Avaruusjäähdytin (Space Cooler 2)

[pnuu]

-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.. ;-))

[Jorma Koski]

Jäähdytys on nyt kovin muotia:

http://www.tekniikkatalous.fi/innovaatiot/uusi+keksinto+jaahdyttaa+auton+auringonpaisteessa+++nanoaurinkoverho+lahettaa+lammon+avaruuteen/a895284

[Kaizu]

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

[mrkat]

Tässä varhaisempi versio syksymmältä, Space Cooler 1:

Modulaarisesti koottavissa, jotta useita eri PE-kerroksia eristekalvoina.


Koottuna "siilon" sisällä.


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  ) 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..

[Meade-mad]

Mikroaaltotekniikassa tuollaista sanotaan antenniksi. Ja tuota antennityyppiä syöttötorveksi.

jk

[JoRy]

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) avaruuteen.

[Kaizu]

Äsken mittasin että välissä on ilmakehä joka palauttaa takaisin suunnasta riippuen -48...-51 asteisen signaalin.

Kaizu

[mrkat]

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:

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:


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%.

[mrkat]

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.
 

[mrkat]

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 ?

[mistral]

Avaruusjäähdytin olisi luxusta saaressa kuumana päivänä, toiset joutuvat tyytymään kuumaan kahviin, jäähdyttimestä saisi raikasta lähdevettä...

[A r c t u r u s]

Voiko tällä jäähdyttää vettä?

[mrkat]

Voiko tällä jäähdyttää vettä?

Voi.

Itse asiassa usein siihen on tiivistynyt pohjaan vettä, ollut joskus litimärkä koska pohja jäähtynyt alle kastepisteen.

[mistral]

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

[mrkat]

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.. ).