расчёт термостата
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Приветствую all, если у кого есть формулы по теме, поделитесь?
Задача - сделать пластмассовую коробочку (скажем из ПВХ) с воздушной изоляцией (т. о. с двойными стенками), скажем 10*20*20 см, которая будет жить на улице при температуре от -40 до +40, удерживая внутри температуру выше +10 (т. е. когда +40 - ничо не делать).
Внятных указаний связанных с математикой не нашлось, только цифра в 20..40 Вт/ч на отопение кубометра.
Или можно включить пятиваттный керамический резистор и не париться?
Коробка закрытая, не герметичная но такая чтобы не продувалось. Можно резину для уплотнения намутить.
Вопрос 2, важен ли выбор датчика или это дело вкуса? Есть DHT11 и DS18B20, есть даже терморезисторы ММТ-12 1974 года.
Связисты, с размещением радиорелейных модулей на вышках, как-то решают эти вопросы... И даже до минус 60 градусов...
Посчитать теплосопротивление стенки - это к строителям (теплоизоляция+стен+калькулятор).
Основная проблема будет в "сделать пластмассовую коробочку", т.к. пластмасса общего назначения при минус 40 не очень-то живет, лучше сразу делать из металлического листа, или стеклотекстолита..
http://www.xiron.ru/content/view/58/28/
http://www.wdvs.ru/tehnologii-ot-gennadiya-emelyanova/kakoi-tolshini-ute...
3 см пены , главное , чтобы щелей не было.
ИМХО нужно узнать теплопотери, которые будут происходить в ввиду разницы температур(все-таки 50 градусов). Тогда мы сможем узнать какой минимальной мощности нужен обогреватель чтобы обеспечить +10 при морозе -40.
Есть программка - elcut, расчитывает всякие физические процессы.
www.youtube.com/watch?v=0-n3WDhheFs#t=91 - здесь в первом примере похожие расчеты.
Пробовал делать по примеру, как в видео. Для ПВХ листа толщиной 3мм - вышло 231.7Вт/м^2. Площадь короба выходит 2*20*20+2*20*10+2*20*10=1600см^2=0.16м^2
*Опять таки ИМХО в данном случае важна площадь, а не объем.(при том же объеме площадь может быть разной)
То есть при разнице температур в 50 градусов, по расчётам будет составлять 231.7*0.16=37Вт.
*Коэффициент для ПВХ брал 0.19Вт/м*К.
Для пенопласта 3мм 0.033Вт/м*К - 27.4Вт; 5мм - 22.8Вт.
*Вся мощность расчитана для естественной конвекции воздуха, с ветром значения будут больше.
PS. Все же мне кажется, что что-то тут не так - многовато мощности для такого коробка :)
**UPD я использовал коеффициент для воздуха 10, видимо ошибка в нем.
А элемент Пельтье, вроде бы, в обе стороны работает?
Работает, только чтобы перенести в бокс тепло - его нужно взять извне бокса, то есть температура должна быть заметно ниже -40.
В хаузингах для камер видеонаблюдения https://www.google.lv/search?q=camera+housing+heater&client=firefox-a&hs=mOb&rls=org.mozilla:ru:official&channel=fflb&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=5JxuU9SCN8bFyQOUq4GoBg&ved=0CC0QsAQ&biw=1680&bih=918#imgdii=_
стоит резистор на 10 Ватт и биметаллический переключатель градусов на 20.
Не замерзают, обьектив не потеет, герметичность - лишь бы вода внутрь не попадала .
А теплоизоляция- это полное её отсутствие, корпус - крашенный или анодированный силумин.
По теплоизоляции : в промышленной камере тепла и холода (от -60 до + 60) три сантиметра пены
А на какие отрицательные температуры расчитан этот нагреватель для кожуха (я глянул - там разные есть, вплоть до 40Вт,а мощность/температуру не пишут)?
Я так понимаю, что теплоизоляцию специально не ставили, типо система антиобледенения.
Коробка не сплошная, а двойная. Т. е. снаружи неё есть ещё одна коробка, удерживаемая на стойках или типа того, коих минимум для уменьшения числа мостиков холода. Всё остальное пространство - это воздух, весьма нетеплопроводный. По-идее это должно облегчать системе отопления жизнь.
Заодно вроде наружная стенка не будет тёплой, чтобы не намерзала вода.
Как-то так:
Работает, только чтобы перенести в бокс тепло - его нужно взять извне бокса, то есть температура должна быть заметно ниже -40.
После того, как мы качественно теплоизолируем корпус - встанет задача контролируемого отвода тепла изнутри: ведь все те ватты, что потребляет электроника, будут оставаться в корпусе и нагревать его.
Зв счет конвекционных процессов воздушная прослойка весьма теплопроводна, именно поэтому применяют наполнители, конструкционные свойства которрых позволяют избежать мостиков теплопроводности. Бак в баке, с промежутком, заполенным пеной от 3 до 5 см - классика для бойлера.
стабилизировать температуру внутри можно с помощью пельтье, меняя режим ( полярностью) и мощность ( шимом ).
Нашёл как считаются теплопотери:)
*Считаю для ПВХ коробочки(та, которая для примера) общей площадью 4000см²=0.004м², с толщиной стенки 3мм=0.003м и разницой температур в 50°C
Для начала найдем теплопроводность (λ) ПВХ - 0.19 м/(Вт*°C)
Затем посчитаем термическое сопротивление
R = δ / λ , где δ - толщина слоя в метрах.
R=0.003/0.19=0.0158 (м²*°C)/Вт
А теперь и теплопотери можем посчитать:)
P = (S * T) / R
где S - площадь поверхности
Т -разница температур
R - термическое сопротивление
P=(0.004*50)/0,0158 =12.65 Вт
Для двух таких стенок потери уже 6.33 Вт
То есть в случае с коробочкой ПВХ с толщиной стенок 6мм (2*3мм) минимальная мощность для поддержания температуры 6.33 Вт.
Но нужно сделать поправку на то что это расчетные значения и как на теплопотери повлияет скорость и влажность ветра и в том случае, если бокс намокнет под дождем - непонятно.
*А по поводу воздушной подушки, inspiritus правильно говорит, сам по себе воздух плохой теплопроводник, но за счет конвекции воздух начинает циркулировать, делая таким образом некий сквознячек. Поэтому пена хороший теплоизолятор - пористая структура с воздухом и никакого сквозняка.
А покатят соты? сделать их 1х1х1 см (из плёнки или тонкого ПВХ), чтобы предотвратить конвекцию. Потому что ПВХ непрозрачный и хз как туда заливать пену, вдруг где пузыри останутся. К тому же надо как-то дверцу сделать чтобы если что внутрь добраться можно было.
Чото 2 раза отправилось...
А покатят соты? сделать их 1х1х1 см (из плёнки или тонкого ПВХ), чтобы предотвратить конвекцию. Потому что ПВХ непрозрачный и хз как туда заливать пену, вдруг где пузыри останутся. К тому же надо как-то дверцу сделать чтобы если что внутрь добраться можно было.
Я представляю себе это приблизительно так:
(масштаб пвх соблюден, как в примере, расстояние для пены - случайное)
1. Лепите два бокса без крышек
2.Заливаете немного пены во внешний бокс
3. Вставляете внутренний бокс во внешний
4. Фиксируете внутренний бокс
5. Ждете затвердевания пены
6. Заливаете второй слой пены так, чтобы она приблизительно застыла у краев внутреннего бокса(думаю лучше будет если пена будет немного выше - ножом можно будет сделать аккуратный паз для крышки внутреннего бокса)
7. Можно попробовать покрыть внутренние стенки внешнего бокса чем-то вроде вазелина(чтобы пена не липла и потом можно было это смыть), закрыть внутренний бокс, залить все это сверху пеной, при застывании лишнее срезать и прилепить сверху крышку из ПВХ. Или же можно попробовать сделать оградку приблизительной формы как бокс, залить пеной, а конечную форму сформировать ножом.
*Вот интересная статья по литью фигурок из пены
http://ourworldgame.ru/figurnoe-lite-iz-stroitelnoj-peny/
Там видно, что воздушные пузыри все-же присутствуют, поэтому думается мне, что стоит заливать пену тонкими слоями. Но даже если будут воздушные камеры, то думаю, нестрашно, а может даже будет лучше по тепловому сопротивлению чем сама пена.
Lipt0n
о, спасибо, теперь понятно как делать.
есть замечательный утеплитель - сэндвич, которым делают откосы при установке пластиковых окон, ну или им же балконные двери ниже пояса зашивают. два слоя пластика 0.5 мм, между ними - пористый материал (ну как будто уже застывшая пена). очень удобно при конструировании, когда требуется утепленный корпус
бывает толщиной 10, 16, 24, 32, 40 мм
есть специальные уголки для стыковки панелей друг с другом