Home made radiacijski ščit - koaksialni z ventilatorjem

[Smučar]

Končno sem se spravil k izdelavi izboljšanega radiacijskega ščita. Predstavljam izdelavo.

Kot sem že omenil, sem že do zdaj imel koaksialni ščit, torej cev v cevi, vendar z nekaj napakami. Notranja cev je bila prekratka in je notri vleklo segret zrak od zunanje cevi, poleg tega je bil montiran preblizu segretega droga VP. Sedaj sem ga izdelal iz večjih premerov cevi (75 in 125mm odtočna cev), od droga je odmaknjena 20cm, glavna izboljšava pa je 120mm ventilator na vrhu.

Zadeva izgleda nekako takole. Obe cevi sta pobarvani s sijaj belo barvo.


Notranja cev je vpeta v zunanjo s 3 vijaki, spodaj in zgoraj. Na spodnji strani sestava manjša cev štrli iz velike za 1cm, da se izognemo vsrkavanju toplejšega zraka, ki nastaja ob zunanji cevi.


Na vrhu se notranja cev konča cca. 10cm pod vrhom zunanje, tako da ventilator (ali naravni vlek) vleče zrak tako preko notranje cevi kot v vmesnem prostoru.


Ventilator 120mm idealno naseda na vrhu, viden je kotnik za montažo dvojne strehe:


Končni izdelek na drogu VP. Za dvojno streho sem uporabil kar skledi za solato  , pobarvani s sijaj belo barvo.


Pogled od spodaj na senzor:


V obratovanju je od danes nekje po 18h, jutri bom preizkušal, kako deluje z naravnim vlekom v primerjavi s prej, nato sledi test z ventilatorjem pri različnih obratih, da vidim, koliko % max obratov je zadosti za odličen rezultat. Glede na moje znanje fizike, bi moral tak radiacijski ščit enako ali bolje meriti temperaturo zraka kot ARSO hiška. Bomo videli, kako se bo obnesel.

Na koncu dobi solarni modul, ki bo neposredno vezan na ventilator.

[Matej1998]

Lepo si to naredil 

[Smučar]

Ko zakleto je danes skoraj do 11h vztrajala nizka oblačnosti in nisem mogel primerjati novega ščita ob jutranjem soncu, ko je prihajalo do največjih razlik z okoliškimi postajami.

No zdaj se je nebo spucalo, sonce seka s 1000W/m2, in takoj se vidi, da je zadeva precej boljša kot prej. Zaenkrat sledim VP Koseze z do +0,3K napake, vendar moram počakat, da temperatura neha divje naraščati, saj je moj ščit precej bolj odziven od ARSO hiške (večja termalna masa).
To je sedaj s stoječim ventilatorjem. Ko ga priklopim, bo očitno zadeva top.

EDIT: ob 16h sta bili temperaturi pri meni in Kosezah v ARSO povsem enaki, 31,1°C. Sonce na polno iz strani na radiacijski ščit.

Nato vštekam ventilator na 800rpm (max ima 1200rpm)...po pol ure temperatura pade na 29,8°, medtem v Kosezah še vedno 31,1°! Sicer bom še delal teste, ampak nekaj mi daje vedet, da moj ščit z ventilatorjem bolje meri temperaturo zraka kot original ARSO hiška! Brez ventilatorja sta očitno nekje tam-tam. 

[Smučar]

Danes je prižgan 120mm ventilator s cca. 800rpm. Trenutno senzor kaže cca. 1K nižjo temperaturo od vseh okoliških VP, za 0,7K nižje tudi od VP Koseze (ARSO hiška, 10km stran), čeprav je že od jutra na polnem soncu.
Še link: https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IBREZOVI3

Mislim, da je takle dizajn zmaga.
Naročeno imam že sončno celico, ki bo napajala ventilator. Da ne bo potrebno vleči cevi in kabla do VP. Zdaj imam za test kabel kar po travi napeljan, napaja pa ga adapter od stare Nokie 

[Smučar]

Citiram iz Trenutnega vremena:

Kazati bi moral enako, če sta na isti temperaturi zraka.
Kar pa kaže senzor 10 km stran od tebe, je pa popolnoma nepomembno; vsaj po moje.

Jaz imam par postaj v radiju 50 metrov in vsaka kaže malo po svoje. Ne vidim pa razlike med Davis ščitom in leseno hiško, recimo. Tam je prisoten skoraj izključno le statični offset med senzorjema (recimo 0.5°C).
Pohvalim tvoj trud in delo, ki si ga vložil. Bi te pa samo opozoril, da ni vsaka plastika primerna za na sonce. Plastika od Davisa je recimo odbojna in dejansko zaščiti senzor pred vplivom sonca, plastika, ki si jo uporabil ti, pa je namenjena za druge aplikacije. Tudi če si pobarval, to še ni to. Dvojni plašč in ventilator ti bosta sicer rešila pregrevanje, bodi pa pozoren na spremembe plašča.

lp

Kaj kaže VP Koseze, je zame zelo pomembno, ker že več let spremljam razlike med mojo in tisto VP pri najrazličnejših pogojih.  Takoj sem opazil razliko, hkrati pa tudi vem, da imamo velikokrat skoraj identične vremenske razmere. Poleg tega ima VP Koseze pravo ARSO hiško, kar ne morem trditi za nekatere druge bližnje VP, oddaljene 3-5km.

Ali bi kazala isto ali ne kot ARSO hiška je stvar preizkusa. ARSO hiška je pasivni ščit; opira se na naravno konvekcijo. Ne glede na to, da so polkna bela, se vendarle segrejejo za par K in ta zrak vsekakor potegne tudi v hiško. Na hitro bi rekel, da ARSO hiška stavi na svojo velikost, torej da vroč zrak blizu polken zaradi konvekcije potuje ob stenah in izstopa na vrhu, s tem pa vleče neogret zrak čez poden preko senzorja. Grem stavit, da če bi senzor postavili blizu stene, bi kazal preveč.
Moj koaksialni ščit pa senzor povsem zaščiti pred segreto zunanjo lupino, ker tisti zrak potuje v reži med obema cevema, notranja cev se zaradi tega zanemarljivo segreje. Tako notranja cev vleče preko senzorja izključno zrak iz okolice. Bi šel skoraj stavit, da bi isti senzor v ARSO hiški pokazal par desetink K več kot v mojem ščitu s prižganim ventilatorjem.

Glede plastike - zaščitena je z osnovno belo barvo za plastiko ter čez z sijajnim belim emajlom, ni šanse da UV poškoduje plastiko. Aja, z IR termometrom sem izmeril od sonca osvetljeno zunanjo plast cevi in je bila le-ta le za 3K toplejša od okoliškega zraka, tako dobro odbija sevanje! Zrak med cevema je torej manj kot 3K toplejši od okolice in ne more bistveno ogrevati notranje cevi, saj se giblje z vsaj 0,5-0,7 m/s navzgor in se hladi z okoliškim zrakom.

[Smučar]

Evo, dobil sem še sončno celico 7V/0,3A, ki bo priklopljena direktno na ventilator. Tako mi ne bo potrebno napeljevati kabla pod zemljo od hiše do droga VP. Ob najmočnejšem soncu se bo ventilator vrtel z nekje 2/3 max pretoka.

Celica bo montirana skoraj vodoravno, nekje 10 do 20° naklona proti jugu, ker v tem primeru ni bistvo proizvesti največ energije, ampak da proizvede zadosti moči že kmalu zjutraj, ko sonce že sije od strani na senzor.
Če bi jo namontiral na standardnih 45°, bi se ventilator začel vrteti prepozno dopoldne.

Poslikam, ko zmontiram.

[Smučar]

Kopirano iz Trenutnega vremena, da ne smetimo:

Ti kar imej ta tvoj ventiliran ščit pa pravi svoje zgodbe o slabših ščitih, kar seveda ne drži Je pa odvisno od mikrolokacije in seveda postavitve same postaje.

Seveda drži. Cilj merjenja temperature je, da se izmeri temperatura zraka in ničesar drugega. Standard je vsekakor potreben glede višine od tal, podlage, odmikov, s tem se jasno strinjam.

Ne strinjam pa se, da je ARSO hiška optimum.
Optimalen zaklon je tisti, ki najbolje izmeri temperaturo zraka oz. se ji najbolj približa. Torej tisti, ki bo na polnem soncu pokazal najnižjo temperaturo. Ker nižje od temperature zraka ne more izmeriti (če ni moker).

[komar]

Tudi na ARSO postajah je marsikje šlo čez 30 °, pa so senzorji v vremenskih hiškah. V LJ-Bežigrad kar 31 °C.

Saj jaz že nekaj časa trdim, da je prisilno aspiriran ščit boljši kot ARSO hiška.

Mogoče res, vendar to ni meritev po standardu. Standard predpisuje, kako se temperatura meri. Poleg tega nekako bolj zaupam dvema Vaisala senzorjema v ARSO hiški kot pa DHxx senzorju nad ventilatorjem.

Standard že,  ampak kar se mene tiče, hočem čimbolj natančno vedeti samo temperaturo zraka. In če to določen zaklon naredi bolje od Arso hiške, je zame superioren.

[Ciril]

Kopirano iz Trenutnega vremena, da ne smetimo:
Seveda drži. Cilj merjenja temperature je, da se izmeri temperatura zraka in ničesar drugega. Standard je vsekakor potreben glede višine od tal, podlage, odmikov, s tem se jasno strinjam.

Ne strinjam pa se, da je ARSO hiška optimum.
Optimalen zaklon je tisti, ki najbolje izmeri temperaturo zraka oz. se ji najbolj približa. Torej tisti, ki bo na polnem soncu pokazal najnižjo temperaturo. Ker nižje od temperature zraka ne more izmeriti (če ni moker).

ARSO hiška je standard, ki se uporablja že več desetletji. Uporablja se za primerljivost s starejšimi meritvami. Tako se tudi dnevna povprečja še vedno računajo iz terminskih T od 7h, 14h in 21h. Zaradi primerljivosti s tarejšimi meritvami, ko še ni bilo na voljo sodobne tehnologije in materialov.

LP Ciril

[Smučar]

Saj to vem, ampak hkrati se mi zdi neumno vztrajati na standardu, ki meri malce napačne temperature. Sploh za amatersko uporabo, mene zanima dejanska temperatura zraka, ne notranjosti ARSO hišice. 

[Tminc]

Meni se zdi zelo v redu, da si se tako posvetil izboljšanemu merjenju prave temperature zraka. Vseeno pa razumi, da obstajajo standardi, kot je omenil Ciril, že več desetletij. Takrat so termometer lahko zaščitili pred soncem s takrat dostopno "tehnologijo". Če bi zdaj meteorološke agencije spremenile način merjenja temperature, bi se (očitno) temperatura globalno znižala. Kar agencije definitivno vejo, imajo in uporabljajo, so kalibrirani senzorji temperature (in to v duplikatu v hiški). Preden menjajo senzor, hiško oz. lokacijo, gotovo precej dobro primerjajo izmerke.
Ker imaš tudi dovolj tehničnega znanja, gotovo poznaš tudi nelinearnost senzorjev. Ne gre se samo za absolutno točnost (v izbrani delovni točki) pač pa tudi zagotavljanje te točnosti čez večje območje meritve (npr. od -15°C do +35°C). Kdo mi zagotavlja, da sta 1-wire senzorja za 1 EUR v moji hiški bolj linearna od Davisovega senzorja za npr 70 EUR? Jaz tega ne vem, niti se ne obremenjujem preveč. Gotovo pa ARSO precej dobro preveri komponente, ki jih kupijo.
Še o mikrolokaciji. V Tolminu oz. radiju 2 km imamo vsaj 4 vremenske postaje: v centru Tolmina, v Zatolminu, pri meni in ARSO Tolmin/Volče. Nikoli nismo na desetinki, ker tudi ne moremo biti. Smo pa večinoma v stopinji. Senzorji: 2x Davis, 2x Vaisala, 1x WMR200.
Jaz ti predlagam, da pišeš na ARSO (so zelo dostopni) in neseš svoj senzor in ščit k eni od njihovih postaj ter spremljaš poteke temperature in vlage enkrat poleti (25-35°C) ter enkrat pozimi. S tem boš potrdil svoj trud in bil prepričan, da je tvoj ščit najmanj tako dober kot ARSOv.

[Smučar]

Seveda razumem pomen standarda, to je primerljivost tudi za nazaj.

Morda pa bi bila ideja, da bi ARSO poleg svojih hišk montiral še optimizirane prisilno zračene zaslone. Bi bilo zanimivo spremljati razlike.
Če se ne motim, Apogee dela nekaj podobnega:
Evo: https://www.apogeeinstruments.com/ts-100-ss-aspirated-radiation-shield-shield-only/

Še bolje - izpopolnim mojega in jih prodajam ARSO 

[Smučar]

Skoraj 2 leti po izdelavi zaklona, ta še vedno deluje odlično, prav tako 120mm ventilator, ki je izpostavljen precej vlagi, sploh pozimi, prav tako laufa vsaj 1/2-2/3 dneva. Očitno je zadeva precej odporna, je pa res da ne laufa na max obratih.
Le dvojna streha je izgubila nekaj barve, tisto moram na novo prebarvat.

Od jeseni je novost še ena sončna celica, zdaj sta dve, ki gledata proti vzhodu in zahodu. Tako se ventilator začne vrteti že ob prvih sončnih žarkih po vzhodu sonca in dela do zahoda sonca, minimalno se vrti celo ob delno oblačnem vremenu. Ob sončnem vremenu imam najnižjo temperaturo od vseh okoliških postaj, oddaljenih 3-8km, največje so razlike ob močnem poletnem soncu in brezvetrju.
Skratka sem zelo zadovoljen.