Дискуссионный форум temperatures.ru

[Fktrcfylh]

Здравствуйте.

Наша компания является дистрибьютором компании 3М по продаже защитных пленок, наносимых на окна для снижения интенсивности инфракрасного излучения.

Мы хотим на нашем сайте сделать отдельную страницу, на которой бы отображалась в реальном времени с обновлением каждые 15 минут следующая сравнительная информация:

Температура внутри помещения при незащищенном стекле (прямые солнечные лучи).
Температура внутри помещения при нанесенном на стекло защитной пленке (прямые солнечные лучи).
Максимальная температура при незащищенном стекле за предыдущий день.
Максимальная температура при нанесенном на стекло защитной пленке за предыдущий день.

Вопрос в оборудовании и программное обеспечение для осуществления подобного проекта.

«ТЕХНО-АС» рекомендует Измеритель регистратор Ис 203.4 с датчиками, измеряющими температуру стекла.

Смущают два момента:
1. Будут ли температурные датчики корректно измерять температуру прямых солнечных лучей? Специализированные приборы для измерения – Актинометр, Пиргелио́метр,
но нас интересует именно практический аспект – температура.
Если прочитать описание Актинометра, в нем указано, что крышка, воспринимающая лучи, закопчена (покрыта сажей) для большего поглощения света.

2. В описании программного обеспечения прибора предусмотрены действия оператора для
Переноса на компьютер измеренных параметров, а хочется, что бы работало полностью автоматически.

Прошу советов и подсказок.

[Александр Магунов]

Краткие ответы на заданные вопросы:
1. “Будут ли температурные датчики корректно измерять… ” – нет, не будут, потому что это невозможно. Датчики будут измерять собственную температуру, а не “температуру солнечных лучей”. Чтобы характеризовать солнечное излучение с помощью термометра, надо придумать и измерять какую-то условную величину, например, разность температур в тени и на солнце, с пленкой и без пленки и т.д.

2. Программы для автоматизированного считывания, сохранения и накопления результатов в базах данных, сравнения любых выбранных результатов измерений с любых датчиков создаются уже лет 40, это не проблема для опытного программиста.

Подробный разбор.
“Температура солнечных лучей” – в данном случае неверный термин (“температура” лучей находится в интервале от 5000 до 6000 К, поскольку эти лучи испускаются поверхностью звезды с такой температурой и в основном проходят сквозь атмосферу Земли).

Речь в вашем сообщении идет о влиянии солнечного излучения на температуру объекта – например, воздуха в освещенной комнате, освещенного термометра, песка в пустыне в солнечный день. Когда сравнивают понятия “температура на солнце” и “температура в тени”, то подразумевается разница температур, связанная с дополнительным нагревом объекта (асфальта, термометра, одежды, поверхности тела) солнечным излучением.

Интенсивность (Вт/см2) солнечного излучения можно характеризовать разностью показаний двух термометров, поставленных в освещенное место – одного термометра с зачерненной поверхностью, второго с зеркальной. Второй показывает свою собственную температуру, равную температуре воздуха, тогда как первый показывает свою собственную более высокую температуру, обусловленную поглощением излучения самим термометром. Разница может составлять несколько десятков градусов (нагревание зачерненного датчика ограничено конвективным теплообменом с окружающим воздухом, в вакууме разница температур больше, это известно по нагреванию искусственных спутников солнечным светом).

Для демонстрации поглощающих (или отражающих? – в сообщении не указано) свойств защитной пленки можно сравнивать показания одного и того же термометра в двух режимах – при освещении прямыми солнечными лучами и при освещении через пленку. Как за отражающей, так и за поглощающей пленкой, освещенный термометр покажет меньшую температуру, чем в отсутствие пленки.

Что дает измерение температуры стекла. Стекло в прямых солнечных лучах нагревается по той же причине, что и песок на пляже (и песок, и стекло состоят в основном из двуокиси кремния с разными примесями). Нагревание стекла и песка в солнечный день связано с поглощением излучения среднего инфракрасного диапазона (длины волн больше 2.5 мкм), прошедшего через атмосферу, где инфракрасный свет поглощается еще молекулами воды и углекислого газа.

Нанесение защитной пленки на стекло приведет, видимо, к дополнительному поглощению (или отражению) света в ближнем инфракрасном диапазоне, где атмосфера и стекло прозрачны (длины волн от 700-800 нм до 2.5 мкм). При этом температура стекла станет выше из-за теплового контакта с нагретой поглощающей пленкой. Если на стекло наносится отражающая пленка, температура стекла и воздуха в комнате понижается (это известно всем, кто покрывал стекла в комнате тонкой майларовой или лавсановой пленкой со слоем алюминия толщиной 30-60 нм; при этом, конечно, сильно ослабляется и видимое излучение).

Решение вашей тепловой задачи состоит в том, чтобы оценить или измерить максимальный нагрев термометра или стекла, нагреваемых солнечными лучами и охлаждаемых конвективными потоками воздуха. Второй, опорный, термометр должен измерять только температуру воздуха. Измерение для убедительной демонстрации полезности защитной пленки лучше устраивать так, чтобы разность показаний двух термометров была максимальной при данной интенсивности солнечного излучения.

[Моисеева]

Как я понимаю, Ваша цель состоит в том, чтобы показать, что температура, которую ощущает человек внутри помещения, снижается при использовании защитной пленки на окнах. Я думаю, что при измерении этого эффекта за температуру помещения лучше всего принять температуру какого-либо объекта в комнате. Например, взять непрозрачный сосуд с водой (не зеркальный) и туда установить контактный термометр. Сосуд будет нагреваться за счет теплообмена излучением, в то же время будет участвовать в теплообмене путем теплопроводности и конвекции с воздухом в помещении. В качестве термометра можно использовать ТСП, термистор, термопару. Сигнал следует вывести на какой-либо цифровой измеритель, соединенный с компьютером и затем обрабатывать, как захотите.

[РК]

Приветсвую пытливых!
Могу предложить свои наблюдения выполненные в нашей ситуации:
1. Окна от пола до потолка (4 м) выходят на юго_восток. Прямые солнечные лучи до 13-00.
2. Площадь помещения 90 кв.м., объем 450 куб.м.
3. Стекла (двухкамерные стеклопакеты) заклеены светоотрожающей пленкой с зеркальной поверхностью изнутри.
Результат отрицательный. Причина - пленка прогревается до 60С и за счет конвекции прогревает всю комнату.
4. добавили поверх пленки слой пенопласта 5 мм. Температура поверхности пенопласта упала до 42-45 С. Стало чуть легче, но 2 кондея с мощностью 5*2 не справляются.

Есть идея оклеить поверхность окон снаружи - нет пленки стойкой к атмосферным условиям.
Как теплофизик, могу предположить, что это единственный способ пассивно бороться с лучевой энергией Солнца - забирать энергию на улице и рассеивать её вне помещения. Все, что внутри - бессысленная трата средств и труда.
Если Вас заинтересует возможность сотрудинчества - могу предложить свои помещения как полигон. (4 идентичные комнаты для эксперимента).
Средства для измерения температуры в комнате (воздух, поверхности тел, температуру потока воздуха) и экспертную поддержку гарантирую на безвозмездной основе.
Уфа, Башкирский государственный университет. ИЦ "Технопарк"
_________________
Спасибо за содействие.
Р.Яруллин

[Fktrcfylh]

Добрый день!

Наш проект уже близок к реализации. Оборудование UniPing RS-485.
Учли все рекомендации темы.