapistettä.


Näköjään jäähdytysteho pienenee matalissa lämpötiloissa. Ja jonkun verran hiilidioksi heijastaa takaisinpäin ilmakehästä.

Löysin Ilmatieteenlaitoksen linkistä eri kaasujen vaikutusta: http://ilmatieteenlaitos.fi/documents/30106/42362/ipcc5-yhteenveto-suomennos.pdf/4332dffb-da72-41c9-a23d-24215c5cbbac
________________________________
Ihmiskunnan päästöistä aiheutuvan säteilypakotteen kokonaisarvo oli vuonna 2011 (vertailukohtana vuosi 1750) 2,29W/neliömetri

josta hiilidioksidin osuus 1,68W/neliömetri
metaani 0,48W
halogenisoidut hiilivedyt 0,18W
__________________________________

Säteilypakote lienee keskiarvo koko planeetan päivä/yö/päiväntasaaja/arktiset alueet. Eli noilla vateilla ei voi suoraan laskea avaruusjäähdyttimen juttuja mutta antavat kuvaa eri kaasujen vaikutuksista.







Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 23.01.2016, 00:55:10
Nuo watit tarkoittaa siis suhteellisia muutoksia by ihminen. Tässä toinen näkökulma:

Vesihöyry on tärkein luonnollisen kasvihuoneilmiön aiheuttaja. Se nostaa maapallon pintalämpötilaa 21 asteella, kun hiilidioksidin vaikutus luonnollisella pitoisuudella on 7 astetta ja muiden kasvihuonekaasujen yhteensä 5 astetta.
- http://ilmasto.org/ilmastonmuutos/kasvihuoneilmio-ja-ilmastonmuutos/kasvihuonekaasut

Hiilidioksidin osuus tuossa yllättävän iso. Asiaa sekoittaa
- takaisinkytkennät: kun CO2-nousu+lämpeneminen hilaa vesihöyryn määrää myös ylöspäin ja toisinpäin (lämmennyt vesi päästää CO2:ta ilmaan).
- vaikutus ei ole lineaarinen.

Tässä wikin graafissa näkyy CO2:n kaistat:
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7c/Atmospheric_Transmission.png/800px-Atmospheric_Transmission.png)

Yllä oikealla näkyy maan lämpösäteilyn jakauma lämpötiloissa 210 K .. 310 K eli -63 °C .. +37 °C. Musta käyrä on tuo kylmempi -63 °C:n käyrä, tumman sininen on 260K eli -13 °C:n käyrä. Säteilymaksimi (aallonpituus) siirtyy kovilla pakkasilla 10 um:stä tuonne 12-14 um:n lähelle ja CO2-käyrästä näkyy (se alkaa jostain 12-14:n um:stä oikealle jonnekin 18 um:n paikkeille) että se kaappaa siitä suhteessa suuremman siivun kuin lämpimämmän maan säteilystä.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 23.01.2016, 01:21:38
Normaaleimmilla kevät-kesä lämpötiloilla teoreettinen raja avaruusjäähdyttimelle olisi noin 30°C lämpötilaero,
ja minun vehkeellä saavutetaan 2/3 tuosta.

Jos tekisi vaikka tuulelta suojaan kylmään laaksoon metsäaukion keskelle lumeen paraboloidisen 5-10 metrin halkaisijaisen lumilinnan jonka sisältä yläosan päällystäisi 1.3x2.2m peilikirkkailla avaruuslakanoilla (SPR:n käyttämät "space blanket":t a 4 €/kpl) ja sen keskelle sitten pohjalle laittaisi tuon avaruusjäähdyttimeni (SC) niin pitäisi jo tulla eri hyviä tuloksia kun ns. monivaiheinen jäähdytin. :D

  _                               _ 
  | \                            / |
  |  \                          /  |   
  |    \          SC        /    |
_|       \ _________/       |___
 
  <---------5-10m-------->
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 23.01.2016, 19:20:16
Lainaus käyttäjältä: mrkat - 23.01.2016, 00:55:10
Nuo watit tarkoittaa siis suhteellisia muutoksia by ihminen.

Ai niin, totta vatit on tulevan säteilyn ja lähtevän säteilyn erotus. Tuosta Ilmatieteenlaitoksen linkistä ei ollut apua tähän kysymykseen.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Zalama - 26.01.2016, 13:06:41
Nyt täytyy sanoa, että energia DI:nä tämä kyllä herätti suuren kiinnostuksen. Tunnen kyllä tämän ilmiön, sillä luonnossa sitä tapahtuu kun ollaan hieman nollan yläpuolella ja on kirkas taivas. Tällöin lätäköt saattavat jäätyä vaikka oltaisiin kokoajan hieman nollan yläpuolella.

Heti ensimmäisei rupesin miettimään, että onkohan ketään testannut eri muovien spektrien ominaisuuksia. Kiinnostavinta olisi ehkä valkoiset muovit jotka saattaisivat IR-taajuudella silti olla läpinäkyviä. Helpoimmin saattaisi vertailua pystyä tekemään lämpökameralla tasalämpöistä taustaa vasten (vierelle eri muovilaatuja).

Lisäksi kiinnostaisi pohjaa varten materiaalin valinta, jolla olisi korkea emissiviteetti mutta alhainen absorbtiokerroin. Fundamentals of mass and heat transfer opuksessa mm. mustalle maalille (parsons, mikälie) on annettu korkea absorbtiokerroin mutta myös korkea emissiviteetti (a = 0,98 ja e = 0,98). Valkoiselle akryylimaalille taas on annettu absorbtiokertoimeksi 0,26 ja emissiviteetiksi 0,9 eli heijastaa merkittävän osan tulevasta säteilystä takaisin. Myös anodisoidulle alumiinille on melko hyvät arvot (a = 0,14 ja e = 0,84). Lista ei ole kovin kattava eikä mainittu tarkoittaako anodisointi myös värjäystä joka voidaan tehdä samassa yhteydessä. Tällä kuitenkin pitäisi olla aika merkittävästi vaikutusta.

Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 26.01.2016, 22:17:43
Lainaus käyttäjältä: Zalama - 26.01.2016, 13:06:41

Heti ensimmäisei rupesin miettimään, että onkohan ketään testannut eri muovien spektrien ominaisuuksia. Kiinnostavinta olisi ehkä valkoiset muovit jotka saattaisivat IR-taajuudella silti olla läpinäkyviä.

Meinasitko että päivävalaistuksen aikana estäisi sinitaivaan näkyviä aallonpituuksia?

Tuli mieleen jos muovilevyn joka on pakastimen päällä voisi pinnottaa jollain lakalla tai öljyllä joka blokkaisi sinitaivaan mutta läpäisisi lämpösäteilyn, saattaisi teho parantua.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Zalama - 27.01.2016, 08:06:04
Lainaus käyttäjältä: mistral - 26.01.2016, 22:17:43
Meinasitko että päivävalaistuksen aikana estäisi sinitaivaan näkyviä aallonpituuksia?

Tuli mieleen jos muovilevyn joka on pakastimen päällä voisi pinnottaa jollain lakalla tai öljyllä joka blokkaisi sinitaivaan mutta läpäisisi lämpösäteilyn, saattaisi teho parantua.

Kysehän ei ole vain näkyvän valon spektristä vaan ilmakehän CO2 ja H2O säteilevät infrapunaa myös. Mutta kyllä sen pitäisi auttaa myös näkyvään valoon. Tosin en itseasiassa tunne miten lineaarisia absorbtiokertoimet ovat eri taajuuksille.

Pinta jolla olisi alhainen absorbtiokerroin heijastaisi hyvin valoa. Pinnat jotka heijastavat hyvin valoa ovat itseasiassa juuri kirkkaita (valkoisia jos koko spektrin alueelta) eli se heijastaisi suurimman osan säteilystä takaisin. Absorboituva säteily muuttuu siis lämmöksi siinä pinnalla. Monilla kirkkailla pinnoilla kuitenkin emissiviteetti on myös alhainen, mutta tosiaan pikaisella valkoinen akryylimaali ja sinkkioksidimaali olisivat testaamisen arvoisia. Tämä ennenkaikkea auttaisi päivällä, jolloin on paljon epäsuoraan auringon säteilyä (heijastuksia pilvistä yms).

Itse jo ryhdyin suunnittelemaan omaa versiota, tietysti 3d mallintamalla ;) Siihen suunnittelin maalattua peltiä.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mrkat - 28.01.2016, 03:46:02
Lainaus käyttäjältä: Zalama - 26.01.2016, 13:06:41
Heti ensimmäisei rupesin miettimään, että onkohan ketään testannut eri muovien spektrien ominaisuuksia. Kiinnostavinta olisi ehkä valkoiset muovit jotka saattaisivat IR-taajuudella silti olla läpinäkyviä. Helpoimmin saattaisi vertailua pystyä tekemään lämpökameralla tasalämpöistä taustaa vasten (vierelle eri muovilaatuja).
Käytännön koe: Tupperware-astioita, suht valkoisia, löytyi komerosta ja kokeilin niin kädellä heti tuntee sen läpi >100 C lämmitetyn uuninlevyn säteilyn lämmön. (Lasiastian läpi kuten kahvipannusta, ei, koska lasi ei läpäise matalaa-IR:ää). Halpa IR-säteilymittari osoitti että suuruusluokkaa ½ tulee läpi.

Lainaa
Lisäksi kiinnostaisi pohjaa varten materiaalin valinta, jolla olisi korkea emissiviteetti mutta alhainen absorbtiokerroin.
Kirchoffin laki (https://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_law_of_thermal_radiation) estää sen että e olisi eri suuri kuin a kullekin samalle aallonpituudelle. (Muutoin saataisiin termollinen ikiliikkuja/ikilämmönlähde). Eri asia sitten jos puhutaan e:stä valolle ja a:sta lämmölle. Kirjoituspaperi on hyvää, heijastaa valon pois mutta imee/säteilee matala-IR:ää tehokkaasti eli on musta IR-alueella.

Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Zalama - 28.01.2016, 10:07:13
Lainaus käyttäjältä: mrkat - 28.01.2016, 03:46:02
Käytännön koe: Tupperware-astioita, suht valkoisia, löytyi komerosta ja kokeilin niin kädellä heti tuntee sen läpi >100 C lämmitetyn uuninlevyn säteilyn lämmön. (Lasiastian läpi kuten kahvipannusta, ei, koska lasi ei läpäise matalaa-IR:ää). Halpa IR-säteilymittari osoitti että suuruusluokkaa ½ tulee läpi.
Kirchoffin laki (https://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_law_of_thermal_radiation) estää sen että e olisi eri suuri kuin a kullekin samalle aallonpituudelle. (Muutoin saataisiin termollinen ikiliikkuja/ikilämmönlähde). Eri asia sitten jos puhutaan e:stä valolle ja a:sta lämmölle. Kirjoituspaperi on hyvää, heijastaa valon pois mutta imee/säteilee matala-IR:ää tehokkaasti eli on musta IR-alueella.

Itseasiassa ei siitä ikiliikkujaa saisi. Kappale joka säteilee jäähtyy. Kappale kun jäähtyy se säteilee huomattavasti vähemmän (muuttuu lämpötilan neljänteen potenssiin).  Täysin suljettuun ja eristettyyn tyhjiössä olevaan "astiaan" kun laittaisi kaksi kappaletta ja vaikka niiden absorbtio ja emissiokertoimet eivät olisi lineaariset niin niiden lämpötila tasoittuisi samaksi johtuen juuri, että nettosäteily riippuu lämpötilaerosta. Siihen mihin se vaikuttaisi merkittävästi olisi niiden lämpötilan muutosnopeuteen eli jäähtymis/lämpenemis tehoon.  Joka tapauksessa hyvä huomio. Lämmönsiirrossa säteily lienee se mitä tullut koulujen jälkeen vähiten tarkasteltua.

Kirckhoffin laki koskee ideaalista mustaa kappaletta (black body) ja yksittäisiä taajuuksia eli ei päde todellisille kappaleilla vaikka monin paikoin toimii melko hyvin. Tuleva säteilyhän ei myöskään tule vain yhdellä taajuudella eikä myöskään säteile. Joka tapauksessa pinnan on hyvä olla juuri valkoinen (jos esimerkiksi paperi on sellainen) eli ainakin heijastaa näkyvän valon taajuudet hyvin, koska ei myöskään niillä taajuuksilla juuri säteile.

Toisaalta jos tämän laitteen jäähdytinpinnalla olisi heikko emissiokerroin (ja siten absorbtiokerroin) CO2 ja H2O:n taajuuksille niin se haittaisi mutta jos muilla IR taajuuksilla säteilisi melko hyvin. Niillä taajuuksilla ne myös absorboituisivat paljolti alailmakehässä, jolloin niiden laskennallinen ympäristönlämpötila olisi myös luokkaa (-15  - -50°), tuo -15° lienee stratopaussin lämpötila. Muut IR taajuudet taas läpäisevät paremmin alailmakehän. Tosin tuolla tavalla pinnan pitäisi olla hyvin selektiivinen ja vaatisi varmasti jotain erityistä high tech nanoteknologiaa, joten tärkeintä olisi joka tapauksessa välttää näkyvän valon absorbtiota. En tiedä onko tähän tarkoitukseen selektiivisiä pinnoitteita kehitetty, mutta toisinpäin on eli haluttu nimenomaan näkyvänvalon ja tärkeimpien IR taajuuksien absorbtiota korostaa, mutta muiden vähemmän tärkeiden taajuuksien emissiota (ja siten siis myös absorbtiota) välttää.


Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: hm - 28.01.2016, 10:21:49
Lainaus käyttäjältä: Zalama - 26.01.2016, 13:06:41
Heti ensimmäisei rupesin miettimään, että onkohan ketään testannut eri muovien spektrien ominaisuuksia. Kiinnostavinta olisi ehkä valkoiset muovit jotka saattaisivat IR-taajuudella silti olla läpinäkyviä. Helpoimmin saattaisi vertailua pystyä tekemään lämpökameralla tasalämpöistä taustaa vasten (vierelle eri muovilaatuja).


Infrapunaa 3–12 mikronin aallonpituuksilla läpäisevät materiaalit ovat harrastaja-astronomin näkökulmasta harvinaisia ja hintavia. Yleisistä muovilaaduista parhaimmin läpäisevä on polypropyleeni, joskin silläkin on tuolla alueella vaimennuskaistoja.

Hannu Määttänen
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Zalama - 28.01.2016, 11:02:21
Lainaus käyttäjältä: hm - 28.01.2016, 10:21:49
Infrapunaa 3–12 mikronin aallonpituuksilla läpäisevät materiaalit ovat harrastaja-astronomin näkökulmasta harvinaisia ja hintavia. Yleisistä muovilaaduista parhaimmin läpäisevä on polypropyleeni, joskin silläkin on tuolla alueella vaimennuskaistoja.

Hannu Määttänen

Itse lähinnä tarkoitin näitä perusmuoveja eli esimerkiksi polypropeenia joka on värjätty valkoiseksi. Ainakin sinkkioksidi ja titaanioksidi heijastavat näkyvää valoa ja nopean tarkastelun myötä ainakin titaanioksi päästäsi aika hyvin IR taajuuksia (varsinkin tuolla 3-12 mikronin alueella) läpi.

https://www.dropbox.com/s/gns3w37cs97l5rg/TitaniumIRTransmittance.png?dl=0

http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C13463677&Type=IR-SPEC&Index=0

Lisäyksenä tuo sinkkioksidi näyttää vielä paremmalta kuin titaanioksidi. Siinä absorbtiokertoimet ovat alle 0.05:n tuolla 1-15 mikronin alueella. Monella taajuudella luokkaa 0.01.

http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=B6004650&Units=SI&Mask=80#IR-Spec

Nämähän lienevät kaksi yleisintä valkoisen värin pigmenttiä. Yksi vaihtoehto olisi ruiskuttaa ohut kalvo polypropeenikalvon päälle.
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: T. Öhman - 20.05.2017, 13:26:00
Hei,

huhtikuun Physics Todayssa on juttua siitä, kuinka tuolla periaatteella suunnitellaan läheisehkössä tulevaisuudessa jäähdytettävän aurinkopaneeleja ja joskus taloja ja myös lämpövoimaloita hyötysuhteen parantamiseksi:

http://physicstoday.scitation.org/doi/pdf/10.1063/PT.3.3513 (http://physicstoday.scitation.org/doi/pdf/10.1063/PT.3.3513)

Teemu
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 18.11.2022, 11:56:24
Nyt luonto teki avaruusjäädyttimen
https://www.hs.fi/kotimaa/art-2000009208191.html

33 asteen lämpöero muutaman kilometrin välillä!
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: Kaizu - 21.11.2022, 11:52:56
Lainaus käyttäjältä: mistral - 18.11.2022, 11:56:24
Nyt luonto teki avaruusjäädyttimen
https://www.hs.fi/kotimaa/art-2000009208191.html

33 asteen lämpöero muutaman kilometrin välillä!

Tässä on kyse ilmakehän ilmiöstä. Eri asia kuin alkuperäisen postauksen avaruusjäähdytin.

Kaizu
Otsikko: Vs: Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)
Kirjoitti: mistral - 21.11.2022, 20:02:52
Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 21.11.2022, 11:52:56
Tässä on kyse ilmakehän ilmiöstä. Eri asia kuin alkuperäisen postauksen avaruusjäähdytin.

Kaizu

On se ilmakehä pakastimessakin, siis jos avaruusjäähdytin tehdään vanhasta pakastimesta. Siinä ilma kylmenee alaspäin mennessä sentti sentiltä. Lapissa taas vastaava ilmiö oli metri metriltä.