Почему батареи отопления белые
А между тем любой грамотный теплотехник справедливо заметит, что с точки зрения тепловой радиации наилучшей теплоотдачей обладает чёрный цвет, причём не кладбищенский эмалево-глянцевый, а матовый чёрный. Хотя теплоотдача батареи включает в себя не только тепловую радиацию, но и конвекцию, тем не менее разницу между белой и чёрной батареями легко ощутить. Например, поднеся тыльную часть ладони сантиметров на пять к чёрному, а затем к белому радиатору, нельзя не заметить, что чёрный греет сильнее.
Я, впрочем, далёк от агитации за чёрные батареи, но у себя в комнате, где фактор дизайна находится не на вторых даже, а где-то на шестнадцатых ролях — почему бы и нет. Ради интересу и чистой практичности, так скажем. Тем более что на работе завалялись остатки порошка под названием «чёрный шагрень». Шагрень этот матовый, в крапинку, а при соблюдении технологии должен быть ещё и.. как бы сказать-то.. волнистым, что ли, пёс его знает. Но технологию, естественно, по боку, ибо это пижонство и перебор для батареи-то. Ваяем радиатор и делаем простую ровную окраску без геморроя.
А что ещё сказать-то? А и нечего. Вот результат, да и всё. Летом будет повешен, чтобы зимою подогревать мне левый бок, когда я стану сидеть и писать какую-нибудь чепуху вроде этой.
_
oltrew | Дата: Суббота, 23 Мая 2015, 15:30 | Сообщение # 2 | |
Интересно — на сколько удастся поднять температуру, покрасив батареи в черный цвет? Мне кажется лучше вообще не красить — лучше будет теплоотдача. Особенно шершавый металл если. Не понял — почему стены белые? Нипарадак, срочно покрасить черным, глядишь — и батареи не понадобятся. Если не поможет черный, тогда красным. Еще есть идея желтым, а с обратной стороны серебрянкой. У меня еще много идей, чтобы не мерзнуть. Можно дуть на батареи, особенно, если всей семьей. Можно с той стороны зеркало ставить или фольгу прилепить. | ||
|
Pantagruel | Дата: Суббота, 23 Мая 2015, 19:54 | Сообщение # 3 | |
Это зависит от того, насколько доля тепловой радиации велика в общей теплоотдаче от радиаторов. Например, если на батареи дуют всей семьёй, то доля конвективного теплообмена заметно выше, и эффект от окраски будет малозаметен. Недалёк от истины, недалёк. Металл — он разный. Полированная и светлая поверхность излучает по минимуму, а чёрная прокатная сталь, как раз некрашеная, имеет тёмный матовый цвет, то бишь приближается к тому что нужно. Зеркал за батареями, я думаю, не ставят, а вот пенофол и фольгу приделывают. Это приводит к двойному эффекту — изолирует наружную стену как от комнатного воздуха, так и от теплового излучения батареи, в результате чего меньше тепла расходуется на подогрев данного участка стены. А вот красить стены чёрным — не нужно, поскольку чёрная поверхность не только эффективнее отдаёт тепло, но и эффективнее принимает его. Окраска стен чёрным изнутри поспособствует их лучшему прогреванию от комнатного тепла, и тем самым увеличит теплопотери. Окраска же стен чёрным снаружи приведёт к их лучшему прогреванию летом, что нам совершенно не нужно, а кроме того, увеличит теплопотерю зимой, что нам также совершенно не нужно. | ||
|
oltrew | Дата: Суббота, 23 Мая 2015, 22:08 | Сообщение # 4 | |
Хотелось бы количественно, в процентах, черное от белого. Может и аквариумы на лето стоит красить в черный цвет, а зимой в зеркальный? Но, похоже, задачка сложная. Погуглил — там Кирхгофы, Стефан-Больцманы, Лесли и Вины сильно все запутали. | ||
|
Pantagruel | Дата: Воскресенье, 24 Мая 2015, 07:57 | Сообщение # 5 | |
Если бы расчёт был простым. Задача многофакторная, нелинейная. Расчёт по коэффициентам степени черноты зачастую является некорректным, поскольку во-первых, мы имеем дело с излучением довольно узкого диапазона, а в различных диапазонах он у одной и той же поверхности неодинаков. Во-вторых, мы имеем дело также с узким диапазоном температур и меняющимися условиями теплоотдачи — переменная температура теплоносителя и переменная температура наружного воздуха. При таких вводных разница например в 5 о не просчитывается, такие значения поглощаются погрешностью вычислений. Это далеко не всё, но кроме прочего задача расчёта усложняется например и тем, что доля тепловой радиации в теплоотдаче батарей различного типа неодинакова. Например, такой регистр как у меня на снимке, имеет относительно высокую радиационную теплоотдачу, потому что поверхности открыты во всех направлениях. А вот у современных, например биметаллических, батарей эффект от окрашивания будет меньше, поскольку значительная часть их поверхности состоит из различных перегородок, которые направлены «внутрь» батареи и подогревают тепловым излучением сами себя. Зато это увеличивает общую площадь поверхности и конвективный теплообмен, что значительно компенсирует низкую радиационную теплоотдачу. Вообще же, доля радиационной теплоотдачи в радиаторах классических конструкций весьма высока. Она может составлять существенно больше половины общего значения теплоотдачи батарей. Оттого они, собственно, и называются радиаторами, а не подогревателями воздуха. И эффект от окрашивания батарей в чёрный цвет заметен. Однако, очевидно что согласно современным представлениям, увеличение поверхности нагрева и площади батарей является меньшим злом, чем окрашивание их в тёмные цвета. Иными словами, современные батареи являются уже больше конвекторами, нежели радиаторами. Зато белые. | ||
|
oltrew | Дата: Среда, 27 Мая 2015, 00:06 | Сообщение # 6 | |
Талант. Автору бы в теплоснабжающей организации Понял, что «доля радиационной теплоотдачи в радиаторах может составлять существенно больше половины общего значения теплоотдачи», но эффект от окрашивания «поглощается погрешностью вычислений». На вопрос «сколько количественно?» получается ответ: от поглощения погрешностью до неизвестности. | ||
|
Pantagruel | Дата: Среда, 27 Мая 2015, 19:36 | Сообщение # 7 | |
Не нужно передёргивать и искажать смысл написанного. Эффект от окрашивания имеется, а вот точное вычисление его значения затруднительно из-за большой погрешности вычислений. Если бы вопрос состоял в сравнении радиационной теплоотдачи скажем, двух дисков одинакового диаметра, коэффициент черноты одного из которых Ɛ=0,897, а другого Ɛ=0,276 при конкретной температуре например 70 о С, мы могли бы получить результаты, близкие к реальным, определяемым опытным путём. Если же мы попытаемся провести сравнительный расчёт радиационной теплоотдачи двух батарей, одна из которых беленькая, а другая чёрненькая, то неминуемо получим ответ, что первая излучает слабенько, а другая получше. Обычно радиатором считается нагреватель, доля радиационной отдачи которого составляет более 25% в общем потоке. Верхний предел доли радиационной теплоотдачи может составлять значительную величину при определённых условиях, поэтому я и написал «существенно больше половины». Однако, необходимо признать, что применительно к бытовым условиям и комнатным батареям, эта доля не так велика. Например, для плоского панельного радиатора она составляет около 40-50%, причём это усреднённая, справочная цифра, при которой радиатор не белый и не чёрный. Если же тот же самый радиатор задекорировать кожухом из пластика или фанеры, превратив по сути в конвектор, то доля тепловой радиации в общем потоке вряд ли превысит 5-8%, то есть в радикальном случае (кожух с низкой теплопроводностью) мы имеем разницу в 5-10 раз. В случае с чёрной и белой поверхностями разница, конечно, не столь велика, но конкретные цифры зависят от свойств конкретного покрытия. Выражаясь осторожно и обобщённо, я бы привёл цифру в 15% разницы между излучением чёрной и белой батарей, и эта цифра основана на практическом опыте и справочных данных, а отнюдь не на теоретических расчётах. Собственно, вы сейчас заставили меня написать всё то же самое, только другими словами. Если вам нужно количественно, гораздо проще и точнее провести натурные замеры в специально оборудованной камере. Кстати сказать, табличные данные по различным материалам и краскам определяются именно на стендах, а не расчётами. Но вы-то конечно, знаете лучше. Вы даже знаете, где бы и что автору надо писать. | ||
|
oltrew | Дата: Среда, 27 Мая 2015, 22:11 | Сообщение # 8 | |
Похоже, что угораздило меня ненароком обидеть автора. Приношу свои извинения. Дело в том, что не устраивают слишком неопределенные ответы на довольно конкретный вопрос. Батарея совершенно конкретная на фото, цвет тоже конкретный черный/белый, пусть с небольшими допусками черноты/белизны. А результат — от исчезающе нулевого до 50% и больше. Мне показалось, что это теоретизирующая отписка. Мне интуитивно кажется, что разница в цвете окраски почти не влияет на разницу в теплоотдаче — от долей процента до единиц процентов. Интересует конечно же общая теплоотдача, а не радиационная. Если нет возможности или лень перекрашивать и измерять, то можно найти данные для стандартного чугунной батареи отопления (на одну секцию). | ||
|
oltrew | Дата: Среда, 27 Мая 2015, 22:22 | Сообщение # 9 | |
Вот, почитал немножко из учебников: «Окраска (приборов отопления) зеленой эмалевой краской уменьшает теплоотдачу по сравнению с неокрашенным прибором на 4,4 % окраска свинцовыми белилами — на 1,3%; окраска цинковыми белилами и белой эмалевой краской увеличивает теплоотдачу на 1 %, а терракотовой эмалевой краской — на 3,8%. Влияние окраски на теплоотдачу приборов вследствие его незначительности обычно не учитывается.» М.И. Киссин, «Отопление и вентиляция», 1956 «На теплоотдачу нагревательных приборов влияет также их окраска. Так, при покрытии алюминиевой краской теплоизлучающая способность прибора снижается на 5—8%. Окраска приборов цинковыми белилами и белой эмалью на теплопередаче не сказывается.» Михайлов М.С. Отопление и основы вентиляции, 1972 Есть, оказывается, и специальные теплопроводные краски для окраски батарей. | ||
|
Pantagruel | Дата: Четверг, 28 Мая 2015, 00:02 | Сообщение # 10 | |
Это и есть справочные, практические данные, полученные на стенде. Причём они справедливы для конкретного артикула краски, и взяв две краски одинакового цвета, но разного состава, мы получим неодинаковые результаты. А рассчитать этого нельзя, по многим причинам. Я уже некоторые приводил, но вот вам ещё одна. Для оценки радиационной теплоотдачи бытового радиатора нужно знать его излучающую способность в диапазоне ИК-волн. Таких данных нет, и найти их нельзя, потому что в отношении каждой конкретной краски цифры будут неодинаковы. Да и нет никаких причин для сбора таких данных, потому что расчёты систем отопления производятся с использованием данных другого типа, например разницы температур подачи и обратки, заявленной мощности радиаторов, характеристик помещения итд, что гораздо практичнее и точнее. Ведь скорректировать мощность отопления за счёт добавления количества секций в батареях можно гораздо сильнее, нежели перекрасив их в чёрный цвет. Цена вопроса совсем иная. На выбор — выиграть 15% добавлением нескольких секций, что будет совершенно незаметно, или выкрасив все батареи в чёрный цвет, что заметно весьма и весьма. А ведь не стоит забывать о том, что для получения эффекта батарея должна быть прикрыта максимум тюлью, то есть даже плотная штора сведёт выигрыш на нет. У меня есть примеры большего разброса справочных данных, однако рассмотрим приведённые вами. Возьмём крайние значения. Терракота (красно-коричневый) — увеличение на 3,8%, зелёной эмалевой — уменьшение на 4.4%. Итого, разброс составляет 8,2%, и это данные по общей теплоотдаче. Если бы Киссин приводил данные по тепловому излучению, цифры были бы иными и скорее всего, в случае крайних вариантов (белый глянец и черный матовый), составили бы не менее 15%, а возможно, что и до 20%. Но топик-то именно о радиационной. Мне она важнее в конкретном случае: Потому что основное отличие современного конвектора от классичесого регистра или чугуных батарей в том, что конвектор греет таки воздух, а не пространство вокруг себя, и распределение тепла в помещении с конвекторами выглядит совершенно иначе, чем в помещении с радиаторами. Проще говоря, конвектор греет потолок и воздух под потолком, а радиатор греет всё то, что находится в зоне его радиации. Я полагаю, что привёл уже достаточно причин, по которым невозможно указать конкретные цифры, а проводить измерения с перекрашиванием батареи я не стану по двум причинам. Во-первых, потому что это нужно вам, а не мне. Во-вторых, у меня есть обширный опыт таких сравнений — приходилось в сырой спецовке отогреваться как у чёрных регистров, так и у белых конвекторов. Однако опыт не служит доказательством, поэтому приведу ещё один факт такого рода, который нетрудно себе представить, даже не проводя испытаний. Когда вы лежите в палатке, вы можете включить для обогрева газовую конфорку или газовый ИК-обогреватель. Так вот, первый способ — почти полностью конвективный обогрев, второй — почти полностью радиационный. Спалив один баллон газа за ночь, с конфоркой вы будете мёрзнуть и порой не верить в её существование, хотя комары под потолком будут дохнуть от жары. Спалив тот же баллон с обогревателем, вы можете и вспотеть. Nuff said. | ||
|
oltrew | Дата: Среда, 03 Июня 2015, 14:45 | Сообщение # 11 | |
Нельзя бросать столь важную для человечества тему как окраска черным теплоснабжающих и белым теплопоглощающих поверхностей. От этого зависит судьба планеты! И не только этой планеты. Вот придумают как дешево окрашивать битумные смеси отражающим серебристо-белым — и глобальное потепление отступит. А Марс покрасить теплопоглощающей аэрозолью — и можно колонизировать. Подумалось по аналогии с аквариумными спектральными индексами CRI и PAR: «белый цвет» и » чёрный цвет» для инфракрасного света — не белый и не черный. Белое и черное в видимом диапазоне волн не соответсвует понятиям «черное и белое» в инфракрасном диапазоне волн. Вода в аквариуме вообще прозрачная, а для ИК-света она черная! | ||
|
Pantagruel | Дата: Среда, 03 Июня 2015, 19:01 | Сообщение # 12 | |
oltrew, как вы думаете, почему я неоднократно подчёркивал, что вычисления подобного рода в данном диапазоне температур некорректны? Потому что в случаях расчёта например, поверхностей нагрева котлов мы имеем дело с температурами другого порядка, когда доля лучистой энергии в общем тепловом потоке около 95%, и это именно тот случай, при котором теоретические вычисления применимы. Вы пытаетесь доказать одно, говоря о другом. Вы сейчас написали очевидную вещь, но трактуете её совершенно так, как вам лично хотелось бы. Я уже писал, в общем-то, тоже самое: Дело в том, что мы не знаем, каковы свойства излучателя, покрытого конкретной краской, в интересующем нас диапазоне волн. Мне неизвестно, что имел в виду Фокин — может быть, он имел в виду длины волн, соответствующие температуре котельной топки, и эти данные совершенно неприменимы для оценки излучения столь холодного предмета, как домашняя батарея. Но вы легко можете убедиться в том, что эти данные не отображают реального положения дел. Поставьте на расстоянии скажем, 20 см от электрического проволочного радиатора прозрачное стекло; и такое же стекло, выкрашенное чёрной краской, для пущей наглядности матовой, поскольку разницу между матовой и глянцевой поверхностью я подчёркивал неоднократно, начиная с топика. По данным, приведённым вами, в течение определённого времени они нагреются одинаково, поскольку разница ε у них пренебрежимо мала. Но прикол в том, что не нагреются они одинаково и с одинаковой скоростью. Вот вам другие данные, правда сведённые из разных источников, но для наших непритязательных целей годятся. Обратите внимание на порядок разброса цифр. http://temperatures.ru/pages/koefficient_izlucheniya | ||
|
oltrew | Дата: Четверг, 04 Июня 2015, 00:29 | Сообщение # 13 | |
Так если для ИК чёрный вовсе и не чёрный, а белый может быть чернее чёрного, то как вообще можно говорить о цвете? Этак нужно вводить индекс ИК-цветопередачи. | ||
|
Pantagruel | Дата: Четверг, 04 Июня 2015, 02:21 | Сообщение # 14 |
Вот поэтому я постоянно пытаюсь отстраниться от обсуждения конкретных цифр, а вы пытаетесь меня на эту скользкую дорожку вытолкнуть. Действительно, в ряде справочных источников, например в «Основах теплопередачи» Михеевых приведены очень близкие значения ε например, для чёрного и белого лаков. Но это возвращает нас к тому, о чём уже говорилось — к свойствам конкретных красок. Этот справочник, к слову, пережил 2-е издание в 1977 году, и табличные данные оттуда так и кочуют по дальнейшим публикациям, притом я не уверен, что и у Михеевых эти данные не взяты из более ранних изданий. Вот здесь висит как раз таблица из этого справочника. И я готов согласиться, что при сравнении чёрного и белого лаков на основе минеральных пигментов, например сажи и окиси цинка, эти значения действительно будут схожи. Но вряд ли они будут схожи при сравнении разнокомпонентных материалов, которые во множестве применяются в наше время. Например, порошковая краска, которую я использовал, представляет собой полимер, содержащий органические красители, то есть по сути пластмассу. Табличные данные по ε и так достаточно условны и имеют некий разброс даже для одного материала, но ведь и сам-то коэффициент ε введён в закон Стефана-Больцмана лишь как поправка к уравнению, позволяющему вычислить излучение абсолютно чёрного тела. Коэффициент ε по сути, отражает различие между излучением абсолютно чёрного тела со и излучением реального тела с. Но сами авторы справочных пособий указывают, что вычисления через ε имеют сугубо прикладное значение — поскольку значения ε являются производными от ελ, определяемых не расчётами, а путём измерений, и справедливы лишь для конкретных, хорошо известных материалов. И это во-первых, а во-вторых, при конкретной же температуре. И разница в излучении двух разноокрашенных радиаторов при 70 градусах заметна только на практике. Потому что на практике мы имеем дело с двумя совершенно конкретными излучателями с совершенно конкретными свойствами, и со своим собственным телом, чувствительность которого позволяет эту разницу ощутить. А при подстановке в уравнение мы не сможем получить корректных данных, поскольку при столь мизерных температурах погрешность очень велика. И я уже, по-моему, в третий раз это пересказываю другими словами. |