★ Tekniko en Esperanto ★
Kiel ŝpari varmon, do
hejtenergion en ĉambroj, salonegoj, ...
Aŭtoro: Inĝ. Leo De Cooman
Homoj sentas varmon laŭ pluraj
manieroj.
Rolas:
- la temperaturo de la ĉirkaŭaj objektoj
(hejtiloj, muroj, plafonoj, plankoj, fenestroj, ...) pro
varmoradiado
- la temperaturo de la ĉirkaŭa aero pro
konvekto.
- la relativa rapido de la aero
tuŝanta la korpon (vento, aerfluo, ...). La molekuloj de la
fluo forportas varmon; ju pli rapida estas la fluo, des pli granda
estas la varmoperda debito. Ni bremsas la aerfluon per
vestaĵoj.
- la humideco de la ĉirkaŭanta
aero pro elvaporado. Nia korpa regulsistemo baziĝas sur
la vaporiga varmo por malvarmigi tro varman korpon; tio estas la
varmo necesa por vaporigi kvanton da (ŝvitaĵa) akvo.
Humido en la aero malhelpas vaporigon de ŝvitakvo.
Simple:
Pli alta temperaturo de la
ĉirkaŭaj objektoj (vandoj) plialtigas la
varmosenton.
Pli alta temperaturo de la
ĉirkaŭanta aero plialtigas la varmosenton.
Pli alta rapido de la
ĉirkaŭanta aero rilate la korpon (vento, aerfluo,...)
malvarmigas ĝin.
Pli alta humido de la aero plialtigas la
varmosenton.
Plue ni atentu precipe la varmoradiadon,
do la influon de la temperaturo de la ĉirkaŭaj
vandoj.
Nia haŭto estas je temperaturo de
tridek kaj kelkaj gradoj.
En vintraj ĉambraj cirkonstancoj nia
haŭto elradias pli da varmo ol ĝi ricevas de la
vandoj.
Se ni ĉirkaŭigas nian korpon per folio
reflektanta la varmoradiojn (ekzemple aluminia folio), ni povas
konsideri la temperaturon de la vandoj egala al la temperaturo de
nia haŭto (virtuala temperaturo). Oni povus diri ke en
reflektanta sako -en idealaj cirkonstancoj, ĉe 100 elcenta
reflekto- nia haŭto ne plu perdas varmon per elradiado.
La efiko de tia folio estas bone konata.
Oni uzas tian folion ekzemple por transvivi en polusa regiono post
aviadila akcidento. Fajrobrigadistoj uzas aluminie privaporitajn
vestaĵojn por eviti trovarmigon de sia korpo per varmoradiado
de la fajro, ktp.
Kia estus la efiko de simpla kvazaŭ plata
reflektanta folio uzata kiel murtapeto?
La varmo elradiata far nia haŭto ja
estas respegulata far la folio, sed ne nepre utile revenos sur nian
haŭton. Plejgrandparte ĝi estas sendata alien kaj tiele
perdiĝas por ni mem.
Ĉu eblas retroreflektigi la
varmoradiojn al la loko, de kie ili venas?
Per simpla geometrio estas pruveble ke
ĉe spaca figuro, konsistanta el tri inter si ortaj
reflektantaj planoj (orta triedro), radio enfalanta en tiun figuron
estas reflektata paralele al la enfalanta radio.
La principo estas interalie uzata por retroreflekti
ekzemple lumradiojn de aŭtomobilaj lampoj aŭ radarradioj
de ŝipoj nokte navigantaj en kanaloj apud pontoj k.s.
Kiam tapeto konsistas el multaj malgrandaj tiaj
reflektantaj ĉeloj, la varmoradioj estas resendataj ne nur en
la saman direkton de la enfalantaj radioj sed ankaŭ tre
proksime al ĝiaj elirpunktoj (supozite ke la ĉeloj estas
malgrandaj).
Simple:
La varmo elradiata ekzemple far la pinto
de la nazo revenas (parte, ĉar reflekto neniam estas 100
elcenta) al la nazo, do ne perdiĝas en neutilajn lokojn.
La reflektitaj radioj fakte revenas ne
precize en la elirpunkto, sed proksime de ĝi. La maksimuma
distanco inter elira kaj revena punktoj dependas de la dimensioj de
la reflektantaj ĉeloj. Ju pli malgrandaj estas la ĉeloj,
des pli proksime la revenantaj radioj trafos la elirpunkton.
Parte, ĉar:
Tiuj reflektoj okazas nur se la varmosendanta korpo
troviĝas en loko sufiĉe proksime al la akso de la
reflektanta triedro, alie la reflektita radio ne plu trafas la
trian aŭ eĉ la duan lateron de la triedro kaj do
perdiĝas en neutilan lokon. Oportunaj lokoj situas je
maksimume trideko da gradoj ĉirkaŭ la ĉela
akso.
Kiel produkti tian tapeton?
La supraĵa
tavolo de la tapeto konsistu el reflektanta materialo. Oni povas
imagi bazon el plasto. La ĉeloj povas esti rulpremataj en
plastan folion sufiĉe dikan (imagu 0,5 mm).
Premrulilo aŭ premplato povas esti
konstruata per depreno de materialo (ekz. per tornado aŭ
frezado). La
pintangulo de la ilo estu ĉirkaŭ 70,5° (la
preciza valoro estas kalkulebla). Tri aroj da kaneloj je
120° unu de la aliaj estigas la deziratan patrican
ĉelaron. Post formado de la ĉeloj en la plastan
folion oni igu tiun folion reflektanta, ekz. per survaporado
de aluminio. Por prototipoj oni povus kemie precipiti nikelon
sur la folion.
Ĉar la dimensioj de la ĉeloj ne tre
gravas oni povas fari ilin tre malgrandaj tiele ebligante la uzon
de pli maldika folio, kvankam estas limo: ĉelo estu
sufiĉe pli granda ol la ondolongo de la varmoradiado (10
mikrometroj estas la ondolongo, ĉe kiu la radiado estas maksimuma laŭ Wien ĉe korpa temperaturo).
Eksperimento:
Aluminio bonege
reflektas la varmoradiadon. Oni facile spertas tiun efikon metante
la manon en aluminia poto (sen tuŝi la metalon): granda parto
de la elradiata varmo estas reflektata sur la manon. Alia
demonstracio estas jena: oni tenas aluminian folion je kelkaj
centimetroj antaŭ la frunto. La brilanta flanko de la folio
estu orientata al la frunto. Se la frunto estas sufiĉe varma
ĉe la komenco de la provo, oni klare sentas la reflektatan
varmon. Ni jam klarigis kial simpla
plata reflektanta tapeto ne bone funkcias je granda
distanco.
Resume:
Per tiu sistemo oni povas ŝpari varmon: la
tapetitaj vandoj estos je virtuala temperaturo de tridek kaj kelkaj
gradoj (t.e. la temperaturo de la haŭto). Tiu vanda
temperaturo estas sufiĉe alta por senti sin varma eĉ en
aera temperaturo de 0°. En multaj lokoj la varmosento estos
sufiĉe alta eĉ dum vintro sen uzo de aldona varmo el
hejtiloj.
Per apliko de tiu principo eblas konsiderinde
malpligi la eligon de karbodioksido en la atmosferon; do: aplikoj
de tiu principo meritas subvencion de registaroj.
Aliaj
aplikoj de la sama principo
estas elpenseblaj. Pripensinde estas la uzo en specialaj fornoj,
kie relative malgrandaj objektoj (dratoj, filamentoj, ktp.) restu
varmaj dum kelka tempo.