Nesteen lämpötilan mittaaminen putken pinnalta

[fraatti]

Jatkan tänne jotta tämä tietoa jää muiden löydettäväksi helposti.

Oletko havainnut että putken päältä mitattuna lämpötila on eri kuin esim lauhduttimelta lähtevän veden anturi kertoo?  Jossain toisessa ketjussa pohdin tuota aikaisemmin ja ainakin päädyin sellaiseen johtopäätökseen että lukema ei ole aivan sama kuin mitä nesteen lämpötila todellisuudessa. Luultavasti mitä suurempi ilman ja nesteen lämpötilaero on niin sen enemmän mittaus pinnalta valehtelee. Tuosta oli oikein joku tutkimuskin netissä mutten jaksanut perehtyä siihen vielä paremmin kun en omistanut vielä loggeriakaan... Yksi mielenkiintoinen tieto olisi myös oman lämmönsiirtokanaalin lämpöhäviö. Tuo täytyisi myös selvittää....

Tätä asiaa joskus mittailin
Oheisessa kuvassa tuloksia 22mmCu_20mm solumuovieriste

ATS

Ohhoh... Sinä se jaksat aina yllättää

Jos nyt tulkitsen oikein niin nuo putken päälle tehdyt "taskut" näyttävät varsin lähelle oikeaa lämpötilaa. Onko toisessa kyseessä pyöreä putki joka on juotettu tuon tuon 22mm putken kylkeen? Ja toisessa kyseessä cu-putki josta toinen kylki on leikattu auki?

Mikä on menetelmä mikä vaati mahdollisimman vähän lämpöä ja mahdollistaa näin ollen olemassa oleviin järjestelmiin pinta taskun tekemisen? Onnistuukohan tuo vettä täynnä olevien putkien kanssa? Mahtaakohan nestekaasukäyttöinen puhalluslamppu piisata tuohon? Ainut mikä ongelma tuossa lämmittämisessä saattaa tulla on se että mapress liittimien o-renkaat saattavat ottaa kipeää. Oleellista tuossa lienee se että anturi on ympäröitynä jokapuolelta tuolla samalla "lämpötilalla".  Osaatko sanoa miksi tuo putken sisällä taskussa oleva anturi ei näyttänyt oikein?

Kuinkahan kemialliset metallit mahtaisivat toimia tuossa liittämisessä? Yksivaihtoehto olisi tietysti myös jonkinlainen kappale kuparista joka kiinnittyy putken kylkeen lämmönsiirtotahnalla. Kappaleen ja putken väliin sitten jäisi sopiva kolo tuota anturia varten. hmm..

[seppaant]

Jos nyt tulkitsen oikein niin nuo putken päälle tehdyt "taskut" näyttävät varsin lähelle oikeaa lämpötilaa. Onko toisessa kyseessä pyöreä putki joka on juotettu tuon tuon 22mm putken kylkeen? Ja toisessa kyseessä cu-putki josta toinen kylki on leikattu auki?
Anturi No 1 1-Wire anturi on rautalankahässäkällä keskitetty keskelle putkea suoraan vesivirtaukseen.
No 2 Putken sisälle on juotettu anturinkokoinen putki siten että itse anturi on n. keskellä putkea.
No 3 Putki juotettu suoraan putken pintaan
No 4 putki juotettu irrallisen putkenpuolikkaan pintaan. Väliin piitahnaa ja kiristetty nippusiteellä.
No 5 Piitahnaa anturin ja putken välissä ja kiinnitetty "jeesusteipillä" putken pintaan.
Näissä mittauksissa oli putken ja anturien päällä kaksi kerrosta 10mm solumuovieristettä.

Lisäksi tein kokeet eristämättömällä putkella sekä solumuovi + 50mm styrox
Eristys vaikutti yllättävän vähän mittausvirheisiin.

Mikä on menetelmä mikä vaati mahdollisimman vähän lämpöä ja mahdollistaa näin ollen olemassa oleviin järjestelmiin pinta taskun tekemisen? Onnistuukohan tuo vettä täynnä olevien putkien kanssa? Mahtaakohan nestekaasukäyttöinen puhalluslamppu piisata tuohon?
Nestekaasupuhalluslampun unohtaisin.
Tina + tehokas juotoskolvi saattaisi onnistua.
 Ainut mikä ongelma tuossa lämmittämisessä saattaa tulla on se että mapress liittimien o-renkaat saattavat ottaa kipeää. Oleellista tuossa lienee se että anturi on ympäröitynä jokapuolelta tuolla samalla "lämpötilalla". 
Osaatko sanoa miksi tuo putken sisällä taskussa oleva anturi ei näyttänyt oikein?
Sitä minäkin ihmettelin. Putken sisällä olevan taskun luulisi näyttävän tarkimmin.
Vaihdoin anturiakin ja toistin mittaukset muutamaan kertaan ja aina sama tulos.
Syynä lienee kuitenkin se, että asennustavasta johtuen (kohtisuorassa putkeen nähden)  pääsi anturijohtoa pitkin lämpöä itse anturiin.
Anturi pitäisi juottaa vinoon asentoon putkeen nähden ja viedä johtimet hetken matkaa putken pinnalla kuten muissa antureissa on tehty.

Sitten kun ehdin laitan loputkin koetulokset tänne.

ATS

[fraatti]

Tuolla naapurifoorumilla on yleisesti ottaen enemmän propelihattuja liikenteessä niin laitoin kysymyksiä myös sinne ja myös jotain keskustelua se on herättänyt....http://lampopumput.info/foorumi/index.php?topic=23252.0

[k113635]

Itse aloittelin lämpötilojen mittaamisia kupariputkista vasta viime keväänä, joten tässä hieman aloittelijan kokemuksia kantapään kautta opittuna.

Tilasin 15kpl 1wire-antureita valmiiksi vedenpitävästi paketoituna. Pistin anturit kaikki nippuun ja vesilasiin jolloin paljastui että pienimmän  ja suurimman anturin lukemien erotus oli 1.5-astetta ja loput satunnaisessa hajonnassa tuolla välillä. Tuossa ei paljoa 12bitin tarkkuudet auta jos pohjalla on moninkertainen virhe.
-> kandee tehdä järjestelmään anturien kalibrointi ennen kuin kiinnittelee niitä semi-pysyvästi järjestelmiinsä. 

Edelleolevissa kirjoituksissa oli hienosti mitattu putken pintaan asennettujen anturien absoluuttista virhettä, mutta omissa mittauksissa mittausten viiveet ovat haitanneet enemmän. Yritin ratkaista noita molempia virheitä pyrkimällä asentamaan anturit joita verrataan toisiinsa aina samalla tekniikalla, olettaen että systemaattiset virheet kumoavat toisensa mittaustulosten eroja laskettaessa. Mutta hankalaksi tilanteen tekee jos esim. samassa linjassa on 22mm, 18mm ja 15mm kupariputkea joiden tuloksia haluaisi verrata toisiinsa.
-> absoluuttiset arvot ovat monasti aika turhia, mielenkiintoisemmat löydöt ovat tulleet tarkastelemalla lukemajoukon trendejä.
-> viiveet ovat joskus yllättävän suuria. Suihkun jälkeen ehtii helposti kuivaan itsensä, pukeutumaan ja tulemaan tietokoneelle seuraileen kuinka lämpötilat vielä kasvaa kupariputkissa. Ei ole sekuntipeliä.
-> käyttöveden mittaukset ps. suihkut olen suosiolla unohtanut, joku käsienpesulirautus näkyy mielestäni hyvin eristettujen anturien (13mm) lukemissa yhtä paljon kuin teknisen tilan oven avaus. Toisaalta noista lukemista saa helposti myös tehtyä kulunvalvonnan taloon 

Tarkimman tuntuiset lämpötilat olen saanut pollucomista, mutta sen vastapainoksi tuli kasvanut virtausvastus. Täällä Q1.5 pollu vaikutti n.10W kiertovesipumpun kulutuksessa jos halusi pitää virtauksen vakiona. Ei haittaa jos mittailee vain lämpöenergioita ja lämpötiloja, mutta menin onneton myös mittaamaan virrankulutuksen.

Pahimmillaan mulla meni +100 lämpötila +muuta mittausta minuutin välein kantaan, mutta kaikkea noita voi vain käyttää neuvoa antavasti säätämiseen. Ne millä on oikeasti lopulta väliä ovat sähkölaitoksen mittarilukema laskussa ja asukkaiden viihtyvyys. Se on oikeasti hämmentävää kuinka vähän esim. tarkastikin mitattu huonelämpötila korreloi ihmisten kokeman lämpötilan tunteen kanssa ja toisaalta jos meinaa saada ylös kaikki jotka tuohon kokemukseen vaikuttaa on edessä aika loputon mittausurakka.

[seppaant]

Tilasin 15kpl 1wire-antureita valmiiksi vedenpitävästi paketoituna. Pistin anturit kaikki nippuun ja vesilasiin jolloin paljastui että pienimmän  ja suurimman anturin lukemien erotus oli 1.5-astetta ja loput satunnaisessa hajonnassa tuolla välillä. Tuossa ei paljoa 12bitin tarkkuudet auta jos pohjalla on moninkertainen virhe.
-> kandee tehdä järjestelmään anturien kalibrointi ennen kuin kiinnittelee niitä semi-pysyvästi järjestelmiinsä. 

Mittaustekniikka on haastava tieteenala.
Olen tehnyt useastikin yllämainitun "vesitestin".
Jos anturit ovat vesilasissa (irrallaan), on helppo saada edellä oleva 1,5C ero anturien välille.
Sido anturit tiiviiseen nippuun ja laita huoneenlämpöisellä vedellä täytettyyn termospulloon siten että ovat keskellä vesitilaa, lisäksi termospulloon jokin "vispilä" millä saa sekoitettua vettä.
Minä olen päässyt 10 anturin testauksessa max hajontaan 0,3 - 0,4C eron ollessa tyypillisesti 0,1 - 0,2C.

Se on oikeasti hämmentävää kuinka vähän esim. tarkastikin mitattu huonelämpötila korreloi ihmisten kokeman lämpötilan tunteen kanssa ja toisaalta jos meinaa saada ylös kaikki jotka tuohon kokemukseen vaikuttaa on edessä aika loputon mittausurakka.

Juuri näin

ATS

[seppaant]

Tässä vielä kaikkien kokeiden tulokset.
Toivottavasti saa selvää koska tänne voorumille voi liittää vain hyttysenp...n kokoisia liitteitä.

ATS

[seppaant]

Ja tässä ATS-Laboratoorio

[fraatti]

Tässä vielä kaikkien kokeiden tulokset.
Toivottavasti saa selvää koska tänne voorumille voi liittää vain hyttysenp...n kokoisia liitteitä.

ATS

Tein tuonne tuon ohjeen kuinka kuvia voi liittää tuon imgur.comin kautta. Kokeileppa saatko ohjeen avulla kuvaa liitettyä? Olen käyttänyt tuota satojen kuvien kanssa jo...
Control-v:llä voi kuvia lisätä myös leikekirjasta...
Ohjeet täällä: http://www.maalampofoorumi.fi/index.php?topic=6570.0

[fraatti]

Tilasin 15kpl 1wire-antureita valmiiksi vedenpitävästi paketoituna. Pistin anturit kaikki nippuun ja vesilasiin jolloin paljastui että pienimmän  ja suurimman anturin lukemien erotus oli 1.5-astetta ja loput satunnaisessa hajonnassa tuolla välillä. Tuossa ei paljoa 12bitin tarkkuudet auta jos pohjalla on moninkertainen virhe.
-> kandee tehdä järjestelmään anturien kalibrointi ennen kuin kiinnittelee niitä semi-pysyvästi järjestelmiinsä. 

Tilasin noita pelkkiä TO-92 koteloituja lutikoita. Olettamuksena oli se että kinukkien viritykset saattaa olla noissa kyseenalaisia ja nopeammin reagoivan anturin saa tuolla pelkällä satiaisella. Jostain muistan lukeneeni että nuo koteloidut ovat olleet hitaita ja epäluotettavia tuon kotelon takia. Toki noissakin on varmasti eroja. Jokatapauksessa tuossa tulee aina lisää lämmönsiirtopintoja jotka tuskin auttavat mihinkään.

Anturien kytkentää varten tilasin myös liimallista kutistesukkaa. Kokemus liimattomista on ollut sen verran kehno että ajattelin skipata ne suoraan tälläkertaa. Johdoksi valitsin tuon "puhelinkaapelin" mihin voi sitten puristella tongeilla noita liittimiä ja johdoista saa aina helposti oikean mittaisia. Jako tulee tapahtumaan RJ11 splittereissä/puhelinjohdon jakajissa. Tuollaiset maksoi hiukan reilun 1€ kotiin kannettuna. Liittimet tais maksaa muutaman euron/100kpl. Tongit tais olla noin 10€. 150m johtoa taisi maksaa noin 25€.

Tarkimman tuntuiset lämpötilat olen saanut pollucomista, mutta sen vastapainoksi tuli kasvanut virtausvastus. Täällä Q1.5 pollu vaikutti n.10W kiertovesipumpun kulutuksessa jos halusi pitää virtauksen vakiona. Ei haittaa jos mittailee vain lämpöenergioita ja lämpötiloja, mutta menin onneton myös mittaamaan virrankulutuksen.

Yllättävän paljon tuo jarruttaa. Onko tuo 10W koneen rullatessa minimi teholla? Suuremmalla virtauksella jarruttanee enemmän... Sinänsä ultraääneen perustuva mittaus on tuon takia varsin pätevä. Tosin kait siinäkin joku std kokoinen putki on sisällä... 

Ne millä on oikeasti lopulta väliä ovat sähkölaitoksen mittarilukema laskussa ja asukkaiden viihtyvyys. Se on oikeasti hämmentävää kuinka vähän esim. tarkastikin mitattu huonelämpötila korreloi ihmisten kokeman lämpötilan tunteen kanssa ja toisaalta jos meinaa saada ylös kaikki jotka tuohon kokemukseen vaikuttaa on edessä aika loputon mittausurakka.

Lämmöntunteeseen omien mutujen mukaan vaikuttaa lämpötila, sisäilman kosteus, tuloilman kosteus(ulkoilman kosteus), tuloilman lämpötila sekä ilmanvaihdon aiheuttama veto. 

Itse en ole allerginen 1 asteen sisälämpötilan muutokselle mutta kuivan sisäilman huomaan heti. Samoin ilmanvaihdon veto on varsin helppo todeta ja jotkut ovat tuolle paljon herkempiä kuin toiset. Sateiset päivät myös huomaa siinä helposti kun tekee mieli sohvalla laittaa pitkähijaista paitaa päälle vaikka lämpömittari nakuttaa 0,5 asteen tarkkuudella sitä samaa kuin ennenkin....

Tuloilman jäähtymisen huomaa helpoiten siitä että jossain kohtaa talvea alkaa kaivamaan paksumpaa peittoa Nyt alkaa olemaan taas se hetki käsillä...

[fraatti]

Ja tässä ATS-Laboratoorio

Tuossahan on oikein tekemisen meininkiä

[seppaant]

Pieni yhteenveto mittausten tarkkuuksista.
Maalämmön lämmönjakojärjestelmien lämpötiloissa
Mitattaessa Cu putkesta putken pintaan juotetusta taskusta 20mm eristyksellä on virhe pienempi kuin 0,1 C.
Jeesusteippi + piitahna asennuksessa on virhe lähes 10 kertainen verrattuna juotettuun taskuun.

Siniraitaisessa eristetyssä putkessa keruupiirin lämpötiloissa on virhe tyypillisesti 1C suuruusluokkaa.

ATS

[k113635]

Tilasin noita pelkkiä TO-92 koteloituja lutikoita. Olettamuksena oli se että kinukkien viritykset saattaa olla noissa kyseenalaisia ja nopeammin reagoivan anturin saa tuolla pelkällä satiaisella. Jostain muistan lukeneeni että nuo koteloidut ovat olleet hitaita ja epäluotettavia tuon kotelon takia. Toki noissakin on varmasti eroja. Jokatapauksessa tuossa tulee aina lisää lämmönsiirtopintoja jotka tuskin auttavat mihinkään.

Anturien kytkentää varten tilasin myös liimallista kutistesukkaa. Kokemus liimattomista on ollut sen verran kehno että ajattelin skipata ne suoraan tälläkertaa. Johdoksi valitsin tuon "puhelinkaapelin" mihin voi sitten puristella tongeilla noita liittimiä ja johdoista saa aina helposti oikean mittaisia. Jako tulee tapahtumaan RJ11 splittereissä/puhelinjohdon jakajissa. Tuollaiset maksoi hiukan reilun 1€ kotiin kannettuna. Liittimet tais maksaa muutaman euron/100kpl. Tongit tais olla noin 10€. 150m johtoa taisi maksaa noin 25€.

Kuulostaa hyvältä. Vedenpitävyys noissa halvoissa kinkkiantureissa on lähinnä vitsi, kutistesukka oli irti useammasta.

Yllättävän paljon tuo jarruttaa. Onko tuo 10W koneen rullatessa minimi teholla? Suuremmalla virtauksella jarruttanee enemmän... Sinänsä ultraääneen perustuva mittaus on tuon takia varsin pätevä. Tosin kait siinäkin joku std kokoinen putki on sisällä... 

Harmi etten pistänyt noita lukemia ylös tarkemmin. Käytännön havainto oli että Alpha2 25-60 virtaa oman epätarkan mittarinsa mukaan nyt CP2 asetuksella saman (0.8m^3/h)  mihin ennen vaadittiin CP3.

Pollu oli tosiaan käytetty ja aika vesikivinen sisältä, joten vastus oli varmasti suurempi kuin uuden.

Jos harrastusbudjetti joskus antaa myöten, niin korvaan käytetyt pollut Grundfosin ultra-antureilla (esim. VFS 2-40l näyttäis lupaavalta).

Lämmöntunteeseen omien mutujen mukaan vaikuttaa lämpötila, sisäilman kosteus, tuloilman kosteus(ulkoilman kosteus), tuloilman lämpötila sekä ilmanvaihdon aiheuttama veto. 

Itse en ole allerginen 1 asteen sisälämpötilan muutokselle mutta kuivan sisäilman huomaan heti. Samoin ilmanvaihdon veto on varsin helppo todeta ja jotkut ovat tuolle paljon herkempiä kuin toiset. Sateiset päivät myös huomaa siinä helposti kun tekee mieli sohvalla laittaa pitkähijaista paitaa päälle vaikka lämpömittari nakuttaa 0,5 asteen tarkkuudella sitä samaa kuin ennenkin....

Tuloilman jäähtymisen huomaa helpoiten siitä että jossain kohtaa talvea alkaa kaivamaan paksumpaa peittoa Nyt alkaa olemaan taas se hetki käsillä...

Mua on nyt vanhemmiten (44v) ruvenut kolotteleen jo huomattavasti ennenkuin mittarit huomaavat kämpän jäähtyvän, ärsyttävää. Ehkä tämänkin vuoksi tulee panostettua tuohon vakio-olosuhteisiin sisätiloissa hieman normia enemmän.

[k113635]

Pieni yhteenveto mittausten tarkkuuksista.
Maalämmön lämmönjakojärjestelmien lämpötiloissa
Mitattaessa Cu putkesta putken pintaan juotetusta taskusta 20mm eristyksellä on virhe pienempi kuin 0,1 C.
Jeesusteippi + piitahna asennuksessa on virhe lähes 10 kertainen verrattuna juotettuun taskuun.

Siniraitaisessa eristetyssä putkessa keruupiirin lämpötiloissa on virhe tyypillisesti 1C suuruusluokkaa.

ATS

Iso kiitos täältäkin tulostesi jakamisesta. Mukavaa kun jotkut osaa, jaksaa ja vielä jakavat kokemuksiaan muille.

Sellainen kommentti noihin virheisiin. Että suhteellisen vakio-olosuhteissa varmaan useallakin eri tavalla pääsee riittäviin tarkkuuksiin, mutta lämpötilojen ja/tai virtausten muuttuessa tulee lisää hankaluuksia. Ja näistä yksi mitä ei ole vielä mainittu on mittauksen ajankohdan ja mittaustuloksen talletuksen välinen viive.

Esimerkki: invertteri-mlp nostaa kierroksiaan ja samalla muutetaan lauhdutinvirtausta, mittaaja yrittää seurata taajuutta ja lauhduttimelta lähtevän nesteen lämpötilaa:
-Nibe lukee taajuuden, BT2, BT12 anturiensa tulokset, todennäköisesti sarjallistettuna eikä rinnakkain. Sitten hetkellä jotain tulokset lähetetään modbus väylälle josta ne arduino mutkan kautta päätyvät talologgeriin.
-jossain vaiheessa ehkä ennen ehkä jälkeen on 1wire anturilla mitattu sama mlp-lähtö ja talletetaan ne samaan talologger kantaan.

Kannan aikaresoluutio on minuutti, mutta jokainen yllämainituista antureista voi reagoida muutokseen eri nopeudella ja lukema on otettu ylös eri aikaan. Samoin ei voida olettaa että viiveet mittauksesta kantaan pysyisi millään mittaukselle vakiona. Samoin tuon minuutin aikana voi invertteri olla muuttanut taajuuttaan ja/tai kiertovesipumpun nopeutta jo useammankin kerran.

Omista mittaustekniikan opinnoista on aikaa yli 20v, mutta jos tuolle järjestelmälle rupeaa tekemään virhetarkastelua, niin masentavaksi menee.
-johtuen virtauksen muuttumisesta saattavat lämpötilat muuttua yli asteen/minuutti
-mittaustulokset eivät sisällä aikaleimaa vaan niihin lyödään aika koska ne menee kantaan. Juhtuen monestakin eri tekijästä virhe näiden kahden ajankohdan välillä voi olla vähintään kymmeniä sekunteja.
-virtausnopeus/lämpötilat todennäköisesti muuttavat anturien reagointinopeutta?

Siksi mulle riittää näissä mittauksissa että jos mitattava suure muuttuu niin myös mittaustulokseni toivottavasti muuttuu (samaan suuntaan) ja tämä muutosten suhde pysyisi hallitusti vakiona.
Absoluuttinen tarkkuus jätetään sivuseikaksi.

Täytyy vielä tässä tarkentaa, en missään tapauksessa vähättele talologgeria, se on loistava ohjelmisto talomittausten tallettamiseen, pointti oli se että samoin kuin kuulin kesäpoikana rakennustyömaalla joskus milli on mitta toisinaan vuoden palkka. (vanha muurarien sanonta markka-ajalta). Tarkkuuksia arvioitaessa pitää ottaa kokonaisuus huomioon, kokemus on siinä valttia.
vrt. "Amerikan suurin pudottaja": mitataan painonpudotus paunan tarkkuudella ja lasketaan siitä muutosprosentti kahdella desimaalilla, argh.

[fraatti]

Kuulostaa hyvältä. Vedenpitävyys noissa halvoissa kinkkiantureissa on lähinnä vitsi, kutistesukka oli irti useammasta.

Katoitko oliko tuonne edes yritetty laittaa lämmönsiirtotahnaa?