Springen naar inhoud

Warmteoverdracht koperen buis naar water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

joris s

    joris s


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2018 - 10:01

Beste alle, 

 

Als er water door een warme koperen buis stoomt, moet er dan in de berekening rekening worden gehouden met de conductie van koper naar water of zijn alleen de formules van convectie en radiatie van toepassing?

 

Ik ga in eerste instantie uit van stilstaand water, later misschien ook nog van stromend water, word de convectie stroom dan aangetast?

 

Met vriendelijke groet

 

Joris 


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10549 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 mei 2018 - 12:13

De conductie lijkt me zeker van belang. Bij convectie moet je je overigens afvragen of je dan nog wel kan spreken van 'stilstaand water'. 

Victory through technology

#3

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 1841 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 mei 2018 - 12:28

Waar is die buis onderdeel van? Wat is het doel van dat ding?

 

Wat is er aan de buitenkant van de buis?


#4

joris s

    joris s


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2018 - 14:20

De conductie lijkt me zeker van belang. Bij convectie moet je je overigens afvragen of je dan nog wel kan spreken van 'stilstaand water'. 

Weet u misschien welke formule er voor conductie gebruikt wordt? Ik kan alleen formules vinden voor de warmtestroom binnen een materiaal van punt 1 naar punt 2. Ik wil graag berekenen hoe snel het water in de buis opwarmt als het koper om het water heen een bepaalde temperatuur heeft. 


Waar is die buis onderdeel van? Wat is het doel van dat ding?

 

Wat is er aan de buitenkant van de buis?

Het wordt een zonnecollector, er is een zwarte aluminium plaat waar het licht op valt, warmte zal door radiatie in het koper komen. onder het koper zit nog aluminium tape om warmte te reflecteren. alles is omgeven door isolatiemateriaal en daarbinnen zit lucht opgesloten.


#5

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10549 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 mei 2018 - 14:41

Oh, ik dacht dat je water wilde opwarmen met een koperen buis die er doorheen liep - zeg maar een warmtewisselaar. 

 

Bij een dergelijk zonnepaneel denk ik dat het niet zoveel uitmaakt gezien het water daar toch moet stromen wil je de warmte kunnen gebruiken. Ga je het laten circuleren vanuit een reservoir of iets dergelijks?

Victory through technology

#6

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 1841 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 mei 2018 - 14:58

.... er is een zwarte aluminium plaat waar het licht op valt, warmte zal door radiatie in het koper komen.onder het koper zit nog aluminium tape om warmte te reflecteren
Dit is niet duidelijk want het klinkt nogal tegenstrijdig (om niet te zeggen idioot).

 

Zoals ik het nu begrijp maakt het koper geen contact met de alumimiumplaat en moet de warmte van de plaat naar de koperen buis vooral door straling overgebracht worden?

Lijkt me geen optimaal ontwerp want een hoop straling zal dan langs de koperen pijp het heelal in schieten.

 

Heb je een schets van hoe het er uitziet?


#7

joris s

    joris s


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2018 - 21:40

Dit is niet duidelijk want het klinkt nogal tegenstrijdig (om niet te zeggen idioot).

 

Zoals ik het nu begrijp maakt het koper geen contact met de alumimiumplaat en moet de warmte van de plaat naar de koperen buis vooral door straling overgebracht worden?

Lijkt me geen optimaal ontwerp want een hoop straling zal dan langs de koperen pijp het heelal in schieten.

 

Heb je een schets van hoe het er uitziet?

 

 

Het heet een vlakke plaat collector. Schijnbaar de meest gebruikte zonnecollector, ik was er ook verbaasd over dat dit blijkbaar het meest efficiënte ontwerp is gezien alle warmte door straling en een soort broeikas effect overgedragen moeten worden. 

https://nl.wikipedia.../Zonnecollector(een van de eerste kopjes gaat over de vlakke plaat collector)

Veranderd door joris s, 22 mei 2018 - 21:47


#8

joris s

    joris s


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2018 - 21:46

Oh, ik dacht dat je water wilde opwarmen met een koperen buis die er doorheen liep - zeg maar een warmtewisselaar. 

 

Bij een dergelijk zonnepaneel denk ik dat het niet zoveel uitmaakt gezien het water daar toch moet stromen wil je de warmte kunnen gebruiken. Ga je het laten circuleren vanuit een reservoir of iets dergelijks?

Ja het water komt uit een reservoir en wordt continu rondgepompt. De pompsnelheid moet nog bepaald worden maar ik wil dit als variabele in mijn MATLAB script zetten om zo te ontdekken of snelstromend water beter werkt dan langzaam stromend water of andersom. Ik heb alleen moeite met het bepalen van de warmte overdracht van de koperen buizen naar het water. De radiatie lukt wel. Ik was dus niet zeker of convectie verwaarloosd kan worden omdat het water continu stroomt en een convectie stroom dus gelijk verstoord wordt (dit was mijn redenatie, ik weet nog niet of dat kan). Maar vooral de conductie geeft problemen omdat de meeste formules die ik kan vinden gaan over het warmtetransport door 1 voorwerp heen, en niet van het ene voorwerp naar het andere.


#9

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10549 berichten
  • VIP

Geplaatst op 23 mei 2018 - 01:15

Kwalitatief lijkt het me vrij eenvoudig: hoe sneller het water stroomt, hoe groter het temperatuurverschil en hoe beter de overdracht van warmte. Uiteraard staat daar wel tegenover dat het heel snel rondpompen van het water meer energie kost dan langzaam, dus daar zal ergens een optimum in zitten. 

 

Wat die vlakke plaat collector betreft: volgens mij staan die leidingen dus WEL in direct contact met de zwarte plaat, maar is dat geheel verder geisoleerd om maximaal op te warmen in de zon. Of het vervolgens nog zin heeft een (IR) reflector aan te brengen op de 'bodem' van de isolerende bak durf ik niet te zeggen, maar het lijkt me wel plausible gezien de isolatiewaarde ook niet oneindig is... een beetje vergelijkbaar met het nut van radiatorfolie achter een radiator die gemonteerd is tegen een goed geisoleerde buitenmuur of zelfs binnenmuur. 

Victory through technology

#10

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 1841 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 23 mei 2018 - 08:54

Ik zie nu dat je een collector bedoelt waarbij de leidingen onder de plaat zitten, niet erboven zoals ik eerder dacht. De leidingen zitten zo te zien vast verbonden met de plaat.

 

Er zijn overigens vele versies van vlakkeplaatcollectors te vinden op internet, vaak zelfbouw, ook met pijpen erboven en pijpen niet vast verbonden met de plaat. Amateurs doen immers maar wat.

 

Met de pijpen vast aan de plaat wordt warmte van de plaat via geleiding (conductie) overgebracht naar de pijpwanden, en van de pijpwanden naar het water door convectie. In feite is de plaat dan een serie parallelle lamellen (vinnen, fins) aan de pijpen. Stel dat per meter plaat er 10 pijpen 10 cm uit elkaar liggen dan is het hetzelfde als wanneer er 10 pijpen zijn met elk aan weerszijden een vin met een breedte van 5 cm. De breedte, dikte en lambda van elke vin bepaalt dan zijn fin efficiency.

 

Hoe groter het waterdebiet door de pijpen stroomt des te kouder de plaat wordt en dus des te minder warmte er verloren gaat doordat de plaat het weer uitstraalt naar het heelal. Het rendement van de collector stijgt dus als het waterdebiet toeneemt, maar het water zal kouder uit de collector stromen: dus meer debiet betekent meer opgenomen warmte maar van een lager temperatuursniveau.

 

De glazen afdekplaat  dient om het warmteverlies aan wind te minimaliseren doordat de glazen plaat veel koeler is dan de zwarte plaat.


#11

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10549 berichten
  • VIP

Geplaatst op 23 mei 2018 - 10:49

Je zou eens moeten kijken naar installaties in de praktijk. In nederland zijn die tamelijk zeldzaam, maar als je voorbij midden europa gaat (zeg zuidelijker dan frankrijk) dan zie je heel veel van dit soort installaties gemonteerd. Vaak werkt het als een soort van voor-verwarmer voor het warme water: de zonneboiler brengt het op een zeker temperatuurnivo (afhankelijk van het seizoen) en een gas of electrische verwarmer zorgt voor uiteindelijk bruikbaar warm water voor bijvoorbeeld de douche. 

 

Op zich een mooi systeem, maar ik heb wel mn twijfels bij de microbiologische veiligheid van het geheel - als de temperatuur in de opslagtank structureel onder de 60 graden blijft moet je denken over zaken als legionella. 

Victory through technology





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures